CC BY
310
Технологии и технические средства механизированного производства продукции _растениеводства и животноводства_
продуктов жизнедеятельности птицеводства 7. Патент №151541| F23G7/00. Устройство // Мясная индустрия. - 2010. - №7. - с. 44-47. для сжигания биотоплива. / Гарзанов А.Л., Аваков
6. Смирнов В.М., Смирнов М.В., ОвчаренАА. М.М., Гарзанов А.Л. Минеральные кондиционеры 8. Патент №2547431 CO5F 11/00/ почвы - ключ к устойчивому плодородию Кондиционер почвы. Гарзанов А.Л., Смирнов Актуальные агросистемы. - 2014. - №4. - с.8-10. В.М.
REFERENCES
1. Garzanov A.L., Litvinov A.S., Avakov A.A., Smirnov V.M. Osobennosti ispol'zovaniya podstilochnogo pometa v parovyh i vodogrejnyh kotlah [Specific features of using poultry manure in steam and hot water boilers]. Novosti teplosnabzheniya. 2015;10: 30-34.
2. Garzanov A.L., Avakov A.A. Proizvodstvo ehnergii na podstilochnom pomyote: ehkonomicheskie i tekhnologicheskie aspekty [Energy production from bedding poultry manure: economic and technological aspects]. Pticevodstvo. 2015; 5: 57-60.
3. Garzanov A.L., Avakov A.A. Podstilochnyj pomyot fabrik -vozobnovlyaemoe biotoplivo [Bedding poultry manure from poultry factories as a renewable biofuel]. Pticevodstvo. 2010; 8: 47-49.
4. Garzanov A.L., Avakov A.A., Smirnov V.M. Podstilochnyj pomyot fabrik kak biotoplivo dlya kotel'noj [Bedding poultry
manure from poultry factories as a biofuel for boiler houses]. Novosti teplosnabzheniya. 2010; 11: 19-21.
5. Garzanov A.L., Avakov A.A. Al'ternativnoe biotoplivo iz produktov zhiznedeyatel'nosti pticevodstva [Alternative biofuel from poultry waste products]. Myasnaya industriya. 2010; 7: 44-47.
6. Smirnov V.M., Smirnov M.V., Ovcharenko M.M., Garzanov A.L. Mineral'nye kondicionery pochvy - klyuch k ustojchivomu plodorodiyu [Mineral soil conditioners are a key to sustainable fertility]. Aktual'nye agrosistemy. 2014; 4: 8-10.
7. Garzanov A. L., Avakov A. A. Ustrojstvo dlya szhiganiya biotopliva [A device for biofuel combustion]. Patent No. 151541/F23G7 / 00.
8. Garzanov A. L., Smirnov V. M. Patent No. Soil conditioner. Patent No. 2547431 CO5F 11/00/.
УДК 631.147: 502.55 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10051
ПРОИЗВОДСТВО ГРАНУЛИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ И ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ПОМЕТА И НАВОЗА - НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИХ УТИЛИЗАЦИИ
А. Л. Гарзанов, канд. техн. наук; О. А. Дорофеева
ООО «АГК ЭКОЛОГИЯ»,Москва,Россия
Утвержденные информационно-технические справочники наилучших доступных технологий (ИТС НДТ) 41 и 42 не информируют отраслевое сообщество об экологически безупречных
227
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
_растениеводства и животноводства_
технологиях производства гранулированных удобрений из помета и навоза и требуют актуализации. Описаны технологии производства гранулированных органических и органоминеральных удобрений из помета и навоза. Оценены уровень капитальных затрат и сроки их окупаемости, себестоимость органических и органоминеральных удобрений из отходов интенсивного разведения птицы и свиней. Описаны рынки их сбыта.
Ключевые слова: НДТ; утилизация помета; утилизация навоза; органические удобрения; технология производства; экономическая эффективность; капитальные затраты; срок окупаемости.
PRODUCTION OF GRANULATED ORGANIC AND ORGANO-MINERAL FERTILISERS FROM ANIMAL AND POULTRY MANURE AS BEST AVAILABLE
TECHNIQUES OF THEIR DISPOSAL
Dr. A. Garzanov, Cand.Sc. (Engineering); O. А. Dorofeeva
"AGK ECOLOGY" Ltd., Moscow, Russia
The approved Russian information and technical reference books 41 and 42 of Best Available Techniques do not inform the industry community about the environmentally sound technologies of production of granulated fertilisers from animal and poultry manure and require updating. The paper considers the technologies of production of granular organic and organo-mineral fertilisers from animal and poultry manure. The level of capital costs and their payback period, the self-cost of organic and organo-mineral fertilizers made from the waste of intensive rearing of farm poultry and pigs are estimated. The relevant sales markets are described.
