Научная статья на тему 'Анализ технологий переработки твердого навоза и помета, адаптированных к условиям Северо-Западного федерального округа'

Анализ технологий переработки твердого навоза и помета, адаптированных к условиям Северо-Западного федерального округа Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
1310
183
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
сельское хозяйство / утилизация / навоз / компостирование / биоферментация / agriculture / utilisation / manure / composting / biofermentation

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Р. А. Уваров

В статье представлен подробный обзор пяти технологий утилизации твердого навоза, адаптированных к природно-климатическим условиям Северо-Запада России: пассивное компостирование, активное компостирование, аэробная ферментация в установках камерного типа, в установках барабанного типа и термическая сушка; показаны их технологические схемы, условия применимости и сильные и слабые стороны. Определены эколого-экономические показатели для комплекса крупного рогатого скота с производством навоза 40000 т/год: выход удобрений, капитальные и эксплуатационные затраты на его утилизацию, а также удельные показатели затрат на получение конечного продукта (удобрения) и эмиссия азота. По итогам проведенного анализа установлено, что в условиях перехода на беспривязное содержание, наметившегося в СевероЗападном федеральном округе в последние годы, наиболее целесообразно применять разделение навоза крупного рогатого скота на фракции и последующую раздельную их переработку. Наиболее эффективным способом переработки жидкой фракции является ее длительное выдерживание и дальнейшее использование в качестве жидкого органического удобрения. При переработке твердой фракции наибольший эколого-экономический эффект достигается при биоферментации в установках камерного и барабанного типов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SURVEY OF SOLID ANIMAL AND POULTRY MANURE PROCESSING TECHNOLOGIES ADAPTED TO THE NORTH-WEST FEDERAL DISTRICT CONDITIONS

The article presents a detailed review of five technologies for solid manure utilisation adapted to the natural and climatic conditions of the North-West of Russia: passive composting, active composting, aerobic fermentation in chamber-type and drum-type installations, and thermal drying. Their technological schemes, conditions of applicability and strengths and weaknesses are shown. Ecological and economic indicators for a cattle complex with manure output of 40,000 t / year were determined: the yield of organic fertilisers, the capital and operating costs for its utilisation, as well as specific costs for obtaining the final product (fertiliser) and nitrogen emissions. Based on the analysis results, it was found that in the context of transition to a loose cattle housing that has become apparent in the North-West Federal District in recent years, it is most expedient to apply the separation of cattle manure into fractions and their subsequent separate processing. The most effective way to process the liquid fraction is its long-term storing (maturing) and further application as a liquid organic fertiliser. To process the solid fraction, the best economic and environmental effect is achieved by biofermentation in the chamber and drum fermenters.

Текст научной работы на тему «Анализ технологий переработки твердого навоза и помета, адаптированных к условиям Северо-Западного федерального округа»

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваы животноводства________________________________________

1. www.nssrf.rufдата обращения 01.12.2017)

2. Плаксин И.Е., Трифанов А.В., Плаксин С.И. Математические модели определения технологических параметров модуля для откорма поросят // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №92. С. 192-201.

3. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Модульная животноводческая ферма // Сельский механизатор 2012. №7. С. 28-29

4. Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Малогабаритный свинарник // патент на полезную модель RUS 160700 12.08.2015

5. viktoriy.ru/konversiya-kormov (дата обращения 01.02.2017)

6. Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов - РД-АПК 1.10.02.04-12

УДК 631.95

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОЕИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОЕО НАВОЗА И ПОМЕТА, АДАПТИРОВАННЫХ К УСЛОВИЯМ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕО ФЕДЕРАЛЬНОЕО ОКРУЕА

Р.А.УВАРОВ

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия

В статье представлен подробный обзор пяти технологий утилизации твердого навоза, адаптированных к природно-климатическим условиям Северо-Запада России: пассивное

