CC BY
1
УДК 614.763:628.42
Л. Л. Лившиц, Н. А. Лукашевич
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НОВЫХ СИСТЕМ УДАЛЕНИЯ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт. Минск
Поиск новых эффективных систем очистки и обеззараживания сточных вод крупных животноводческих комплексов остается одной из актуальных гигиенических проблем [1, 2, 8]. С 1976 г. Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт проводит исследования в этом направлении [3—7].
В соответствии с программой Государственного комитета СССР по науке и технике (постановление от 23 марта 1982 г.) нами совместно с ЦНИИ механизации и электрификации сельского хозяйства (ЦНИИМЭСХ) и Белорусским НИИ экспериментальной ветеринарии (Бел-НИИЭВ) разработана технология радиационной обработки навозных стоков свиноводческих комплексов, проведена гигиеническая и ветеринар-но-санитарная оценка метода, создан опытный образец устанозки на базе ускорителя электронов типа ИЛУ производства Института ядерной физики Сибирского отделения АН СССР, выполнены эксплуатационные испытания метода и установки.
Технологический процесс обеззараживания навозных стоков ускоренными электронами осуществляется следующим образом. Из приферм-ских сборников стоки пневмоустановкой УПН-15 подаются через распределительный колодец в навозосборник, откуда погружным насосом, снабженным измельчителем твердых включений, подаются в барабанный сепаратор, где разделяются на жидкую и твердую фракцию. Жидкая фракция самотеком поступает в навозосборник, твердая — в тракторную тележку, которой транспортируется на бетонированную площадку для биотермического обеззараживания. После перемешивания навозные стоки насосом подаются в устройство подвода и формирования тонкого слоя стоков и затем в камеры облучения, где облучаются ускоренными электронами, генерируемыми линейным однорезонансным высокочастотным ускорителем, работающим в импульсном режиме с помощью пучка 20 кВт. После обеззараживания стоки самотеком поступают в навозосборник и затем перекачиваются в навозохранилище.
Исследования, проведенные на экспериментальной радиационной установке, позволили оценить эффективность обработки жидкого навоза ускоренными электронами1. Установлено,
1 В проведении лабораторных исследований участвова
ли Н. В. Новицкая, А. К. Душкевич, М. О. Холмецкая.
что с увеличением дозы, электронов возрастает инактивирующий эффект (см. таблицу).
На основании результатов исследований сделан вывод о том, что при обработке жидкого навоза ускоренными электронами обеззараживающую дозу целесообразно разделять на профилактическую (2,5—3 кГр), вынужденную (8— 12 кГр) и стерилизующую (15—20 кГр).
Профилактическая доза обеспечивает гибель возбудителей кишечно-паратифозной группы, сальмонеллеза. бруцеллеза, лептоспироза, пара-зитозов. Вынужденная доза вызывает гибель радиорезистентных возбудителей (сибирская язва, чума и др.). Стерилизующая доза может применяться для полного обеззараживания жидкого навоза при использовании его в качестве кормовых добавок (твердая фракция) и в системе рециркуляции (жидкая фракция).
Исследования показали, что мощность пучка ускоренных электронов 20 кВт недостаточна для обеззараживания всего объема стоков агропромышленных комплексов по откорму 54 000 и 108 000 свиней в год.
Проведены натурные наблюдения за состоянием почвы при поливе экспериментальных участков стоками животноводческого комплекса — нативными и обработанными с помощью ускоренных электронов в дозах 3 и 30 кГр.
Почва на экспериментальных участках дерново-подзолистая, на легком суглинке, подстилаемом гравийно-хрящеватым песком, рН почвы 5,8. Пробы для исследований брали на глубине 15—20 см. В условиях мелкоделяночных опытов установлено, что количество бактерий группы кишечной палочки в почве после внесения на
Эффективность обработки навоза свинокомплекса влажностью 94—98 % ускоренными электронами
Число бактерий
Вид навоза Общее микроб- группы кишеч-
ное число в 1 мл ной палочки в 1 мл
Нативный 10'—10° 105—10е
Обработанный дозой
электронов:
2,5—3 кГр 10»—101 102—103
8 кГр 1.0—10* 10
16 кГр Полная инактивация микроорга-
низмов
Нативный, предваритель- Снижение в Снижение на
но обработанный маг- 1,5—3 раза 1—2 порядка
нитным полем при тех
же дозах электронов
Схема рециркуляционно-самотечной системы удаления навоза. / — животноводческое помещение; 2 — продольный самотечный канал; 3 — порожек; 4 — шибер; 5 — решетчатый пол; 6 — сборный коллектор (поперечный канал); 7 — навозосборник с насосом; 8 — навозопровод; 9 — навозохранилище; 10 — камера фильтрации: II — насосная станция: 12 — трубопровод рециркуляции.