Key words: BAT, manure utilisation; organic fertiliser; production technology; economic efficiency; capital costs; payback period
Введение
В соответствии с новым майским указом Президента, в ближайшие 6 лет России предстоит увеличить экспорт продукции АПК в 2,2 раза. Цель эта не может быть достигнута, если не будет простых и эффективных инструментов -
управленческого и
технического/технологического характера. Именно таким комплексным инструментом являются информационно-технические
справочники наилучших доступных технологий интенсивного свиноводства и птицеводства. Практика открытого хранения навоза/помета в лагунах превращает прилегающие к крупным животноводческим и птицеводческим комплексам территории в
зоны экологического бедствия. Все участники этого сегмента рынка заинтересованы в широком распространении простого и дешевого способа переработки органических отходов, т.к.
сельскохозяйственных угодий для внесения образующихся при этом жидких удобрений недостаточно.
Однако, утвержденные справочники ИТС НДТ-41 и ИТС НДТ - 42 закрепляют весьма далекую от совершенства существующую практику хранения отходов, а не стимулируют производства востребованного на мировом рынке товарного продукта и радикального решения экологических проблем.
Наилучшими доступными
технологиями утилизации помета и навоза во всем мире является производство биржевого товара - гранулированных органических и органоминеральных удобрений. Реализация этой технологии повышает рентабельность птицеводческих и животноводческих предприятий, окупаясь за 2-3 года, и в корне меняет подход к решению экологических проблем.
Минеральные удобрения при интенсивном растениеводстве лишь на 2530% компенсируют вынос растениями питательных веществ из почвы [1-3]. Без применения органических и
органоминеральных удобрений невозможно восстановление и поддержание плодородия почв. Но сегодня в России таких удобрений производится не более 1% от потенциальной емкости рынка.
Материалы и методы
В связи с малым отечественным опытом производства гранулированных органических и органоминеральных удобрений из помета и навоза нами за период 2014-2018 гг. был выполнен ряд экспериментальных работ на действующих в России производствах гранулированных
органических удобрений (ГОУ).
Определение характеристик исходного сырья, сухого и гранулированного продукта осуществлялось в специализированных агрохимических лабораториях. Оптимизация режимов сушки сырья в вертикальных и барабанных сушильных агрегатах с теплогенераторами на природном газе и щепе производилась с помощью газоанализатора Testo-350. На основании результатов этих работ минимизировались эксплуатационные расходы и себестоимость конечного продукта.
Результаты и обсуждение
Мировой опыт убедительно доказывает, что гранулированные
органические и органоминеральные удобрения - наиболее эффективный и удобный в практическом применении вид органических удобрений. Они в концентрированном виде содержат весь набор необходимых питательных элементов и микроэлементов в легкодоступной для растений форме (табл. 1), имеют длительные сроки хранения (не менее 3 лет) и без потери качества могут транспортироваться на любые расстояния.
Таблица 1
Состав гранулированных о]
эганических удобрений
№ п\п ПОКАЗАТЕЛИ ВЕЛИЧИНА
1 Влажность, % 8
2 Сухое вещество, % 92
3 Органическое вещество, % 80
4 Азот общий, % 4,4
5 Фосфор, % 4,3-5,2
6 Калий,% 5,2-5,9
7 Кальций, г/кг 19,2
8 Магний, г/кг 5,7
9 Железо, г/кг 1-3
10 Марганец, мг/кг 300-350
11 Цинк, мг/кг 20-23
12 Медь, мг/кг 2,7-3,3
13 Бор, мг/кг 4,2-4,8
14 Кобальт, мг/кг 3,0-3,5
15 Молибден, мг/кг 0,005-0,07
16 Сера, мг/кг 40-42
17 рН 6,4-6,8
Гранулированные органические
удобрения (ГОУ) универсальны и используются для любых
сельскохозяйственных культур на любых видах почв, восстанавливая их плодородие. Они широко применяются при интенсивном органическом земледелии во всем мире и именно поэтому являются крупнотоннажным
биржевым товаром. Их мировое производство растет на 10-15% в год.