компостирование, активное компостирование, аэробная ферментация в установках камерного типа, в установках барабанного типа и термическая сушка; показаны их технологические схемы, условия применимости и сильные и слабые стороны. Определены эколого-экономические показатели для комплекса крупного рогатого скота с производством навоза 40000 т/год: выход удобрений, капитальные и эксплуатационные затраты на его утилизацию, а также удельные показатели затрат на получение конечного продукта (удобрения) и эмиссия азота. По итогам проведенного анализа установлено, что в условиях перехода на беспривязное содержание, наметившегося в Северо-Западном федеральном округе в последние годы, наиболее целесообразно применять разделение навоза крупного рогатого скота на фракции и последующую раздельную их переработку. Наиболее эффективным способом переработки жидкой фракции является ее длительное выдерживание и дальнейшее использование в качестве жидкого органического удобрения. При переработке твердой фракции наибольший эколого-экономический эффект достигается при биоферментации в установках камерного и барабанного типов.

Ключевые слова:сельское хозяйство; утилизация; навоз; компостирование; биоферментация.

SURVEY OF SOLID ANIMAL AND POULTRY MANURE PROCESSING TECHNOLOGIES ADAPTED TO THE NORTH-WEST FEDERAL DISTRICT CONDITIONS

133

R.A.UVAROV

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал. _________________________________ИАЭП. 2017. Вып. 93._______________________________

Federal State Budget Scientific Institution “Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production” (IEEP), Saint Petersburg, Russia

The article presents a detailed review of five technologies for solid manure utilisation adapted to the natural and climatic conditions of the North-West of Russia: passive composting, active composting, aerobic fermentation in chamber-type and drum-type installations, and thermal drying. Their technological schemes, conditions of applicability and strengths and weaknesses are shown. Ecological and economic indicators for a cattle complex with manure output of 40,000 t / year were determined: the yield of organic fertilisers, the capital and operating costs for its utilisation, as well as specific costs for obtaining the final product (fertiliser) and nitrogen emissions. Based on the analysis results, it was found that in the context of transition to a loose cattle housing that has become apparent in the North-West Federal District in recent years, it is most expedient to apply the separation of cattle manure into fractions and their subsequent separate processing. The most effective way to process the liquid fraction is its long-term storing (maturing) and further application as a liquid organic fertiliser. To process the solid fraction, the best economic and environmental effect is achieved by biofermentation in the chamber and drum fermenters.

Keywords: agriculture; utilisation; manure; composting; biofermentation.

ВВЕДЕНИЕ

За последние несколько лет проблема необходимости повышения экологической безопасности производства приобретает все большее значение. Многие развитые страны, такие как Германия, США, Канада и Нидерланды, одной из приоритетных целей своего долгосрочного развития видят снижение экологической нагрузки на окружающую среду. Значительную роль в данной нагрузке играют риски, связанные с агропромышленным комплексом [1].

Изменение структуры животноводческой отрасли, внедрение новых способов содержания животных и удаления навоза из животноводческих помещений - все это ставит перед наукой и производством задачу разработки и внедрения новых, адаптированных к отечественным природно-климатическим условиям экологически безопасных и экономически доступных технологий утилизации навоза [2-3].

Молочное животноводство, являясь наиболее развитой отраслью сельского хозяйства Северо-Запада России, образует и наибольшее количество отходов - до 2/3 от общей массы производимого в регионе навоза/помета. Должным образом переработанный навоз крупного рогатого скота может быть не только высококачественным органическим удобрением, улучшающим гумусовый слой почвы, но и стать основой для производства животноводческой подстилки, тем самым повышая рентабельность предприятия, снизив эксплуатационные затраты за её закупку [4].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В зависимости от технологии содержания животных на животноводческих комплексах образуется твердый и полужидкий навоз. С учетом этого, а также площадей земельных угодий, типа культур, задействованных в севообороте, и технической оснащенности предприятия применяют различные технологии утилизации навоза (рис. 1).

