Переработка отходов сельского хозяйства в кормах

Решение проблемы утилизации отходов животноводства и птицеводства является важным аспектом успешной работы сельскохозяйственного предприятия. Эти отходы оказывают сильное негативное влияние на экологическую среду.

Содержание статьи

Во многих странах разработаны специальные программы регионального и общегосударственного уровня, целью которых является снижение отрицательного влияния таких отходов на окружающую среду.

Специалисты Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства подсчитали,, что одна птицефабрика емкостью 400 тысяч кур за год вырабатывает такое количество птичьего помета, что в процессе его разложения в атмосферу выделяется почти 700 тонн биологического газа, из которых 450 тонн составляет метан (65 процентов), 208 тонн – углекислый газ (30 процентов), и 35 тонн сероводорода, скатола, аммиака, индола, водорода и прочих соединений (5 процентов). Приблизительный экономический ущерб, который такой выброс наносит экосистеме, составляет 440 миллионов рублей. В связи с этим как никогда прежде остро встает вопрос о разработке альтернативных методик утилизации животноводческих отходов.

Способы утилизации отходов

В настоящее время существуют следующие способы такой утилизации:

• ввоз нативного помета, стоков и навоза на поля;
• компостирование;
• переработка помета и навоза на корма;
• биоэнергетические методы и инновационные технологии утилизации;
• создание возле предприятий животноводческого комплекса рыбоводно-биологических прудов и так далее.

Вывоз на поля

В прошлые времена, когда сельское хозяйство развивалось экстенсивным путем, малопродуктивных в плане удоев коров содержали в основном с целью получения их навоза. Так как концентрация скота в пересчете на единицу пахотных земель была крайне низкой, то навоз просто либо накапливали возле фермы, либо сразу вывозили в поля, где он со временем становился перегноем.

В настоящее время использование такого метода сопряжено с целым рядом проблем.

Во-первых, транспортировка огромного количества стоков с содержанием сухого вещества от 2-х до 5-ти процентов весьма затратна. Во-вторых, при этом поверхностные и подземные воды, а также сами почвы подвергаются заражению токсическими, инфекционными и инвазионными веществами. И, наконец, в-третьих – такое заражение приводит к накоплению в травах, зерне и источниках воды цинка, меди и нитратов. Например, в некоторых штатах США запрещено применять нативный птичий помет для удобрения полей.

Компостирование

Для применения этого метода требуется организация специальных площадок, а также наличие специализированной техники и большого объема соломы, торфа и прочих влаговпитывающих материалов.

При правильном соблюдении технологического процесса можно получить биогумус достаточно хорошего качества, однако при этой методике от 30-ти до 40-ка процентов ценных питательных веществ улетучивается в газообразном виде.

Основные методы получения компоста рассмотрим на примере утилизации куриного помета.

На подготовленную площадку высыпается 30-40-сантиметровый слой торфяной крошки. При этом можно использовать различную технику: автосамосвалы, трактора с прицепами, погрузчики, разбрасыватели и др. Сверху слоя торфа разбрасывается помет. Если влажность помета составляет 75 процентов, а торфа – 65 процентов, то количество торфа и помета – 1:1. Затем оба слоя равномерно перемешиваются и бульдозером формируется бурт. Ширина такого бурта составляет от 3-х до 4-х метров, высота составляет 2 метра, а длина должна быть не меньше 6-ти – 8-ми метров. Поверх бурта сново укладывается слой торфа. В теплое время года такой компост держат в течении месяца, а в холодный период этот срок увеличивается до двух месяцев.

Каким образом перемешивается компост? Для этого существует специальная техника (например, смеситель СА-100). Технологический процесса заключается в цикличном смешивании полужидкого помета с торфом на наклонной чтороне бурта. Это позволяет добиться равномерности биотермического процесса. Такой способ дает возможность в два, а то и в три раза сократить срок компостирования, обеспечить надежное обеззараживание будущего удобрения и максимально уменьшить активность сорных семян.

Чтобы получить препарат Фермвей (американская технология), необходимо загрузить в кирпичное здание смесь торфа с пометом (в пропорциях 1:1), которую заранее готовят на площадке с твердой поверхностью. После чего биомассу специально, в течении 5-7 суток, обдувают, что провоцирует бурное развитие бактерий термомезофильного типа. Для последующего повышения товарных качеств этого продукта его необходимо доработать на технологической линии дезинтегратор – дозатор – стерилизатор-обезвоживатель – гранулятор. Эта технологическая линия оборудована приборами контроля уровня влажности, температуры и содержания кислорода в среде аэрации. Фермвей применяется в американском сельском хозяйстве как в качестве органического удобрения, так и как подстилку для птиц и скота. Этот препарат также включается в откормочный рацион бычков.