В России ежегодно производится до 20 млн. т помета - наиболее ценного сырья для производства 10-12 млн. т в год качественных гранулированных
органических удобрений. Рекомендуемый дозировки их внесения под разные виды с/х культур приведены в табл. 2.
Таблица 2
Дозировка внесения гранулированных органических удобрений из помета
С/х культура Дозировка, кг/Га
Зерновые 700-800
Картофель 800-1000
Овощи 1 700-2 000
Луковичные 1 000
Клубника 1 500-1 700
Виноград 1 000
Цветы 1 200
Газоны, пастбища 1 000-2 000
НДТ производства ГОУ и гранулированных органоминеральных
удобрений (ГОМУ) из помета включает ряд последовательных стадий (Рис. 1), в том числе:
• ускоренное (до 21 сут.) компостирование в буртах на закрытых полигонах с добавкой ферментов, связывающих азот и переводящих его в легко усваиваемые (хелатные) формы, с периодическим ворошением буртов (1 раз в три дня) и
подачей подогретого воздуха (до 50 °С) с поддержанием температуры и содержания кислорода в буртах. При малых количествах помета (до 50 т/сут.) целесообразно применение камерных ферментёров.
• сушка сферментированного помета до влажности не более 15%;
• гранулирование сухого помета в цилиндрические гранулы диаметром 4-6 мм или в шарообразные - диаметром 2-3 мм.
Из 1 т сырья с влажностью 70 ± 5% —> 0,5 т ГОУ Из 1 т сырья с влажностью 35 ± 5% —> 0,7 т ГОУ
Рис. 1. Блок схема производства гранулированных органических удобрений из помета
Из 1 т клеточного помета с исходной влажностью 70% получается 0,5 т, а из 1 т подстилочного помета влажностью 35-40% -0,7 т ГОУ.
Для получения удобрений с требуемым содержанием микроэлементов, с заданными уровнем рН и соотношения ЫРК,
сухой помет смешивается с минеральными добавками и затем гранулируется.
Принципиальные технологические схемы реализации НДТ по безотходной технологии переработки помета приведены на рис. 2.
Рис. 2 Принципиальная технологическая схема производства ГОУ и ГОМУ
Капитальные затраты и себестоимость ГОУ зависят от мощности производства, снижаясь с ее ростом (рис.3). При этом удельные капитальные затраты составляют 10-20 тыс. € на 1 т перерабатываемого сырья в сутки, а себестоимость ГОУ 3-4 тыс.руб./т
при их оптовой цене на внутреннем рынке 78 тыс.руб./т.
В случае производства
органоминеральных удобрений с
соотношением КРК>8:8:8 уровень капитальных затрат сохраняется, а
себестоимость продукта возрастает до 80009000 руб./т за счет стоимости минеральных добавок. Но оптовая цена этого товара на внутреннем рынке составляет от 15 000 до 30 000 руб./т. Стоимость ГОУ на мировых рынках в среднем - 140-150 €/т. Срок окупаемости инвестиций в обоих случаях не превышает 3 лет.
Рис. 3 Удельные капитальные затраты на производство ГОУ из помета К - удельные капитальные затраты, млн. рублей на 1 т сырья, перерабатываемого в сутки;
С - себестоимость готового продукта
Навоз из-за высокой влажности (90-97%) - менее ценное сырье для гранулированных удобрений. Но годовой объем его образования в России в 4-5 раз превышает количество помета.
Высокая влажность навоза требует его обязательной сепарации с выделением твердой фракции влажностью 70-75%. Ее количество составляет 10-15% от исходного сырого навоза. Твердая фракция навоза также является сырьем для производства ГОУ/ГОМУ. После выделения твердой фракции ее дальнейшая переработка аналогична переработке помета и включает в себя стадии ускоренного компостирования, сушки и гранулирования. Однако КРК у конечного продукта не превышает 2:2:2, а его себестоимость близка или равна к рыночной цене. Для увеличения ценности конечного продукта высушенная фракция навоза смешивается перед гранулированием с минеральными добавками. В этом случае гранулированные удобрения с соотношением КРК> :8:8 имеют себестоимость порядка 9 000-10 000 руб./т. При их рыночной цене от 15 000 руб./т это также обеспечивает срок окупаемости инвестиций не более 3 лет. Принципиальная схема переработки навоза в органические и органоминеральные удобрения приведена на рис. 4.