134

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства

Рис. 1. Схема выбора технологии утилизации навоза КРС в зависимости от влажности

С учетом наметившейся тенденции к переходу на беспривязное содержание и последовавшего повышения влажности исходного навоза, все большее число предприятий внедряет системы механического разделения навоза на фракции. Данная технология позволяет сократить объем навозохранилищ и применять более эффективные и экологически безопасные технологии переработки, ориентированные на твердую и жидкую фракции. Последующая переработка каждой фракции выполняется с учетом специфики сельскохозяйственного предприятия и требуемого вида конечного продукта.

Ввиду наметившегося перехода на НДТ, многие животноводческие комплексы внедряют новые, более эффективные и экологически безопасные технологии утилизации навоза, однако большая часть сельскохозяйственных предприятий в качестве приоритетных вариантов используют технологии, заложенные на стадии проектирования [5].

Технологии утилизации твердого навоза, получившие наибольшее распространение в регионе, рассмотрены ниже.

Технология пассивного буртового компостирования

Данная технология основана на естественном биологическом обеззараживании навоза в смеси с влагопоглощающими материалами либо без них. Компостирование осуществляется на бетонированных площадках или специально подготовленных полевых площадках [6-7]. Процесс переработки методом пассивного компостирования происходит путем выдерживания смеси, состоящей из навоза и влагопоглащающих материалов, в буртах.

Технология биоконверсии навоза помета методом пассивного компостирования в буртах состоит из блоков, показанных на рисунке 2.

135

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

Рис. 2. Блок-схема технологии биоконверсии методом пассивного компостирования в буртах

Условия применимости технологии:

• Влажность навоза или компостной смеси не должна превышать 75%.

• Соотношение углерода к азоту (C/N) в исходной смеси должно варьироваться в диапазоне не менее 15/1-20/1.

• Продолжительность компостирования: в летний период - 2 месяца, в зимний - 3 месяца.

Полученное методом пассивного компостирования в буртах удобрение выгружают из буртов на предварительно подготовленные полевые или бетонные площадки, а затем для хранения укладывают в штабеля. Загрузка полученного органического удобрения в специализированные машины, предназначенные для внесения (например, ПРТ-7А, МТТ-9, МТУ-15) осуществляют фронтальным погрузчиком. Внесения на поля осуществляется поверхностно под запашку. Внесение осуществляется весной и осенью [8].

Уровень эмиссии биогенных элементов, в частности азота, при данной технологии биоконверсии составляет 20-27% [9].

Преимущества технологии:

• Широкий диапазон влажности перерабатываемого навоза (при условии использования влагопоглощающих добавок): 60-92%.

• Низкие требования к квалификации задействованного персонала.

• Простота конструкции площадок компостирования.

• Относительно небольшие капитальные вложения.

Недостатки технологии:

• Длительные сроки переработки: 2-3 месяца.

• Неравномерность созревания компоста [10].

• Зависимость процесса компостирования от погодных условий.

• Повышенный риск утечек загрязненных стоков в дождливый период и весенних паводков.

• Относительно высокий уровень эмиссии азота - до 27%.

Технология активного буртового компостирования

Технология предназначена для переработки твердого навоза/помета либо в смеси с влагопоглощающими материалами, либо без них на гидроизолированных площадках. Активное компостирование навоза/помета с влагопоглощающим материалом в буртах на

136

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

открытой площадке осуществляется в течение 40 дней с трехкратной аэрацией бурта через каждые 9 дней с момента окончания формирования бурта.

Технология переработки помета/навоза методом активного компостирования в буртах

Рис. 3. Блок-схема технологии биоконверсии методом активного компостирования в буртах

Условия применимости технологии:

• Влажность навоза или компостной смеси не должна превышать 75%.

• Соотношение углерода к азоту (C/N) в исходной смеси должно варьироваться в диапазоне не менее 15/1-20/1.