Ускорить процесс переработки помета помогают штаммы специальных грибков или бактерий, которые называются “эффективные микроорганизмы”.

Большим спросом в мелких приусадебных и личных хозяйствах пользуется пудрет – высушенный помет кур.

Переработка навоза и помета на корма

Вследствие того, что около 40-ка процентов кормовых питательных веществ не успевает перевариться и выходит с пометом, появилась идея повторного использования его в качестве корма для птиц и животных.

Например, куриный помет обеззараживали с помощью высоких температур, затем убирали из него непереваренные семена сорняков, пух и перья. В полученном продукте содержалось от 20-ти до 30-ти процентов сырого протеина. Его смешивали с комбикормом и давали бычкам. Заменяя пудретом от 33-х до 50-ти процентов концентрата добивались суточного привеса от 870-ти до 896-ти грамм.

В Великобритании птичий помет сначала подвергают ферментации, затем подвергают обработке с помощью муравьиной кислоты и, добавив мелассу, используют в качестве корма для бычков. Фирма “ДеЛаваль” разработала для навоза более тридцати способов биологического обеззараживания. Например, навоз с помощью скребков и транспортера загружается в центрифугу, где отделяют от влаги до 95-ти процентов взвешенных частиц. Полученную твердую фракцию в течение трех месяцев выдерживают в специально оборудованном для этого хранилище, затем гранулируют. В смеси с силосом получается отличный корм для скота.

Навоз используется в приготовлении специальных видов силоса – навосаж и вестлаж.

Например, в США производятся такие смеси: 57 процентов коровьего навоза и 43 процента сена; или 40 процентов свиного навоза, 12 процентов кукурузного силоса и 42 процента дробленой кукурузы. Для откорма бычков также используется примерно полмиллиона тонн мочевины, которую можно частично заменить птичьим пометом – или в чистом виде, или в смеси с опилками. На корм козам и овцам идет вестлаж, состоящий из 40-ка процентов навоза КРС, 12-ти процентов кукурузной дробленки и 12-ти процентов сенной сечки. С помощью микробиологического метода в аэротенках жидкий навоз перерабатывают в одноклеточные белки, которые оседают на дно как активный ил.

В Молдавии применяли такую технологию. Свиной навоз с уровнем влажности от 80-ти до 85-ти процентов подвергался кислотному гидролизу. Твердые фракции использовали в качестве удобрения, а жидкие – как сырье для кормовых дрожжей. Сама технология по их культивации не сложна, однако полученная жидкость имеет большое содержание сульфатов и хлоридов, избавится от которых довольно трудно. Гидро-баро-термическая методика энергетически затратна и нуждается в применения дорогого оборудования, изготовленного из нержавеющей стали. Все это делает такой метод нерентабельным.

В Канаде перед использованием навоза в качестве корма его сначала перемешивают с соломой, а затем засевают грибными спорами. В результате получается корм с высоким содержанием белка, который годится не только для жвачных, но и для прочих, даже моногастричных, животных. Для уменьшения уровня выделяемого фосфора и азота, в последние годы стали применять ферменты, которые повышают усвояемость и перевариваемость кормов.

Например, при добавлении фитазосодержащего фермента на каждые 100 килограмм сухого вещества позволяет дополнительно получить 2,85 килограмма питательных веществ, 2,81 килограмма сырого протеина, что дает на каждую 1000 килокалорий прибавку в 14,6 килокалорий, соответственно пропорционально уменьшается и их выброс в окружающую среду.

Для сокращения выделения фосфора, азота и аммиака и улучшения уровня переваримости кормов, в европейских странах применяют кристаллические аминокислоты. С их помощью, например, на откорме свиней можно снизить содержание в комбикорме сырого протеина с 17,6 до 14,5 процентов. На откорме подсвинков с 25 до 55 килограмм применение аминокислот позволило сэкономить на каждом поросенке 2,2 килограмма сырого протеина, что привело к уменьшению количества выделяемого аммиака на 350 единиц. Улучшить переваримость и усвояемость кормов и аминокислот позволяет также повышение качества самих кормов и замена антибиотиков маннонолигосахарозой.

Биоэнергетические способы утилизации отходов

Применение таких методик помогают в решении сразу нескольких задач:

• сбор и переработка отходов птицефабрик;
• улавливание и нейтрализация вредных биологических газов;
• выработка экологичных удобрений;
• получение метана как топлива для мини-теплоэлектростанций;
• получение газообразного топлива для автомобильной и тракторной техники;
• бесфреоновое охлаждение;
• производства “сухого” льда, соды и так далее.

