CC BY
156
Ветеринария. Экология
САНИТАРНОГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД В ГИДРОПОНИКУМЕ
В.Г. СУДАКОВ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Уральская ГСХА (фото)
А.М. АСОНОВ,
доктор биологических наук, Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)
Ранее был предложен способ выращивания зеленого корма в гидро-поникуме [1]. Суть данной технологии [2] заключается в использовании навозосодержащих вод в качестве питательного субстрата в процессе круглогодичного выращивания зеленого витаминного корма из злаковых растений (ячмень, овес) гидропонным методом и утилизации водных стоков в процессе формировании биомассы и транспирации. Сточные воды перед подачей в резервуар гидропоникума проходят механическую, биохимическую и термическую обработки.
Цель и методика исследований На опытно-промышленной гидропонной установке, включающей водоподготовительный и утилизационный блоки, была выполнена санитарно-гигиеническая оценка всего комплекса сооружений, входящих в состав технологической схемы.
Наибольший интерес представляли микробиологические и гелмин-тологические исследования проб сточной воды, отобранной после механического разделения навоза на твердую и жидкую фракции из первичного отстойника, после биохимической очистки сточных вод в биофильтре, после термического обеззараживания на пароструйной установке и из резервуара гидропоникума. Результаты санитарно-бактериологических исследований представлены таблице 1.
Установлено достоверное снижение общего микробного числа в пробах после биофильтра в 10,6 раза по сравнению с пробами исходной сточной воды После обеззараживающей установки в резервуаре гидропоникума отмечается снижение ОМЧ в 53,4 раза по сравнению с исходной водой и в 5 раз по сравнению со стоками после биофильтра. По сравнению с исходной фракцией наблюдается достоверное повышение коли-титра в 107,1 раза в пробах после биологической очистки. По сравнению со стоками из первичного отстойника в пробах сточных вод, отобранных из резервуара гидропоникума, отмечается достоверное повышение КТ в 500 раз. Аналогичная тенденция увеличения КТ сохраняется и по отношению к сточным водам из биофильтра. Данные исследований подтверждают, что система биохимической очистки способствует существенному
Суть данной
технологии
заключается в
использовании
навозосодержащих
вод в качестве
питательного
субстрата в
процессе
круглогодичного
выращивания
зеленого
витаминного корма из злаковых растений гидропонным методом и утилизации водных стоков в процессе формирования биомассы и транспирации.
Ветеринария. Экология
Табл. 1
Бактериальное загрязнение сточных вод на разных этапах их очистки в опытнопромышленном гидропоникуме
Точки отбора проб Количество исследованных проб Средняя геометрическая ОМЧ и доверительный интервал Средняя геометрическая КТ и доверительный интервал Количество проб с наличием патогенной микрофлоры
ЭПКП Сальмо- неллы
После первичного отстойника 9 229,5х1010 76,5х1010 - 688,5х1010 2 8х1010 2х1010 -3,5х1010 4 3
После биофильтра 9 21,6х1010 7,2х1010 - 64,8х1010 3х1010 0,3x1010 - 4,7х1010 7 2
После обеззараживающей установки (ВНИИВ-ВиМ) 9 не обнаружено
Из резервуара гидропоникума 9 4,3х1010 1,4х 1010 - 12,9х1010 7х1010 2,8х1010 - 5х1010 - -
снижению общей бактериальной обсемененности сточных вод. Это связано с тем, что образующийся на фильтрах в процессе окисления органических веществ активный ил и биопленка адсорбируют на своей поверхности большое количество микроорганизмов (в том числе и кишечных палочек), способствуя тем самым значительному очищению сточных вод. Однако установлено, что полный обеззараживающий эффект достигается только на пароструйной термоустановке конструкции ВНИ-ИВВиМ. Выполненные исследования показали при хороших технологических параметрах работы установки ее недостаточную санитарно-гигиеническую эффективность.