• Наличие твердой гидроизолированной площадки для маневрирования техники, осуществляющей аэрацию.

• Продолжительность компостирования: не более 40-45 суток.

Для механизации процесса аэрирования буртов используется специальная техника, преимущественно фирм EcoBridge и Амкадор [11].

Уровень эмиссии биогенных элементов, в частности азота, при данной технологии биоконверсии составляет 16-22% [12-13].

Преимущества технологии:

• Широкий диапазон влажности перерабатываемого навоза (при условии использования влагопоглощающих добавок): 60-92%.

• Более сжатые, по сравнению с пассивным компостированием, сроки переработки - до 1,5 месяцев.

• Сокращение капитальных затрат за счет уменьшения площадки компостирования (до 40%) [8].

• Более равномерное, по сравнению с пассивным компостированием, созревание компоста.

• Низкие требования к квалификации задействованного персонала.

• Простота конструкции площадок компостирования.

Недостатки технологии:

• Увеличение эксплуатационных затрат ввиду использования дополнительной техники для аэрации буртов и закупки биопрепаратов.

• Невозможность компостирования при отрицательных температурах.

• Нестабильность процесса переработки в зависимости от погодных условий.

137

ISSN 0131-5226Теоретический и научно-практический журнал. __________________________________ИАЭП. 2017. Вып. 93._______________________________

• Повышенный риск утечек загрязненных стоков в дождливый период и весенних паводков.

• Относительно высокий уровень эмиссии азота - до 22%.

Технология аэробной ферментации в установках камерного типа

Биоконверсия методом биоферментации в установке камерного типа основана на окислении части органического вещества за счет насыщения его кислородом атмосферного воздуха. В результате биологического окисления части органического вещества, температура в перерабатываемой массе поднимается свыше 60 °С, что губительно влияет на личинки и куколки мух, яйца гельминтов и патогенную микрофлору [14-16]. Основоположником данной технологии в России является авторский коллектив ВНИИМЗ под руководством академика Н.Г. Ковалева. Схематическое изображение биоферментатора камерного типа представлено на рисунке 4 [17].

Рис. 4. Схематическое изображение биоферментатора камерного типа 1 - биоферментатор; 2 - ворота; 3 - перерабатываемый материал; 4 - напорный вентилятор;

5 - вытяжной вентилятор; 6 - перфорированный воздуховод; 7 - блок управления; 8 - отверстия для

определения температуры и содержания кислорода

Технология биоконверсии навоза или его твердой фракции после сепарации методом биоферментации в биоферментаторе камерного типа включает в себя блоки, представленные на рисунке 5.

138

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

Рис. 5. Блок-схема технологии биоконверсии методом биоферментации в установках камерного типа

Условия применимости технологии:

• Влажность навоза или рабочей смеси должна находиться в диапазоне 55-65%.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• Соотношение углерода к азоту (C/N) в смеси должно варьироваться в диапазоне 15/1-25/1.

• Плотность смеси не должна превышать 0,65 т/м3.

• Продолжительность переработки составляет 7-9 суток в зависимости от достигнутой температуры.

Все операции подготовительного процесса должны быть направлены на получение смесей, обладающих оптимальными свойствами для развития аэробной микрофлоры по показателям влажности, реакции среды и соотношения азота к углероду. Данные действия проводятся согласно результатам анализа предварительно отобранных проб.

Органическим удобрением, достигшим товарных характеристик, принято считать удобрение, соответствующее ГОСТ Р 53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия».

Уровень эмиссии биогенных элементов, в частности азота, при данной технологии биоконверсии составляет 13-20% [18-19].

Преимущества технологии:

• Низкая энергоемкость процесса и, как следствие, относительно низкие эксплуатационные затраты.

• Относительная простота технологии.

• Низкие требования к квалификации задействованного персонала.

• Возможность мелкорозничной реализации полученного удобрения за счет его высоких качественных характеристик.

• Сжатые сроки переработки: 7-9 суток.

