CC BY
86
УДК 631.862
О СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ОТХОДОВ НА СЕЛЬХОЗПРЕДПРИЯТИЯХ И ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ
Владимир Васильевич Морозов, д. техн. н., профессор Зоя Ивановна Курбатова, к. с.-х. н., профессор
ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия», Россия, г. Великие Луки
До конца 60-х годов ХХ века поголовье сельскохозяйственных животных было сосредоточено на относительно небольших фермах. Глубокая подстилка в совокупности с системой отвода жидкой фракции в жижесборники обеспечивали высокое качество получаемых удобрений, соответствующих предъявляемым санитарно-гигиеническим и агрохимическим свойствам. Рассредоточенность ферм по территории, сокращение массы навоза на четверть за счёт биотермических процессов и отвода жидкой фракции естественным путем способствовали решению проблемы по транспортировке и внесению навоза в почву.
В 70-х годах в СССР началось строительство крупных животноводческих комплексов с бесподстилочным содержанием животных. Для удаления экскрементов животных из помещений применялся гидросмыв. Образование огромных объёмов навозных стоков поставило задачу их утилизации с целью охраны окружающей среды.
Поэтому учёными предлагаются различные методы утилизации для обеспечения экологической безопасности: технология переработки отходов свиноводческих комплексов с использованием аэробных микроорганизмов на стоках; аэробно-анаэробная обработка жидкой фракции навозных стоков, требующая предварительной фильтрации и разделения навоза на фракции; технология биотермической переработки отходов с использованием биореактора, выполненного в виде медленно вращающегося барабана; технология активной ферментации компостной смеси на площадках и др.
Важна солидарность всех стран в необходимости осознания и оценки складывающейся ситуации. Всем требуются чистая вода, естественные процессы эвтрофикации, сохранение биоразнообразия водных экосистем. Необходимо решать экологические проблемы уже сейчас.
Важно расширить сеть мониторинговых наблюдений и выявить конкретные потенциальные точки-загрязнители, подтверждая это аналитическим материалом; законодательно разработать нормативные акты с целью взимания с виновных компенсационного ущерба в случае выявления технологических нарушений; привлекать инвестиции для строительства очистных сооружений по новым технологиям с целью поддержания чистоты приграничных водоёмов и снижения эвтрофикации.
Ключевые слова: отходы, утилизация, животноводческие фермы, навоз, помёт, животные, жижесборники, подстилка, экологическая опасность, охрана окружающей среды.
Причины сложившегося положения в охране окружающей среды определяются:
- несовершенством существующих систем подготовки
навоза с последующим
внесением в почву, не обеспечивающих эффективное использование растениями питательных веществ;
- отсутствием в стране управления системой экологической безопасности сельского хозяйства в целом;
- низким уровнем учёта производства и применения навоза и помёта в качестве органических удобрений;
- отсутствием у сельскохозяйственных товаропроизводителей материальных стимулов к производству экологически чистой продукции;
- отсутствием методики комплексной оценки технологий и технических средств утилизации навоза с учетом воздействия на окружающую среду [1].
До конца 60-х годов ХХ века поголовье сельскохозяйственных животных было сосредоточено на небольших фермах и не превышало для крупного рогатого скота 100 голов, свиней - 1000 голов, птицы -10000 голов.
Содержание на таких фермах, как правило, осуществлялось на глубокой подстилке, удаление навоза проводилось не более двух раз за год. Проходящие в навозе биотермические процессы способствовали обеспечению требуемой температуры в помещении даже в наиболее холодные зимние месяцы. Глубокая подстилка в совокупности с системой отвода жидкой фракции в жижесборники обеспечивала высокое качество получаемых удобрений, соответствующих предъявляемым санитарно-гигиеническим и агрохимическим свойствам. Рассредото-ченность ферм по территории, сокращение массы навоза на четверть за счёт биотермических процессов и отвода жидкой фракции естественным путем способствовали решению
проблемы по транспортировке и внесению навоза в почву.
Дальнейшее увеличение концентрации животных на ограниченной территории повлекло множество проблем, одной из важнейших оказалась необходимость удаления навоза с последующим использованием.
Типовые проекты ферм и комплексов по содержанию скота подразумевают рост выхода навоза при увеличении поголовья. Это обусловлено потребностью разбавления навоза водой.
