Комплексные решения по переработке животноводческих отходов

Проблема переработки животноводческих отходов всегда будет актуальна. Ни мясо, ни молоко не являются основным продуктом производства животноводческих хозяйств, больше всего производится навоз. Сейчас остро встает вопрос экологии, поэтому переработка более чем необходима, но при этом стоит учитывать как большое количество перерабатываемого продукта, так и экономическую эффективность.

В стране ежегодное накопление органических отходов в животноводстве и птицеводстве, основную массу из которых представляют продукты жизнедеятельности, т.е. навоз животных и помет птиц, составляет более 200 млн т, что в несколько раз превышает количество загрязнения от сточных вод пищевой промышленности и хозяйственно-бытовых стоков и в этом случае животноводческие комплексы являются более опасными для окружающей среды, чем многие промышленные предприятия.

Классификация животноводческих отходов не содержит в себе множество пунктов, основными являются два:
 - Помет (куриный, гусиный и т.д.) - свежий и перепревший.
 - Навоз - может быть свежий и перепревший; твердая и жидкая фракции.
Под понятием «навоз» следует понимать не только экскременты сельскохозяйственных животных в чистом виде, но и жидкие отходы и частицы подстилочных материалов.

Одним из основных источников загрязнения является навоз, который попадает в воду, почву, атмосферу и вносит в них значительный объем биогенных веществ. Переработка и утилизация навоза, а также других выделений уже длительное время представляет серьезную проблему для комплексов, специализирующихся на производстве мяса. Известно, что микробное и общее загрязнения в районе расположения животноводческих комплексов в 8-10 раз превышают естественный фон загрязнения почвенного и снежного покрова. Причиной того, что органические отходы стали сегодня серьезной экологической проблемой всех без исключения регионов России, загрязняя почву, грунтовые воды и воздух, является отсутствие совершенной технологии их переработки и утилизация.

В настоящее время Федеральным законом от 24 июня 1998 г. No 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» (далее – Федеральный закон No 89-ФЗ) навоз и помет классифицируются как отходы производства, а именно как продукты, образованные при производстве, и подлежат удалению, и этим отходам, в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов, присвоены соответствующие классы опасности.

По Федеральному закону No 89-ФЗ любое предприятие животноводческой или птицеводческой отрасли выполняет определенные производственные операции:
– сбор навоза (помета), а именно складирование на срок, не превышающий одиннадцать месяцев (с 1.01.2018), в местах, оборудованных для этих целей,
по требованиям законодательства в области охраны окружающей среды и обеспечения нормальной санитарно-эпидемиологической обстановки среди населеНия;
– утилизация навоза (помета), т.е. использование отходов для производства продукции, включая повторное применение отходов (рециклинг), их возврат
в производственный цикл после соответствующей подготовки (регенерация);
– размещение (хранение) навоза (помета), т.е. складирование отходов в специализированных объектах на срок не более одиннадцати месяцев в целях
утилизации.

Для начала рассмотрим, какие в целом способы переработки животноводческих отходов существуют:
1. Вывоз жидких экскрементов на поля. У этого способа много недостатков. Во-первых, большие затраты на перевозку навоза в жидкой фракции до поля (так как доля сухих в них всего около 5%). Во-вторых, из-за этого способа в воду и почву может попасть инфекция.
Если говорить об использовании в качестве удобрения, то несмотря на богатый минеральный состав, навоз не может быть использован в качестве удобрения сразу после его получения: при разложении органических веществ происходят экзотермические химические реакции с выделением тепла, и растение может погибнуть. Поэтому без предварительной переработки навозных масс не обойтись. В самом простом случае их складируют в навозохранилищах — искусственных котлованах, где в течение 8–12 месяцев они компостируются за счет процесса
брожения и повышения температуры до 60 °C, обеззараживаются и становятся безопасными для последующего внесения в почву. В компосте уже нет патогенных организмов и фитотоксинов. Компостирование предполагает добавление в навозную массу различных разрыхлителей — соломы, древесной стружки, опилок; в данном случае предусматривается уплотнение материала и ограничение доступа воздуха.

2. Компостирование. Переработка таким образом предполагает наличие площадей для создания выгребных ям (лагун), технических средств и больших объемов компонентов, уменьшающих влажность сырья (торф, солома и пр.). Правильная технология производства обеспечивает получение высококачественного биогумуса.

3. Помет в качестве корма. Большое количество питательных веществ (примерно 40%) не перевариваются в организме птицы и выходят с пометом, поэтому птичьи экскременты решили применять в виде добавки к корму животных. Высушенный и термически обработанный помет может содержать около 30% чистого белка, что положительно сказывается на привесах животных при добавлении обеззараженных экскрементов в корм скоту.

4. Вермикультура. Используются калифорнийские и иные виды червей с целью уменьшения объемов отходов, получения кормового белка и улучшения плодородности почв. Это один из вариантов компостирования с добавлением костной муки или золы с помощью червей.

5. Биотопливо. Навоз можно перерабатывать в топливные брикеты. Для переработки навоза в топливо отлично подойдет подстилочный навоз. Сначала навоз измельчают в роторной дробилке, потом его помещают в смесительную установку, где он стерилизуется, перемешивается и получается гомогенная масса. Следующий этап: с помощью экструдера полученная масса отжимается, уплотняется, из нее формируют топливные брикеты. Последний этап: принудительная сушка или естественная сушка брикетов на солнце в защищенном от осадков помещении. Топливные брикеты можно использовать в печах или газогенераторных котлах.