• Относительно низкий уровень эмиссии азота: 13-20%.

139

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал. ИАЭП. 2017. Вып. 93.

Недостатки технологии:

• Жесткие требования к физическим свойствам перерабатываемого материала.

• Отсутствие возможности непрерывного ведения процесса биоферментации.

• Отсутствие возможности перемешивать смесь в процессе био ферментации для достижения ею однородности и необходимой структуры.

Технология аэробной ферментации в установках барабанного типа Биоконверсия методом биоферментации в установке барабанного типа в целом схожа с биоферментцией в установках камерного типа, за исключением того, что в процессе переработки осуществляется вращение корпуса биоферментатора, обеспечивающее большую стабильность процесса и равномерное созревание компоста. [15, 20-23].

Установка барабанного типа позволяет вести процесс биоферментации в двух технологических режимах процесса биоконверсии: циклическом и поточном. При

циклическом режиме схема работы аналогична функционированию установке камерного типа: подготовка смеси, загрузка, процесс биоконверсии, полная отгрузка. При поточном режиме переработки производится частичная выгрузка готового продукта из установки с одновременной загрузкой новой партии перерабатываемого материала.

На рисунке 6 представлена принципиальная схема усовершенствованного биоферментатора барабанного типа.

Рис. 6. Общая схема биоферментатора барабанного типа 1 - барабан; 2 - рама; 3 - выгрузное устройство; 4 - лопатки; 5 - аэрационная система; 6 - привод

Технология биоконверсии навоза или его твердой фракции после сепарации методом биоферментации в установке барабанного типа включает в себя блоки, представленные на рисунке 7.

140

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

Рис. 7. Блок-схема технологии биоконверсии методом биоферментации в установках

барабанного типа

Условия применимости технологии:

• Влажность навоза или рабочей смеси должна находиться в диапазоне 55-65%.

• Соотношение углерода к азоту (C/N) в смеси должно варьироваться в диапазоне 15/1-25/1.

• Плотность смеси не должна превышать 0,65 т/м3.

• Продолжительность переработки составляет 3-4 суток в зависимости от достигнутой температуры.

Уровень эмиссии биогенных элементов, в частности азота, при данной технологии биоконверсии составляет 4-8% [24-25].

Преимущества технологии:

• Минимальное количество обслуживающего персонала за счет автоматизации процесса биоконверсии.

• Возможность перемешивать смесь в процессе биоферментации для достижения ею однородности и необходимой структуры и за счет этого регулировать процесс биоконверсии.

• Возможность мелкорозничной реализации полученного удобрения за счет его высоких качественных характеристик.

• Возможность получения дополнительных продуктов, например, подстилки для КРС.

• Возможность непрерывного ведения процесса биоферментации

• Сжатые сроки переработки: 3-4 суток.

• Низкий уровень эмиссии азота: 4-8%.

Недостатки технологии:

• Жесткие требования к физическим свойствам перерабатываемого материала.

141

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

• Относительно высокие капитальные затраты (стоимость био ферментатора для переработки 10 т/сут - 4500 тыс. руб).

• Высокие энергетические затраты, и как следствие, более высокие эксплуатационные затраты.

• Высокие требования к квалификации задействованного персонала.

• Сложность и металлоемкость конструкции.

Технология термической сушки

Термическая сушка навоза происходит в специальных сушильных установках. При термической сушке масса навоза/помета уменьшается в 3-4 раза, а физические свойства сухого удобрения позволяют вносить его в почву практически всеми машинами, предназначенными для внесения минеральных удобрений.

Блок-схема технологии термической сушки навоза с возможной грануляцией

представлена на рисунке 8.

Рис. 8. Блок-схема технологии термической сушки навоза

Уровень эмиссии биогенных элементов, в частности азота, при данной технологии биоконверсии достигает 50% [26-27].

Преимущества технологии:

• Минимальный показатель относительной влажности готового продукта среди всех представленных способов переработки навоза/помета (12-15%).