Недостаточное внимание на фермах уделено учёту образующегося навоза. Приведенные для условий Северо-Запада в справочниках по органическим удобрениям данные о выходе подстилочного навоза для крупного рогатого скота, не превышающие 10 т в год на голову, не соответствуют реальному минимальному выходу - не менее 12,5 т, с учётом снижения физической массы в процессе хранения до 2,5 т в год на голову.
При проведении массового обследования животноводческих ферм установлено:
- треть объектов экологически опасны;
- навоз обладает значительной влажностью и превышает в 2-3 раза объем естественных выделений животных;
- более половины объёма навоза не используется в качестве органических удобрений;
- только пятая часть объема навоза обеспечена хранилищами, отвечающими экологическим требованиям [1].
Не меньшей проблемой являются потери органического вещества
при транспортировке, что приводит к тому, что более 10% фосфора, содержащегося в навозе, попадает в водные источники.
Анализ существующих технологий и технических средств однозначно указывает на необходимость повышения эффективности использования всех ресурсов навоза и помёта в качестве удобрений.
На сегодняшний день отсутствуют показатели, позволяющие оценить как уровень экологической безопасности сельскохозяйственного производства в целом, так и отдельных технологий удаления навоза, его переработки, хранения и последующего внесения в почву [3]. Объективную оценку может дать доля потерь наиболее опасных веществ навоза в окружающую среду. Однако их контроль в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия налаженной сети мониторинга воды и воздуха. Для решения данной проблемы оценки экологической безопасности предлагается использовать отношение объёма питательных веществ, доведённых до растения, к объёму №К в навозе, выходящем с фермы.
Качественные характеристики удобрения напрямую зависят от принятой технологии обработки и хранения, степень усвоения удобрения растениями - от технологии внесения в почву. Максимальное повышение эффективности применения возможно при рассмотрении системы «ферма - сооружение обработки и хранения навоза - почва» как единого целого с целью [2].
В настоящее время существуют различные перспективные способы производства удобрения из навоза. В Санкт-Петербурге разработана
технология переработки отходов свиноводческих комплексов с использованием аэробных микроорганизмов на стоках. Получаемое удобрение обладает стимулирующим действием на растения и не содержит вредных примесей, таких как сероводород, меркаптан, жирные кислоты [5]. В Голландии успешно используется интегрированная
аэробно-анаэробная обработка жидкой фракции навозных стоков, требующая предварительной фильтрации и разделения навоза на фракции.
Технологии биологической переработки сбраживаемого свиного навоза постоянно развиваются. ФГБНУ «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (г. Санкт-Петербург) предложена технология биотермической переработки отходов с использованием биореактора, выполненного в виде медленно вращающегося барабана. Также широкое распространение получила технология активной ферментации компостной смеси на площадках.
В связи с бурным развитием птицеводства в Псковской области не меньшей проблемой стала утилизация птичьего помёта, являющегося ценным, сравнительно концентрированным и быстродействующим органическим удобрением. Однако его применение в качестве удобрения ограничено санитарно-гигиеническими требованиями. Практика показывает востребованность новых технологий переработки помёта, позволяющих получить вторичные продукты, с учетом содержания химических элементов для использования его в качестве сырья при производстве концентрированных органиче-
ских удобрений или кормовых добавок. Особенностью таких технологий является то, что для уничтожения болезнетворной микрофлоры необходима термическая обработка. Как правило, птичий помёт подвергают термофильному сбраживанию с последующим разделением массы на фракции и сушкой.
Внесение в почву получаемых в результате переработки удобрений останавливает эрозию почвы, снижает потребность в химических удобрениях. В свою очередь, рециркуляция органической составляющей отходов даёт сырьё для почво-улучшающих веществ и препаратов для борьбы с болезнями растений.
Не меньшее распространение в мире получила переработка отходов метановым брожением - производство биогаза. Такой способ зарекомендовал себя как наиболее экономичный и эффективный метод очистки сточных вод, твёрдых отходов промышленности, сельского хозяйства, коммунально-бытовых отходов [5].
Общее количество крупного рогатого скота по Псковской области на 01 января 2017 года по официальным данным составило 76,6 тыс. голов, в том числе коров -37,6 тыс. голов [4], что приводит к получению значительных объемов навоза.
На примере Великолукского района, который территориально ближе других, можно отметить, что ситуация с вывозом и распределением отходов животноводства совершенствуется.
