Способы утилизации помета и навоза
Наиболее проблемным вопросом в представленном замкнутом цикле производства является обеззараживание помета. Учитывая специфику производственного процесса птицеводческих хозяйств (направление продукции, вид птицы, способ содержания, климатическая зона), переработка птичьего помета может быть организована по определенным технологиям, каждая из которых комплектуется соответствующими технологическими машинами и оборудованием. Рассмотрим основные способы обеззараживания птичьего помета.
Показатель | Анаэробное сбраживание | Вермикомпостирование | Гранулирование | Компостирование | Сжигание | Сушка |
Длительность переработки | 10 сут | 4-5 мес | Менее 1 ч | 6-12 мес | Менее 1 ч | Менее 1 ч |
Температура воздействия, °С | До 55 | До 30 | 80-100 | До 60 | 350 | 100-110 |
Распространенность | Мало | В РФ практически нет | Мало | Часто | Часто | Часто |
экологическое воздействие | При правильном использовании технологии загрязнения атмосферы и почвы не происходит | Улучшает структуру и состав почвы, при правильном использовании технологии загрязнения атмосферы и почвы не происходит | При правильном использовании технологии загрязнения атмосферы и почвы не происходит | Положительно влияет на почву, при правильном использовании технологии загрязнения атмосферы и почвы не происходит | Загрязнение атмосферы продуктами сгорания, золой | Загрязнение атмосферы отсодяшими газами |
Слабые места | Зависит от цен на газ, очень высокая стоимость внедрения | Требует постоянного участия человека, много места под бурты, предварительно необходимо нормализовать кислотность | Рынок сбыта | Требует много места под бурты | Сильное загрязнение окружающей среды, проблемы1 дальнейшего сбыта золы | Рынок сбыта |
Условия хранения | Баллоны | Биг-беги | Биг-беги, срок хранения | Хранение под навесом, в биг-бегах | Пакеты, биг-беги | Биг-беги |
Конечный продукт | Биогаз, электроэнергия | Вермикомпост | Пеллеты | Компост, гумифицированный компост | Зола | Высушенный помет |
Применение на птицефабриках | Крупные ПФ | Подходит для малый ПФ | Средние и крупные ПФ | Подходит для любых ПФ | Средние и крупные ПФ | Подходит для любых ПФ |
Наиболее простым и дешевым способом является прямое (без обработки) внесение помета в почву. Однако при этой технологии возникает ряд проблем: во-первых, перевозка большого количества отходов требует немалых средств, во-вторых, почва, подземные и поверхностные воды заражаются инвазионными, инфекционными и токсическими элементами, в-третьих, это ведет к накоплению нитратов, меди и цинка в зерне, траве и водных источниках. Поэтому данный способ в настоящее время не находит широкого применения.
Использование химических средств при утилизации помета осуществляется только для профилактики возможного распространения болезнетворных микроорганизмов и бактерий.
Из биологических способов наибольшее распространение получило компостирование, которое включает получение органических смесей (птичий помет + птичий помет с подстилкой, птичий помет + торф, птичий помет + древесные опилки, птичий помет + другие местные органические отходы). Органическая смесь формируется в штабели высотой не более 2,5 метров. Через 6... 8 месяцев хранения на полевых площадках происходит созревание этой смеси и образуется компост, который пригоден для использования в земледелии. Преимуществом способа являются невысокие капитальные вложения и энергетические затраты. Получаемый биогумус имеет хорошее качество, однако до 30.40 % питательных веществ в процессе переработки теряется в виде газов, наносящих экологический вред. К недостаткам способа относятся: необходимость наличия специальных площадок, техники и большого количества торфа, соломы и др. материала, снижающего содержание влаги, невысокая продажная цена при промышленных объемах производства, длительность и периодичность процесса.
Аэробная твердофазная ферментация осуществляется в установках барабанного типа и позволяет перерабатывать в сутки более 20.50 м3 помета. Сущность технологии заключается в смешивании помета и других органических компонентов (торф, солома, древесные опилки, лигнин) в определенных соотношениях и длительное (1-2 года) хранение полученной массы в буртах, в результате которого происходит ее естественное созревание. Данный способ наиболее приемлем для малых и средних хозяйств при наличии собственных полей для внесения получаемых органических удобрений. Одним из недостатков этой технологии служит необходимость поддерживать температуру субстрата выше температуры окружающей среды, что значительно снижает эффективность производства биогаза, особенно в климатических условиях, характеризующихся относительно низкими среднегодовыми температурами.