• Отсутствие неприятного запаха у готового продукта.

• Возможность мелкорозничной реализации полученного удобрения за счет его высоких качественных характеристик.

• Возможность получения дополнительных продуктов, например, подстилки для КРС.

• Сжатые сроки переработки: 1-2 суток.

• Возможность внесения полученного продукта в почву большинством машин, предназначенных для разбрасывания минеральных удобрений (при грануляции). Недостатки технологии:

142

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

• Высокие показатели капитальных затрат.

• Высокие энергетические затраты, и как следствие, высокие эксплуатационные затраты.

• Высокие требования к квалификации задействованного персонала.

• Сложность и металлоемкость конструкции.

• Высокий уровень эмиссии азота - до 50%.

Для сравнительной оценки рассматриваемых технологий проведена аналитическая и расчетная работа, в ходе которой были определены капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с внедрением каждой конкретной технологии на базе животноводческого комплекса с поголовьем 1000 коров [8]. Сравнение потерь биогенов для данных технологий проводилось на основе экспериментальных данных. Полученные результаты представлены в таблице.

Таблица

Эколого-экономические показатели технологий утилизации навоза КРС для животноводческого

предприятия с выходом навоза 40000 т/год

Технология Выход удобрений Кап. затраты на утилизацию Экспл. затраты на утилизацию Уд. кап. затраты на утилизацию Уд. экспл. затраты на утилизацию Уд. кап. затраты на на получение продукта (удобрения) Уд. экспл. затраты на на получение продукта (удобрения) Эмиссия азота (N)

т/год млн. руб. млн. руб./ год руб./т руб./т руб./т руб./т %

Пассивное буртовое компостирование 65000 76-97 21,5-23 1900- 2495 535- 575 1170- 1500 330- 355 20- 27

Активное буртовое компостирование 65000 61-70 29-31 1525- 1750 725- 775 940- 1080 440- 475 19- 22

Аэробная ферментация в установках камерного типа 14000/ 26000* 93,2- 102 33-36 2330- 2550 825- 900 1165- 1275 410- 450 13- 20

Аэробная ферментация в установках барабанного типа 14000/ 26000* 150- 160 41-43 3750- 4000 1025- 1075 1875- 2000 512- 540 4-8

Термическая сушка 13000 350- 550 120- 160 7680- 12060 2630- 3505 22300- 35050 7650- 10200 ДО 50

*26000 - выход жидкого органического удобрения после разделения навоза на фракции и

переработки методом длительного выдерживания

ВЫВОДЫ

Анализ показал, что в условиях перехода на беспривязное содержание, наметившееся в СЗФО, наиболее целесообразно рассматривать разделение навоза крупного рогатого скота на фракции и последующую их раздельную переработку. Наиболее эффективным способом переработки жидкой фракции является длительное ее выдерживание и дальнейшее

143

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

использование в качестве жидкого органического удобрения. Выбор технологии переработки твердой фракции зависит от ряда факторов, основными из которых являются:

• Природно-климатические условия, в которых расположено хозяйство.

• Требования к виду и качественным характеристикам конечного продукта.

• Техническая обоснованность внедрения конкретной технологии.

• Экономическая обоснованность внедрения конкретной технологии.

• Гарантированность обеззараживания конечного продукта от патогенной микрофлоры и паразитов.

• Уровень квалификации задействованного персонала.

• Наличие каналов реализации конечного продукта.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• Уровень негативного воздействия на окружающую среду при биоконверсии.