IV
участок необлученного навоза на 2—3 порядка больше, чем на участках с облученными стоками. Срок самоочищения почвы от микроорганизмов на опытных и контрольных участках 1 мес.
ЦНИИМЭСХ дана сравнительная технико-экономическая оценка пароструйной и радиационной установок применительно к комплексам по откорму 54 000 и 108 000 свиней в год. В качестве альтернативного (базового) варианта взята пароструйная установка (разработчик — ВНИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии, г. Покров), использование которой предусмотрено типовыми проектными решениями (ГипроНИИсельхоз, Москва). Годовой экономический эффект при использовании радиационной установки с ускорителем электронов мощностью 50 кВт для обеззараживания навозных стоков дозой 2,5 кГр (профилактической) составляет 370 000 руб. на комплекс по откорму 54 000 голов в год и 800 000 руб. на комплекс по откорму 108 000 голов.
Важными задачами гигиены являются поиск и внедрение надежных с точки зрения охраны окружающей среды способов сбора и удаления навоза и навозных стоков из животноводческих помещений. Выбор системы навозоудаления для каждого комплекса диктуется местными условиями.
Широко распространена самотечная система непрерывного действия, которая включает на-возоприемные каналы, оборудованные на выходе порожками и шиберами, и один или несколько сборных коллекторов для транспортировки навозной массы в навозоприемник. Удаление навоза основано на непрерывном истечении его под действием собственной массы через открытый конец навозоприемного канала. Основным недостатком этих систем является их чувствительность к нарушению технологического режима и в первую очередь к попаданию в каналы остатков кормов. Последние поглощают имеющуюся в навозе влагу и уменьшают его текучесть, а также образуют на поверхности навоза
плотную корку, вследствие чего нарушается нормальный режим его удаления.
Для восстановления рабочего режима системы используют воду и, как правило, в больших количествах, что приводит к увеличению объема накапливаемого навоза в 2—3 раза и более. Соответственно возрастают затраты на строительство хранилищ, на вывоз навоза и внесение его в почву.
В связи с изложенным ЦНИИМЭСХ совместно с Белорусским научно-исследовательским санитарно-гигиеническим институтом и другими организациями разработана и апробирована в условиях Белорусской ССР самотечно-рецирку-ляционная система удаления навоза с применением навозной жижи2. По заданию Минздрава СССР разработаны рекомендации по применению этой системы при проектировании с учетом ветеринарно-санитарных и санитарно-гигиенических требований.
Оценка санитарной надежности разработанного технологического процесса проведена на межхозяйственном комплексе «Победитель» по откорму молодняка крупного рогатого скота в колхозе «Прогресс» Клецкого района Минской области (см. рисунок). Жидкий навоз из животноводческих помещений удаляется непрерывно по самотечным каналам длиной 18 и 34 м, шириной 2,75 м и глубиной 1,2 м с порожками около 200 мм. Влажность навоза на глубине 10 см была в пределах 78—87%. В каналы, подлежащие очистке, устанавливали шиберы и подавали 10—15 м3 навозной жижи влажностью 99,5 % 3- Находящийся в каналах навоз всплывал. При этом важно проследить, чтобы жижа не просачивалась в местах установки шиберов. Каналы оставляли закрытыми, через сутки их открывали и одновременно начинали подавать жижу под слой навоза (затопленная струя), что исключало разбрызгивание жидкости и попада-
2 В исследованиях участвовали И. А. Вороний кий, В. Т. Левкнн, Л. М. Кремко, И. Г. Гилькин.
3 Навозная жижа из отстойников перекачивается в продольные каналы по трубопроводам.
ние брызг на лицевую сторону пола. Ранее поданная жижа, не смешавшаяся с навозом, вытекала через порожек, увлекая к выходу плавающий слой. Освобождающееся у торца канала пространство занимала подаваемая свежая жижа, подталкивая движущийся к выходу навоз. Каналы освобождались от навоза за 2— 5 мин. Накопленный в канале слой навоза как при подаче жижи, так и при его эвакуации не разрушается, а содержащиеся в нем газы уносятся с навозом к поперечному каналу, не загрязняя воздух над самотечным.
Санитарно-гигиенической оценке подвергнут отработанный в результате исследований технологический процесс рециркуляционно-самотечно-го удаления навоза с помощью навозной жижи. Для сравнительной оценки показателей в повторных опытах вместо жижи использована техническая вода.