Уже в 1998 году в европейских странах было построено больше восьмисот (из них – 24 крупных) биоэнергетических установок, которые работают на помете и навозе. А Индии, Китае других странах азиатского региона их уже построено более 3 миллионов.

Новые технологии утилизации

В США и Великобритании птицеводческие отходы, включая подстилку, активно используются как экологически чистое топливо для получения электричества и обогрева помещений.

Так как в США некоторые штаты запретили использовать птичий помет как удобрение, его стали перерабатывать в активированный уголь, который применяется применяемый как адсорбент в устройствах водоочистки на фермерских предприятиях, что особенно актуально для районов с неблагоприятной экологической обстановкой.

Технология TDP (термическая деполимеризация) дает возможность из животноводческих отходов получить твердое, жидкое и газообразное топливо, а также некоторые виды удобрений и химикатов.

С помощью этой технологии можно перерабатывать широкий спектр отходов: не только навоз, помет, остатки кормов, стоки и подстилку, но даже трупы павших птиц и животных. Первая стадия переработки проходит при температуре от 250-ти до 350-ти градусов Цельсия, вторая – при температуре от 500-т до 700-т градусов. Первая экспериментальная TDP-установка была построена еще в 1999 году и производила 7 тонн продукции в день. А первая коммерческая установка, пущенная в 2002 году, давала ежедневно уже 40 тонн продукции. Получаемая продукция аналогична дизтопливу с 8-20 атомами углерода, твердые фракции удобрений похожи на апатиты, а в жидких фракциях содержится от 25-ти до 28-ми процентов сульфата аммония.

Торговая марка «Гармони», предприятия которой расположены в штате Вирджиния, превращает в пеллетированные туки 65 тысяч тонн помета и подстилки. Получается отличное удобрение с пониженной подвижностью азота и лучшим соотношением N:P.

Российская фирма “Корина” разработала баротермовзрывную технологию переработки помета. Как считают ее разработчики, применение их технологии благотворно скажется на состоянии окружающей среды и предоставит возможность производить кормовые добавки и органо-минеральные премиксы. Но у технологии есть и недостатки. Во-первых, необходимо устраненить шумовые эффекты от выстрелов кавитационных пушек, а во-вторых – нужно еще убедиться в безвредности соединений, получающихся в процеесе при разложения веществ с дурным запахом.

Вермикультура

Использование для утилизации животноводческих отходов калифорнийского или другого земляного червя широко распространено в таких странах, как Япония, Италия, Канада, Великобритания и США.

Такая методика решает сразу три задачи:

• утилизирует отходы;
• вырабатывает кормовой белок;
• повышает плодородие почвы.

Биомасса земляных червей – это прекрасный корм с высоким содержанием белка, который подходит для свиней и птиц. Однако, в этой биомассе могут накапливаться соли тяжелых металлов. Некоторые китайские и японские ученые считают эту биомассу пригодной и для человеческого питания.

Рыбоводно-биологические пруды

Разработанная Всероссийским научно-исследовательским институтом животноводства система рыбоводно-биологических прудов из четырех качкадов дает возможность получить на выходе очищенную воду для технических нужд, а также свежую рыбу.

Суть методики такоа: животноводческие стоки направляются в пруды-накопители первой ступени, которые выполняют функцию отстойников. Твердая фракция, полученная в них, используется как удобрение, а жидкую разлагает специально подобранный зоопланктон. Это и есть первая стадия очистки. Во втором пруду стоки продолжают очищаться при помощи разных видов водорослей, которые еще и насыщают их кислородом. Лишние водоросли убираются из пруда и добавляются в корма для птиц и животных.

Также водоросли из второго пруда служат пищей для зоопланктона третьей части каскада (разного рода рачков, насекомых и червей). Зоопланктон третьего пруда служит кормом малькам рыб последнего пруда. На четвертой ступени каскада при совместном выращивании толстолобика и карпа можно получить от 60-ти до 100 центнеров свежей рыбы с одного гектара поверхности воды.

Для повышения экономической эффективности можно разводитбь не только рыбу, но и водоплавающих птиц. Однако использование такой системы очистки под силу лишь крупным предприятиям. Например, для утилизации отходов свинокомплекса на 108 тысяч голов потребуется только под пруды-накопители потребуется 25 гектар земельных угодий. Для остальных прудов каскада подходят и бросовые земли.

К животноводческим отходам надо относиться не как к загрязняющим вредным выбросам, а как к ценному сырью, которое может помочь восстановлению земельного плодородия, повысить урожайность, а также способно помочь в получении пищевого белка (в виде тех же рыб) и кормового белка (зоопланктон, личинки, водоросли, черви).

Источник: https://goferma.ru/zhivotnovodstvo/obshhie-dannye/utilizatsii-othodov-zhivotnovodstva.html