В последнее время большое внимание стали уделять использованию анаэробной (метановой) ферментации органических отходов в специальных установках (метантенках), в которых поддерживается определенная температура для эффективности действия анаэробных бактерий. Данный способ решает сразу несколько задач: производство экологически чистых удобрений и метана для мини-ТЭЦ, газообразного топлива для автотракторной техники, производства «сухого» льда, соды и т.д. Применение данной технологии сдерживается отсутствием инвестиций, системного решения в создании базовых конструкций.
Разведение дождевых червей «вермикультура» - один из перспективных способов утилизации органических отходов. Дождевые черви, ускоряющие во много раз разложение органического вещества, позволяют в относительно короткие сроки абсолютно экологически чистым способом превратить разного рода органические отходы в ценное гумусированное удобрение. Второй получаемый продукт этого способа - биомасса дождевых червей, которая успешно используется как белковая добавка к кормам и в качестве биохимического сырья. При всех экологических преимуществах данная технология выгодна лишь тем, кто делает удобрение для собственных нужд. Организовать крупномасштабное производство вермикомпостов в стране, где полгода зима, довольно затруднительно.
Выращенные на органических отходах животноводства и жизнедеятельности человека личинки мух «мускакультура» обладают высокой энергией роста, увеличивая в течение недели свою массу в 300-500 раз. Выращивание мух позволяет получить через 5-6 суток из тонны навоза или птичьего помета 60.. .100 кг биомассы (личинки мух) и 640... 700 кг биогумуса, который является как полноценным белковым кормом для животных, так и высококачественным органическим удобрением.
Из физических способов наибольшее распространение получила механическая сушка, при которой обработка помета осуществляется в прессфильтрах или центрифугированием. Обычно после механической сушки остается около 60 % влаги. Такой помет при хранении нагревается и выделяет сильный запах. Применение вакуум-фильтров для обезвоживания птичьего помета экономически невыгодно.
Для ликвидации многолетних накоплений пометных стоков в последнее время птицефабрикам рекомендуется использовать вакуумную сушку. В основе данной технологии лежит непрерывный экологически безопасный одностадийный процесс сушки помета в вакууме, позволяющий обеспечивать обработку помета в режиме щадящих температур с сохранением полезных элементов в органическом удобрении. Реальные затраты на получение сухого помета за счет вакуумной сушки достаточно высокие, что сдерживает промышленное применение данного способа.
Термическая сушка более удобна для переработки отходов птицеводства. Эффективность работы сушилок при этом способе зависит от влажности исходного материала, которая не должна превышать 65 %, что не наблюдается в условиях реального производства. Метод термического обезвоживания, как и вакуумная сушка, по причине большого расхода энергии также не получил пока широкого внедрения в производство.
Технология газификации - сжигание биомассы при температуре 800.1500 °С в присутствии воздуха или кислорода и воды с получением синтез-газа или генераторного газа с теплотой сгорания от 10 500. 16 700 кДж/м3 (при нормальных условиях), состоящего из смеси угарного газа (монооксид углерода) и водорода: возможны примеси метана и других углеводородов. Выделяющийся газ можно использовать вместо бензина в автомобилях. С помощью его можно обеспечить собственное электро- и теплоснабжение для крупных птицефабрик. Однако внедрение способа газификации требует высоких инвестиционных затрат, повышенных требований к квалификации персонала, больших сроков окупаемости.
В результате анализа существующих технологий содержания птицы и утилизации птичьего помета в условиях птицефабрик России становится очевидным, что основным способом переработки птичьего помета может быть ускоренное компостирование с последующим вывозом на поля птицефабрик и близлежащих хозяйств с последующей заделкой. Такой технологии свойственны следующие недостатки: высокая длительность и периодичность процесса, эмиссия азота в атмосферу во время компостирования и разбрасывания, отчуждение больших сельскохозяйственных (чаще производственных) территорий, низкие показатели получаемых удобрений и др.