Рис. 4. Блок-схема переработки навоза
В целом из 1 т сырого навоза можно произвести до 0,2т качественных гранулированных органических и органоминеральных удобрений.
Жидкая фракция по предлагаемой наилучшей доступной технологии обязательно должна быть очищена и обеззаражена в локальных очистных сооружениях (ЛОС) до норм сброса в водоемы. Полученная техническая вода сократит расход свежей воды на мойку помещений и автотранспорта, полив сельскохозяйственных угодий и зеленых насаждений, подпитку теплосети, а ее избыток может быть сброшен в водоемы. Существующие лагуны могут
использоваться как биопруды для разведения товарной рыбы.
Полученные органические отходы очистки (флотошлам, избыточный активный ил) можно использовать как компонент сырья при производстве гранулированных органических удобрений. Они также обезвоживаются до влажности 70-75% в шнековых дегидраторах и смешиваются с твердой фракцией навоза перед компостированием.
В целом НДТ утилизации навоза/помета полностью исключает загрязнение окружающей среды и позволяет производить биржевой продукт с высокой добавленной стоимостью [4-7].
Удельные капитальные затраты на комплекс переработки навоза от стадии сепарации до очистки стоков с производством ГОМУ составляют от 7 до 12 тыс. € на 1 м3 сырого навоза в сутки, также снижаясь с ростом мощности производства. При этом они сопоставимы с затратами на создание лагун карантинной выдержки жидкой фракции навоза, составляющими от 1300 до 2500 руб/м3 (ИТС-41, п. 2.11, табл. 2.36).
Так, для свиноводческого комплекса на 450 тыс. голов ежесуточный выход жидкого (97%) навоза составляет 2500 м3. При требуемой длительности выдержки 12 мес. (РД-АПК 1.10.15.02-17) необходимый объем лагун должен составлять не менее 900 тыс. м3. Капитальные затраты на создание таких лагун из ж/б составляют 2,25 млрд. руб.
Переработка этого количества навоза в ГОМУ в сочетании с очисткой жидкой фракции потребует в два раза меньших капиталовложений - в размере 1,25 млрд. руб. Причем этот вариант создает товарный продукт с высокой прибавочной стоимостью, полностью исключив экологические проблемы.
Объем мирового рынка сбыта ГОУ/ГОМУ - до 10-12 млн. т в год к 2020г, в том числе Китай и Индия - до 5 млн т, страны Юго-Восточной Азии - до 3 млн. т и ОАЭ, Египет, Иран - до 2 млн. т в год.
Рынок гранулированных органических удобрений в России находится в зачаточном состоянии, хотя потребность в них только под зерновые культуры превышает 10 млн. т в год. Потенциально Россия способна обеспечить не только внутреннюю, но и мировую потребность в гранулированных органических и органоминеральных удобрениях. Но это требует создания новой отрасли сельскохозяйственного
производства, которая способна стать драйвером его развития в целом, увеличив объем экспорта и расширив евразийскую интеграцию.
Выводы
1.Применение гранулированных
органических и органоминеральных удобрений из отходов интенсивного птицеводства и свиноводства является общемировой тенденцией интенсивного сельскохозяйственного производства и
гарантированным средством поддержания плодородия почв.
2.Имеющиеся объемы помета и навоза позволяет России обеспечить как внутренние, так и мировые потребности в этих видах удобрений, в первую очередь стран-участников евроазиатского сотрудничества (Китай, Индия, страны ЮВА), позволяя выполнить задачу увеличения экспорта продукции АПК.
3.Необходимо включить в ИТС 41 и 42 предлагаемые НДТ переработки помета и навоза в гранулированные органические и органоминеральные удобрения.
4.Для эффективного использования имеющихся объемов органических отходов птицеводства и животноводства необходимо создание региональных комплексов крупнотоннажной переработки помета и навоза в ГОУ и ГОМУ. Это потребует создания новой отрасли сельского хозяйства России - органического земледелия, что
потребует действенных мер государственной поддержки, а именно:
• включение органических удобрений в государственную программу развития сельского хозяйства РФ на 2018-2025г.г.