Так, например, Оренбургский федеральный исследовательский центр УрО РАН изобрел технологию комплексной переработки отходов, из которых получаются: удобрения, оборотная вода, электроэнергия и тепловая энергия. Жидкую фазу перебродивших отходов выпаривают до получения сухих концентрированных удобрений. Часть однородной массы сжигают, а биогаз очищают путем пропускания через воду с получением биометана. Воду насыщают органическими веществами. Воздух из производственных помещений собирают и поддерживают процесс горения. Отходящий газ очищают от твердых летучих примесей и используют для выработки электроэнергии. Воду насыщают минеральными веществами. Технология предусматривает автоматизацию и управление технологическим процессом, а также обеспечивает повышенный выход биометана, прирост тепловой и электрической энергий и экологичность производства.

Комплексный подход - путь к экологичности и экономии

Понятие комплексного подхода в переработке продвигает компания “Биокомплекс”, которая специализируется на переработке отходов. Первым этапом комплексного подхода становится разделение отходов на жидкую и твердую фракции. Для разделения навоза могут быть применены шнековые сепараторы, декантеры, а также различные пресс-фильтры, центрифужные сепараторы и другое оборудование. Оптимальным способом с точки зрения окупаемости станет применение шнекового сепаратора – данное решение дает хороший результат по разделению, цех разделения с сепаратором будет стоить в три-четыре раза дешевле линии обезвоживания декантером, а кроме того, шнековые сепараторы более экономичны в эксплуатации.

Жидкой фракцией можно проводить подкормку растений в период их вегетации для повышения урожайности. Твердая фракция навоза используется для производства подстилки для скота. В отличие от традиционных соломы, песка и других вариантов, она не требует дополнительного места для хранения, безопасна (не содержит патогенных микроорганизмов) и комфортна для животных.

При разделении фракций у лагунах отсутствует ил, и саму лагуну можно построить в два раза меньше, так как осветленная фракция выдерживается в два раза быстрее. Минимизируются затраты на перемешивание навоза, ведь осветленную фракцию можно перемешать лишь один раз перед внесением. Также стоимость внесения осветленной фракции в 3 раза меньше, чем неразделенного навоза. С экологической точки зрения тоже есть плюсы: снижается класс отходов, уменьшается выделение аммиака, ускорение процессов компостирования.

Одно лишь разделение приводит к не к таким большим результатам, к каким мог бы привести комплексный подход. К комплексным мерам относится переход с бочковой системы распределения навоза на шланговый. Кроме того, важно грамотно подойти и к проектированию лагун: так, увеличение их количества при снижении суммарного объема позволит значительно расширить «окно» внесения и доставлять жидкие органические удобрения в поля именно тогда, когда это требуется. Даже подбор шлангов для распределения навоза не так прост, как кажется: немаловажными будут не только ключевые «каталожные» характеристики, но и такие параметры, как кинкинг — то есть работа без излома при малом радиусе на повороте. Необходимо выбрать и технологию внесения. Например, при поверхностном способе теряется до 70% азота, а при использовании дисковых инжекторов — менее 10%.

Если говорить подробнее о системах распределения фракций, то у бочковой системы есть несколько недостатков: сильный запах из-за поверхностного внесения, низкая скорость внесения, затраты времени на загрузку навоза из лагун и вывоз на поля, большие выхлопы вредных веществ, также грозят переливы. При использовании шланговой системы появляются следующие преимущества: высокая производительность внесения – от 100…450 м³/час и более; минимальные затраты труда и ГСМ, так как необходим 1 трактор вместо 10; дальность перекачки одной насосной станцией – до 6500 м и более с применением дополнительной "бустерной станции"; быстрое разматывание и сматывание шланговых линий за счет применения плоскосворачиваемых шлангов для перекачки навоза из специальных транспортировщиков, с минимальным привлечением рабочего персонала и техники; простота эксплуатации и обслуживания. А главное, шланговая система может применяться в период вегетации.

Если нужно внести много осветленной фракции на малое количество полей, то лучше выбрать тарельчатый разбрызгиватель. Экономится энергия из-за работы на пониженном давлении. Для внесения на небольшую глубину подойдет инжектор-культиватор. При удобрении кормовых трав лучше использовать дисковый инжектор.

Комплексный подход хорош со всех сторон: он экологичнее и экономичнее, кроме того, новые технологии это всегда плюс. Недостатком остается только процесс перехода, который подразумевает под собой покупку нового оборудования для которого потребуются дополнительные финансовые вложения.

Как все происходит на практике

Генеральный директор племзавода «Абабковское» Николай Трифонов говорит, что система переработки и утилизации навоза зависит от способа содержания КРС. В «Абабковское» используется содержание на привязи. Навоз удаляется работником по уходу за животными вспомогательными ручными инструментами в каналы и уже механическим способом транспортеры выгружают массу в прицеп.

На следующей стадии (созревание) навоз перемещается в лагуны или складируется в бурты на полях. “Последний вариант с учетом изменения экологического законодательства чреват большими штрафными санкциями. Но поскольку у нас законодатели бегут в ногу с европейскими производителями, происходит большой диссонанс, ведь в России ещё остались предприятия с привязным содержанием и отсутствием лагун”, — отмечает Николай Трифонов. Строительство лагун и оборудование системы навозоудаления согласно принятым экологическим нормам зачастую непосильны для крестьян. Затраты на 1000 голов варьируются от 40 до 80 миллионов рублей.

В технологической схеме «Абабковское» на стадии созревания масса находится в лагуне в течение полугода. В процессе ежемесячного буртования механизированными средствами мочевина отделяется от твердой массы фекальными насосами и закачивается в бочку МЖТ-11 для дальнейшего внесения на ближайшие поля (в основном кукурузные).

Готовая продукция, органические удобрения, вносятся на поля два раза в год. Также отгружается на продажу населению.

Источник: «АПК Эксперт»