Проведено лабораторное исследование жидкого навоза из поперечного канала и навозной жижи, используемой для рециркуляции, по микробиологическим и химическим показателям. Выявлено, что навозная жижа по некоторым изученным показателям (общему микробному числу, количеству аммонийного азота, нитратов и нитритов, окксляемости, содержанию хлоридов и взвешенных веществ, БПКо) имела существенно лучший состав, чем жидкий навоз. По другим показателям (индекс бактерий группы кишечной палочки, стафилококки, энтерококки, сальмонеллы, энтерофаги) достоверных различий не обнаружено.
Исследования воздушной среды животноводческих помещений проведены при работающей приточно-вытяжной вентиляции до и после удаления навоза из каналов навозной жижей и водой. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии существенных различий изученных показателей, характеризующих микроклимат и состав воздушной среды животноводческих помещений (общее микробное число, стафилококки, энтерококки, сальмонеллы, аммиак, метеопараметры и др.), при двух вариантах удаления навоза — с применением навозной жижи и воды.
При расчете экономической эффективности рециркуляции жидкой фракции навоза в качестве базового варианта для сравнения взята самотечная система непрерывного действия без линии рециркуляции. Годовой экономический эффект на 1 условную голову составил 35,5 руб.
На основании данных проведенных исследований разработаны временные ветеринарно-са-нитарные и технологические требования к способу обеззараживания жидкого навоза ускоренными электронами (утверждены Министерством сельского хозяйства БССР, 1982) и рекомендации по применению рециркуляции в системах удаления навоза, которые одобрены секцией удаления, переработки и использования навоза при президиуме ВАСХНИЛ, 1985. Секцией при-
нято решение учесть указанные рекомендации при пересмотре общесоюзных норм проектирования систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения, подготовки и использования навоза и помета (ОНТП 17-81).
Выводы. 1. Исследованиями доказана гигиеническая и экономическая эффективность метода обеззараживания навозных стоков ускоренными электронами.
2. При обработке жидкого навоза ускоренными электронами обеззараживающую дозу целесообразно разделять на профилактическую, вынужденную и стерилизующую.
3. С целью обоснования решения о выпуске радиационной установки, получения исходных данных для проектирования и разработки типового проекта целесообразно создание опытно-промышленной установки по обеззараживанию навозных стоков с ускорителем мощностью 50— 80 кВт на одном из агропромышленных комплексов по производству свинины.
4. Показана гигиеническая и экономическая эффективность технологического процесса рецир-куляционно-самотечного удаления навоза и предложены регламенты его использования. Этот способ может применяться в благополучные эпи-зоотологические периоды, при обязательной подаче в каналы жидкой. фракции под слой навоза (затопленной струей) и обеспечении постоянно действующей принудительной вентиляцией животноводческих помещений и поперечных каналов.
Литература
1. Белянко Л. В. // Современные проблемы профилактики и лечения зоонозных заболеваний и лейкозов. — Минек, 1982, —С. 9—10.
2. Дмитриев А. М„ Ветров В. С., Калинин В. И., Денисенко М. Ф. // Всесоюзное совещание по применению ускорителей загрязненных частиц в народном хозяйстве, 3-е: Тезисы докладов. — Л., 1979. — С. 65.
3. Дробот С. Г., Лившиц Л. Л., Тиво П. Ф„ Табулина В. П. Оценка эффективности методов обработки и утилизации животноводческих стоков. — Минск, 1984.
4. Лившиц Л. Л., Лукашевич Н. А., Кондратюк В. Г. и др. // Всесоюзная конф. по прикладной радиобиологии, 1-я. — Кишинев, 1981. —С. 122—123.
5. Лившиц Л. Л., Лукашевич И. А., Душкевич А. К. и др. // Охрана и оздоровление сельскохозяйственных угодий и окружающей среды. — Минск, 1984.— С 111 — 121.
6. Лившиц Л. Л., Багдасарьян Г. А., Лукашевич Н. А. и др.//Продовольственная программа СССР и комплексные проблемы гигиены села. — Киев, 1984. — С. 97—98.
7. Русяев А. П., Лившиц Л. Л., Иргер Н. С. и др. // Гиг. и сан,— 1982, — № 10, — С. 8—10.
8. Суворова И. Н„ Поляков В. А., Райхлин М. И. // Гигиенические аспекты охраны внешней среды при строительстве территориально-производственных комплексов в Сибири, —М„ 1981, —С. 28—31.
Поступила 17.09.85
Summary. On the basis of experimental and field studies the efficiency is shown of recycling-gravity feeding technique for livestock manure sewage disposal by means of liquid manure, and also the method for liquid manure decontamination using rapid electrons technique. Scientifi-cally-based hygienic recommendations on practical use of the studied techniques are given.
