CC BY
16УДК 628.336.6
Бахов Ж.К.
Доктор технических наук, профессор кафедры экологии, Казахский агротехнический университет им.С.Сейфуллина (Казахстан)
Жумадилова Н.Б.
докторант кафедры ЮНЕСКО по устойчивому развитию, Казахский национальный университет им.аль-Фараби (Казахстан)
Кубей А.Ж.
магистрант кафедры биотехнологии, Казахский агротехнический университет им.С.Сейфуллина (Казахстан)
ПРОИЗВОДСТВО ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
НА ОСНОВЕ ШЛАМА ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА
Аннотация: приведена схема получения органических удобрений на основе шлама производства биогаза. Исследования направлены на более глубокую переработку биомассы с получением полезных продуктов. Данные по исследованиям нацелены на достижение высоких технико-экономических показателей технологий переработки отходов. Результаты исследований могут быть применены на предприятиях при переработке отходов птицеводства (животноводства) с получением альтернативного энергоресурса - биогаза, а также экологически чистого биоудобрения, используемого для повышения плодородия почв.
Ключевые слова: биогаз, удобрения, шлам, производство.
Отходы животноводства и птицеводства (навоз и птичий помет) являются стабильными источниками производства энергии в виде биогаза. Шлам после переработки таких отходов при соответствующей подготовке к применению является хорошим органическим удобрением.
В Казахстане годовой выход животноводческих и птицеводческих отходов составляет (по сухому весу) 22,1 млн. т (равноценно 8,6 млрд. м3 газа), в том числе крупного рогатого скота - 13 млн т, овец - 6,2 млн т, лошадей - 1 млн т. Есть также растительные остатки - 17,7 млн т (пшеницы - 12 млн т, ячменя - 6 млн т, или 8,9 млрд м3), что эквивалентно 14-15 млн т условного топлива, или 12,4 млн т мазута [1]. За счёт их переработки этих отходов ежегодно можно получить более двух млн. тонн условного топлива в виде биогаза [2].
Шлам после производства биогаза посредством анаэробного брожения органических отходов может быть использован как основа органических удобрений. Анаэробное брожение или разрушение обычно осуществляется специальной группой микроорганизмов, называемых метаногенными бактериями. Удобрения, полученные из шлама после анаэробного сбраживания отходов могут быть либо полезными, либо губительными для окружающей среды. Это может быть связано недостаточно отработанной технологией подготовки органических удобрений к применению [3].
В настоящее время ни один перерабатывающий отходы предприятие не имеет собственную систему
оперативного сбора шлама, а также сушки, переработки и упаковки. Это обходится достаточно дорого. Шлам
223
приходит из гидравлических каналов и выходов биогазовых установок свободно в открытое пространство. Иногда он идет в канавы поблизости. Большинство инженеров и собственников биогазовых заводов считают, что если жидкая часть биошламов может быстрее высушиваться в естественных условиях под солнцем. Но это усугубляет патогенную обстановку и приводит к потере питательных веществ.
После сбраживания содержание питательных веществ в шламе увеличивается на 15% по сравнению со свежим навозом или птичьим пометом. При этом в полученном удобрении отсутствуют гельминты и болезнетворные бактерии, семена сорных трав. После сепарации жидкий шлам применяется для полива при выращивании сельскохозяйственных культур, а также подается для смешивания со свежим субстратом на стадии гидролиза [4].
Ценность биошлама еще и в том, что после брожения отходов нитраты и нитриты переходят в более безопасный аммонийный азот. Кроме того, другие базовые питательные элементы фосфор и калий почти полностью остаются в шламе. Эти утверждения мы проверили в ходе наших исследований по получению удобрений из шлама производства биогаза [5,6].
Разработанная нами технологическая схема переработки птичьего помета состоит из 4-х этапов (рисунок).
На первом этапе происходит анаэробное сбраживание птичьего помета с выделением биогаза. Сброженный помет обеззаражен от болезнетворной микрофлоры, семена сорных растений лишены всхожести, а химические соединения азота, фосфора и калия переведены в более доступные и усвояемые формы для растений. На втором этапе помет с помощью специальных механических устройств разделяется на жидкую (влажностью 98%) и твердую (влажностью 50..55%) фракции.
На третьем этапе из твердой части за счет влажного гранулирования и добавления в процессе ферментации к компостируемой массе штамма бактерий Л20(0Ьас(вг скгоососсыт получают гранулированное органическое удобрение (влажностью 40...45%). На четвертом этапе для доведения гранул до товарного вида (влажностью 10.. .15%) применяется низкотемпературная сушка (при t=70..80 °С) за счет утилизации теплоты, выделяемой теплогенератором, работающим на биогазе.
Далее производится фасовка готового удобрения. Во многих случаях культивирование микроорганизмов производится непосредственно в товарной упаковке (например, азотобактерин — в пластиковых бутылях и т.д.). Во многом это связано с тем, что срок хранения готового продукта очень недолог, поэтому экономически наиболее приемлема скорейшая его реализация. В других случаях производится
сортировка, отбор, фасовка и упаковка готового продукта, для чего может потребоваться введение отдельной производственной линии.
ЛИТЕРАТУРА:
1 Онучин Е. М., Медяков А. А., Яблонский Р.В. Биогазовая установка с устройством для перемешивания и каталитического обогрева субстрата //Альтернативная энергетика и экология. -2010, № 11. -С.91-94.
2 Ward A. J., Hobbs P.J., Holliman P.J., Jones D.L. Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources // Biores. Technol. - 2008. - V. 99. - P. 7928-7940.
3 Islam M.S., Use of Bioslurry as Organic Fertilizer in Bangladesh Agriculture. September, 2006. -pp.10-12.
4 Корсакевич В.В. Биогазовая установка. Энергосбережение и водоподготовка. 2008, №4(54). -С.25-28.
5 Бахов Ж.К., Муталиева Б.Ж., Коразбекова К.У. Рациональные решения биотехнологической переработки сельскохозяйственных отходов //II-я Межд. конфер. «Биотехнология. Взгляд в будущее». -Казань, 2013. - С.14-17.
6 Бахов Ж.К., Коразбекова К.У., Муталиева Б.Ж., Сапарбекова А.А. Биореактор для получения биогаза и биоудобрений. Инновационный патент РК №28281 от 15.04.2014, бюл. №4.