В ходе проведенного анализа установлено, что при единых исходных данных наименьшим показателем удельных капитальных затрат на утилизацию образуемого навоза обладает технология активного буртового компостирования - 1525-1750 руб./т, второе и третье место по данному показателю занимают технологии пассивного буртового компостирования и аэробной ферментации в установках камерного типа: 1900-2495 и 2330-2550 тыс. руб./т соответственно. По удельным эксплуатационным затратам лидирует технологии пассивного буртового компостирования - 535-575 руб./т, на втором месте -активное буртовое компостирование (725-775 руб./т), на третьем - ферментации в установках камерного типа (825-900 руб./т). Однако по уровню эмиссии азота безоговорочно лучшей технологией является технология аэробной ферментации в установках барабанного типа - 4-8%. На втором месте находится технология ферментации в установках камерного типа - 13-20%. Наименее экономически оправдана технология термической сушки: удельные капитальные затраты на утилизацию 7680-12060 руб/т, удельные эксплуатационные - 2630-3505 руб/т. Вместе с тем при данной технологии наблюдается наиболее высокая эмиссия аммиака - до 50%.

По совокупности перечисленных факторов можно утверждать, что для животноводческих хозяйств Северо-Запада РФ наибольший интерес представляют технологии аэробной ферментации твердой фракции в установках камерного и барабанного типов. Являясь менее экономически выгодными, чем технологии буртового

компостирования, технологии аэробной ферментации обеспечивают меньшую эмиссию аммиака и гарантируют обеззараживания конечного продукта от патогенной микрофлоры и паразитов в сжатые сроки за счет минимизации воздействия внешних природных факторов. Одновременно с этим, технология ферментации в установках барабанного типа дает возможность производить не только органическое удобрение, но и другие виды конечного продукта, например, подстилку, тем самым повышая рентабельность предприятия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Best Available Techniques (ВАТ) Reference Document for the Intensive Rearing of Poultry and Pigs. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU. Joint Research Centre: Institute for Prospective Technological Studies Sustainable Production and Consumption Unit; European IPPC Bureau. 2013. 824 p.

2. Брюханов А.Ю., Васильев Э.В., Шалавина E.B. Проблемы обеспечения экологической безопасности животноводства и наилучшие доступные методы их решения // Региональная экология. 2017. № 1 (47). С. 37-43.

144

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

3. Уваров Р.А. Обзор технологий биоконверсии навоза КРС, наиболее адаптированных к условиям Северо-Запада России // Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 2 (12). С. 273-276.

4. Уваров Р.А. Результаты исследования возможности рециклинга твердой фракции навоза КРС в подстилку // Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 5 (15). С. 174-178.

5. Брюханов А.Ю., Шалавина Е.В., Васильев Э.В. Проектирование наилучших доступных технологий утилизации навоза и помета // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2017. № 3 (27). С. 124-127.

6. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления

и подготовки к использованию навоза и помёта РД-АПК 1.10.15.02-17. М.:

Росинформагротех, 2017. 166 с.

7. Миронов В.В., Хмыров В.Д. Компостирование как способ получения органических удобрений // Материалы научной и учебно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д. Глинки, 05-19 марта 2003 г. Воронеж: изд-во Воронежского ГАУ, 2003. С. 43-45.

8. Брюханов А.Ю. Методы проектирования и критерии оценки технологий утилизации навоза, помета, обеспечивающие экологическую безопасность: дис. ... д-ра техн. наук:

05.20.01. СПб, 2017. 440 с.

9. Uvarov R., Briukhanov A., Shalavina Е. Study Results of Mass and Nutrient Loss in Technologies of Different Composting Rate: Case of Bedding Poultry Manure // Engineering for Rural Development. Proceedings.2016. Vol. 15. P. 851-857.

10. Васильев Э.В. Результаты экспериментальных исследований процесса пассивного компостирования // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2015. № 86. С. 112-118.

11. Брюханов А.Ю. и др. Утилизация навоза/помета на животноводческих фермах для обеспечения экологической безопасности территории, наземных и подземных водных объектов в Ленинградской области / А.Ю. Брюханов, Д.А. Максимов, Э.В. Васильев, И.А. Субботин, С.Я. Чернин, Ю.С. Парубец, А.Л. Тарзанов; под общ. ред. В.И. Могилевцева. СПб: изд-во СЗНИИМЭСХ, 2012. 237 с.