• льготные кредиты (до 5% годовых) на срок не менее 5 лет;
• налоговые «каникулы» на период возврата инвестиций;
• компенсация отечественным потребителям органических удобрений части затрат на их приобретение и на расходуемое при их внесении моторное топливо.
• льготные тарифы на:
- железнодорожные перевозки;
- подключение производств к электро- и газовым сетям;
- на потребляемые электроэнергию и газ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Обзор потенциальных российских и международных рынков органических удобрений, производимых крупными животноводческими хозяйствами Ленинградской области. // СПб.: Северная экологическая финансовая корпорация (НЕФКО). 2013. 103 с.
2. Белая книга России. Строительство, перестройка и реформы: 1950-2013 гг. Раздел 5. Сельское хозяйство России. // М.: 2015. 728 с.
3. Лукин С.М. Перспективные технологии использования помётных удобрений. / Лукин С М. // «Птицеводство». 2008. №7. с. 55-57.
4. Гарзанов А.Л. Органические удобрения из помета: возможности и перспективы / Гарзанов А.Л., Андрианов В. Б. // "Птицеводство". 2018. №2. с.48-51.
5. Гарзанов А.Л. Гранулированные органические удобрения - "золотой ключик"
к технологическому рывку растениеводства. / Гарзанов А.Л., Андрианов В. Б. // "Рынок АПК. Птицеводство и животноводство". 2016. №9. с.2-3.
6. Гарзанов А.Л. Переработка помета: экономические аспекты технологий. / Гарзанов А.Л. // «Рынок АПК». 2015. №12 (146). с.2-3.
7. Гарзанов А.Л. «Переработка помета как способ увеличения доходности птицеводства» // Гарзанов А.Л. // «АПК ЭКСПЕРТ Животноводство птицеводство». - IV (19). 2015. с..30-31.
8. Гарзанов А.Л., Дорофеева О.А. Что делать с органическими отходами птицеводства и животноводства / Гарзанов А.Л., Дорофеева О.А. // "FarmNews. Технологии". 2018. №2. с.67-69.
REFERENCES
l.Obzor potencial'nyh rossijskih i mezhdunarodnyh rynkov organicheskih udobrenij [Overview of potential Russian and international markets for organic fertilisers produced by large-scale livestock farms in Leningrad Region]. Saint Petersburg: Nordic Environment Finance Corporation (NEFCO); 2013:103.
2. Belaya kniga Rossii. Stroitel'stvo, perestrojka i reformy: 1950-2013 gg. Razdel 5. Sel'skoe hozyajstvo Rossii [ White Book of Russia. Construction, perestrojka nad reforms: years 1950-2013. Part 5. Agriculture of Russia]. Moscow: 2015: 728.
3. Lukin S.M. Perspektivnye tekhnologii ispol'zovaniya pomyotnyh udobrenij. [Promising technologies for the use of poultry manure-based fertilisers]. Pticevodstvo. 2008; 7: 55-57.
4. Garzanov A.L., Andrianov V. B. Organicheskie udobreniya iz pometa: vozmozhnosti i perspektivy [Organic fertilisers from poultry manure: opportunities and prospects]. Pticevodstvo. 2018; 2: 48-51.
5. Garzanov A.L., Andrianov V. B. Granulirovannye organicheskie udobreniya -"zolotoj klyuchik" k tekhnologicheskomu ryvku rastenievodstva [Granulated organic fertilisers are the "golden key" to technological breakthrough in crop growing]. Rynok APK. Pticevodstvo i zhivotnovodstvo. 2016; 9: 2-3.
6. Garzanov A.L. Pererabotka pometa: ehkonomicheskie aspekty tekhnologij [Poultry manure p[rocessing: economic aspects of the technology]. Rynok APK. 2015;12 (146): 2-3.
7. Garzanov A.L. Pererabotka pometa kak sposob uvelicheniya dohodnosti pticevodstva [Poultry manure processing as a tool to increase the profitability of poultry rearing]. APK EKSPERT Zivotnovodstvo, pticevodstvo. 2015; IV (19): .30-31
8. Garzanov A.L., Dorofeeva O.A. Chto delat' s organicheskimi othodami pticevodstva i zhivotnovodstva [What's to be done with poultry and livestock rearing waste?]. Farm News. Tekhnologii. 2018; 2: 67-69.