В ООО «Слактис» практикуется беспривязное содержание крупного рогатого скота, навоз удаляется
дельтоскреперами, а насос выкачивает жидкость в ёмкости.
В ООО «Птицефабрика «Бор-ки» содержится 110 тысяч голов птицы, выход отходов ежедневно составляет 11 т, которые вывозят на поля.
В СПК «им. Куйбышева» в качестве подстилки для крупного рогатого скота используется измельченная солома, которая затем вывозится на поля и играет роль разрыхлителя.
Площадки ООО «Великолукский свиноводческий комплекс» на 500 тысяч голов находятся в Невельском и Усвятском районах. Жидкую фракцию из лагун не просто вывозят транспортом на поля, а используют агрегат, через соответствующие шланги которого жижа выкачивается на расстояние до 3 км, а затем запахивается. Важен факт, что вокруг каждой площадки свинокомплекса обрабатывается пашня площадью 300 га, которая необходима для возделывания зерновых. Кроме того, имеются свои комбикормовые заводы.
Имеются отходы и на предприятиях, которые занимаются п ереработкой сельскохозяйственной продукции - ООО «Великолукский молочный комбинат», ОАО «Великолукский мясокомбинат», ООО «Велрыбпром». Важно отметить, что все эти предприятия должны иметь разрешённые лимиты на размещение отходов, что строго контролируется сотрудниками
Управления Росприроднадзора по Псковской области, так как любое размещение отходов на специализированных площадках является платным.
Проведённые исследования показали, что отходы 5 класса, т.е. практически не опасные, составляют до 60% от их общего количества, до 1% - отходы 1 класса опасности, чрезвычайно опасные. Постоянный контроль способствует регулярному накоплению и вывозу отходов за пределы территории предприятия на специализированные площадки.
Таким образом, надо надеяться, что вскоре проблема опасного воздействия навоза и помета на окружающую среду будет решена. При помощи новых биотехнологий отходы животноводства преобразятся в ценное сырьё для удобрений, кормов, горючих материалов и сырья для химической промышленности.
Проект ХЕЛКОМ показал, что необходима солидарность всех стран, проживающих по берегам Балтийского моря, в необходимости
осознания и оценки складывающейся ситуации. Всем требуются чистая вода, естественные процессы эвтро-фикации, сохранение биоразнообразия водных экосистем. Необходимо решать экологические проблемы уже сейчас.
Важно расширить сеть мониторинговых наблюдений
и выявить конкретные потенциальные точки-загрязнители, подтверждая это аналитическим материалом; законодательно разработать нормативные акты с целью взимания с виновных компенсационного ущерба в случае выявления технологических нарушений; привлекать инвестиции из близраспо-ложенных стран Европейского Союза для строительства очистных сооружений по новым технологиям с целью поддержания чистоты приграничных водоёмов и снижения эв-трофикации.
Библиографический список
1. Афанасьев В.Н. Обоснование и разработка технологий и технических средств для производства экологически безопасных, биологически активных удобрений на основе отходов животноводства и птицеводства: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / В.Н. Афанасьев. -СПб.-Пушкин, 2000. - 80 с.
2. Брюханов А.Ю. Методы проектирования и критерии оценки технологий утилизации навоза, помета, обеспечивающие экологическую безопасность: дис. ... д-ра техн. наук / А.Ю. Брюханов. - СПб., 2016. - 440 с.
3. Васильев Э.В. Повышение эффективности процесса использования жидкого органического удобрения путем автоматизированного выбора рациональных вариантов технологий транспортировки и внесения в условиях Северо-Западного региона: дис. ... канд. техн. наук / Э.В. Васильев. - СПб., 2015. - 170 с.
4. О результатах реализации Государственной программы Псковской области «Развитие сельского хозяйства Псковской области на 2013-2020 годы» в 2016 году [Электронный ресурс] // Официальный сайт Главного государственного управления сельского хозяйства и государственного технического надзора Псковской области. - Режим доступа: http://cx.pskov.ru/press-centre/news/1124, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
5. Сидоренко О.Д. Биологические технологии утилизации отходов животноводства [Электронный ресурс] / О.Д. Сидоренко. - Режим доступа: http://zubstom.ru/docs/mdex-12611.html?page=7, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.
E-mail: vgsha@mart.ru
182112 Псковская область, г. Великие Луки, пр. Ленина д. 2, ФГБОУ ВО «Великолукская ГСХА»
Тел.: +7 (81153) 7-52-82