Технологическая схема замкнутой системы гидро-поникума предусматривала, что после термообработки сточные воды накапливаются в резервуаре гидропони-кума, откуда периодически подаются на растильные ванны для выращивания зеленого корма. В тот же резервуар сливается после орошения неиспользованная растениями вода из растильных ванн. В результате контакта с корневой системой растений и твердым субстратом в виде измельченной соломы обеззараженный питательный субстрат обогащается бактериальной микрофлорой с преобладанием факультативных анаэробов и облигатных аэробов. Относительно высокие концентрации органических веществ в сточных водах, хороший контакт с воздушной средой в процессе орошения, благоприятная температура в пределах 20-22°С, обеспечивают хорошие условия для вторичного бактериального обсеменения стоков и интенсивного накопления микрофлоры и гельминтов в резервуаре гидропоникума.
Исследования патогенной микрофлоры сточных вод, выполненные на тех же объектах опытно-промышленной установки и представленные в таблице 1, позволили подтвердить гипотезу о причине обогащения пита-
тельного субстрата в резервуаре гидропоникума бактериальной микрофлорой.
Следует отметить, что патогенные бактерии выделялись только из исходных и стоков после биологических фильтров, т.е. до их термообработки.
Исследование смывов с корней и листьев кормовых трав, выращенных гидропонным методом, на патогенную микрофлору дало отрицательный результат. Не обнаружена патогенная микрофлора и в стоках после обеззараживающей установки. Результаты паразитологических исследований сточных вод и гидропонного корма представлены в таблице 2. Они показали достоверное снижение количества яиц гельминтов в процессе очистки стоков: после биофильтра в 1,3-1,8 раза, из резервуара гидоникума в 3,1-3,3 раза по сравнению с пробами, отобранными из первичного отстойника.
Качественный состав гельминтов представлен 5 основными видами: аскариды, тенииды, парискариес эку-орум, стронгилоиды, острицы. Патогенные для человека виды - аскариды, тенииды, острицы обнаружены во всех исследованных пробах.
Следует отметить, что основная масса яиц в пробах после термоообеззараживателя из резервуара гидропо-никума имеет деформированную как наружную, так и внутреннюю оболочку, отмечаются признаки денатурации белковых структур. Выявленные изменения морфологии могут свидетельствовать о деструкции личинок гельминтов и потере ими инвазивнасти. Однако, около 2,5% яиц в пробах воды после обеззараживателя в резервуаре гидропоникума не имеют признаков деструкции, т.е. морфологически подтверждается вероятность сохранения их жизнеспособности.
В данной схеме сборный резервуар гидропоникума является, по своей сути, питомником для культивирования микрофлоры, попавшей в него с возвратными,
Ветеринария. Экология
Табл. 2
Результаты исследований сточных вод на наличие яиц гельминтов
Проба Средние количественны е величины яиц гельминтов в повторностях В среднем (на 1 мл.) Типичная морфология (в %) Вероятное количество жизнеспособны х яиц (на 1 мл.)
Из первичного отстойника 2800-3900 3500 98,0 3430
После биофильтра 1600-3000 2500 99,0 2475
После обеззараживающей установки (ВНИИВВиМ) не обнаружено
Из резервуара гидропоникума 850 - 1250 1100 2,3 25,3
после орошения растений, сточными водами и из воздуха животноводческого помещения.
Учитывая, что логарифмическая фаза роста микроорганизмов дает прирост микробной популяции в геометрической прогрессии, можно объяснить ее накопление в питательном субстрате размножением сапрофи-тов, содержащихся в соломе, зерне, а также выпавших в воду из воздуха. Для ликвидации недостатка, связанного с накоплением в водохозяйственной системе гидропо-никума микрофлоры, в технологическую схему подготовки и утилизации навозосодержащих сточных вод были внесены коррективы.
На рисунке представлены рекомендуемые варианты технологической утилизации навозосодержащих сточных вод.
А и В - производственные и хозбытовые сточные воды; 1 - навозосборный канал; 2 - первичный отстойник; 3 - резервуар-усреднитель; 5 - резервуар; 6 - обеззараживающая установка; 7 - резервуар обеззараженных вод; 8 - гидропонная установка; 9 - кормоизмельчитель; 10 - бункер-накопитель; 11 - пресс; 12 - бурты; 13 - насосы
Первый вариант предусматривает одноразовую подачу суточной нормы питательного субстрата в рас-тильные ванны без сброса его обратно в сборный резервуар гидропоникума.