12. Миронов В.В., Хмыров В.Д. Влияние активной аэрации на интенсивность протекания биотермических процессов в компостируемой смеси // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2002. Т. 8. № 4. С. 668-672.

13. Разработать методику определения потерь биогенов на стадиях производственного цикла биоконверсии отходов животноводства и алгоритм принятия решений при выборе машинных технологий биоконверсии отходов животноводства // Отчет по НИР 114072870072-2014 / ФГБНУ СЗНИИМЭСХ, рук. А.Ю. Брюханов. СПб, 2014. 122 с.

14. Ковалев Н.Г. Барановский И.Н. Органические удобрения в XXI веке: биоконверсия органического сырья. Тверь: ЧуДо, 2006. 304 с.

15. Афанасьев В.Н. Обоснование и разработка технологий и технических средств для производства экологически безопасных, биологически активных удобрений на основе отходов животноводства и птицеводства: дис. ... д-ра техн. наук в форме научного доклада:

05.20.01. СПб, 2000. 80 с.

16. Личман Г.И., Марченко Н.М. Механика и технологические процессы применения органических удобрений. М.: ВИМ, 2001. 458 с.

145

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

17. Патент РФ 2112764, 10.06.1998. Ковалев Н.Г., Малинин Б.М., Туманов И.П. Способ приготовления компоста многоцелевого назначения // Патент России №97101103/13. 1998. Бюл. № 16.

18. Уваров Р.А. Результаты исследований потерь питательных веществ при биоконверсии подстилочного птичьего помета в биоферментационной установке камерного типа // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2015. № 86. С. 139-147.

19. Subbotinl.A. BriukhanovA.Yu., UvarovR.A.

Lossesofnutrientsatintensiveprocessingofpoultrymanure // International Research Journal. 2016. № 1-3 (43). P. 41-42.

20. Разработка микробиологической технологии производства экологически безопасных биологических удобрений на основе отходов птицеводства // Отчет по НИР № 02.515.11.5102 / ФГБНУ ВНИИСХМ, рук. И.А. Архипченко. 2009. СПб. 108 с.

21. Уваров Р.А. Методика исследования режимов работы барабанного биоферментатора // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2016. № 89. С. 193-201.

22. Патент РФ 146604, 03.06.2014. Брюханов А.Ю., Васильев Э.В., Максимов Н.В., Уваров Р.А. Биореактор для конверсии органических отходов непрерывного действия // Патент России № 2014122545/13. - 2014. - Бюл. № 16.

23. Патент РФ 2632162, 14.06.2016. Брюханов А.Ю., Максимов Н.В., Уваров Р.А. Универсальный биоферментатор // Патент России № 2016123623. 2017. Бюл. № 15.

24. Уваров Р.А. Определение потерь питательных веществ при переработке подстилочного птичьего помета в биоферментационной установке барабанного типа // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2015. № 4 (20). С. 145-148.

25. Уваров Р.А. Биоферментация помета в установках закрытого типа // Птицеводство. 2016. № 10. С. 53-56.

26. LimS.S. &other. Nitrogen, carbon,

anddrymatterlossesduringcompostingoflivestockmanurewithtwo bulking agents as affected by co-amendments of phosphogypsum and zeolite // Ecological Engineering. 2017. Vol. 102. P. 280-290.

27. Winkel A. & other. Evaluation of manuredrying tunnels to serve as dust filters in the exhaust of laying hen houses: Emissions of particulate matter, ammonia, and odour // Biosystems Engineering. 2017. Vol. 162. P. 81-98.

УДК 631.22

МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА В ПОМЕЩЕНИЯХ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ

В.Ф. ВТОРЫЙ, д-р техн. наук; С.В. ВТОРЫЙ, канд. техн. наук; Р.М. ИЛЬИН

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и

экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия

146

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.