По данной схеме навоз собирают в навозосборных каналах (1): твердую фракцию на ложном днище, жидкую - на дне канала.
Твердую фракцию после обезвоживания в бункере-накопителе (10) и прессе (11) мобильным транспортом вывозят на биотермическую площадку, обеззараживают в буртах (12) за счет самонагрева, а затем используют в качестве органического удобрения. Жидкую фракцию транспортируют самотеком в первичный отстойник (2), а оттуда - в резервуар-усреднитель (3). Для разбавления высокоминерализованной жидкой фракции навоза, через первичный отстойник (2) в резервуар-усреднитель (3) подают все производственно-бытовые сточные воды комплекса. Из резервуара-усреднителя (3)
смесь сточных вод насосом равномерно подают в трубчатый вращающийся биофильтр на неполную биохимическую очистку.
Питательный субстрат, полученный в результате биохимической очистки, собирают в резервуар (5), откуда подают насосом на обеззараживающую пароструйную установку (6).
Обеззараженный питательный субстрат проходит дополнительное охлаждение с 40 до 20°С в выдерживате-ле, погруженном в приемный резервуар-усреднитель (3) гидропоникума, а затем без промежуточных емкостей в количестве, соответствующем суточной утилизационной норме (6 л/м2), подается в растильные ванны для орошения злаковых культур, выращиваемых на зеленый корм. Питательный субстрат полностью утилизируется за счет использования растениями на образование массы и транспирацию. Выращенные зеленые корма (зеленая масса, корневая система и твердый субстрат) без дополнительной термообработки после кормоизмель-чителя (9) направляют на корм скоту.
Осадок из первичного отстойника (2) подают в бункер-накопитель (10), вместе с твердой фракцией навоза из навозосборного канала обезвоживают на прессе (11), обеззараживают в буртах (12) и затем используют в качестве органического удобрения.
Второй вариант «Т ехнологии...» предусматривает одно - двухразовый |полив методом затопления корневой системы гидропонного корма питательным субстратом из сточных вод и сброс не утилизированных за цикл стоков в резервуар гидропоникума.
Схема рекомендуется при значительных площадях растильных ванн, когда по их днищу технически сложно осуществить равномерное распределение питательного субстрата слоем 6 мм, а потому подачу последнего необходимо осуществлять в объеме, равным 2-3-хсуточному расходу сточных вод, поступающих в гидропоникум.
Выводы. Рекомендации
С учетом санитарно-гигиенических условий рекомендуется сточные воды, прошедшие обеззараживание
Ветеринария. Экология
Рис. Откорректированная схема технологии подготовки и утилизации сточных вод животноводческих комплексов
на пароструйной установке (6), в объеме, равном их трехсуточному поступлению, собирать в резервуаре обеззараженных вод (7), а затем подавать их последовательно в растильные ванны (8). После заполнения ванны сточной водой до уровня, обеспечивающего повсеместное погружение в него корневой системы и экспозиции 10 минут, сточная вода через сетчатый фильтр сбрасывается в первичный отстойник (2) и далее проходит кондиционирование по всем сооружениям технологической схемы.
Такая схема обеспечивает выращивание и получение зеленого корма, свободного от патогенной микрофлоры, содержащейся в сточной жидкости. Реализация данной технологии утилизации навозосодержащих сточных вод в условиях животноводческих комплексов крупного рогатого скота, свинокомплексов и птицеводческих предприятий позволяет создать замкнутые системы их производственного водообеспечения.
Список использованной литературы
1. Пат. 2093982 РФ. Способ выращивания зеленого корма в гидропоникуме / А.М. Асонов, В.В. Бондаренко, Л.А. Дучинская. - Б.И., - 1997. - № 30
2. Асонов А.М., Бондаренко В.В. Защита природных вод от загрязнения отходами животноводческих хозяйств / под научной редакцией А.М. Черняева, РосНИИВХ. - Екатеринбург: Изд-во «Виктор», 1998
