CC BY
4396
Оборудование для животноводства
www.agroyug.ru
DOI 10.24412М-33489-2021-6-96-98 УДК 631.22
Бетин1 А.Н., кандидат с.-х. наук Фролов1 А.И., кандидат с.-х. наук Филиппова1 О.Б., доктор биологических наук Хализова2 З.Н., кандидат биологических наук, директор
1ФГБНУ ВНИИТиН
2 ООО Институт развития сельского хозяйства
УТИЛИЗАЦИЯ НАВОЗНЫХ СТОКОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ЭКОЛОГИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Аннотация. В статье поднимается проблема утилизации навозных стоков животноводческих помещений, приводятся примеры выбросов в атмосферу ядовитых веществ и их влияние на окружающую среду. Приведены характеристики ядовитых газов и их влияние на живой организм. Показаны критерии органического, микробиологического и биогенного загрязнений высококонцентрированными экологически опасными отходами. Например, для растений токсичность свежего свиного навоза составляет 90%.Показаны наиболее доступные и распространенные методы обезвреживания навоза. Дана характеристика биодеструктора свиного навоза, позволяющего снизить объемы выделения ядовитых стоков в атмосферу на 80-90%. Приводятся примеры обезвреживания стоков с помощью различных биопрепаратов в различных регионах страны.
Ключевые слова. Утилизация; навоз; животноводство; фракции; производство; модернизация; экология; экономика.
Annotation. The article raises the problem of recycling manure effluents of livestock premises, gives examples of emissions of poisonous substances into the atmosphere and their impact on the environment. Characteristics of poisonous gases and their influence on living organism are given. Criteria of organic, microbiological and biogenic contamination by highly concentrated environmentally hazardous wastes are shown. For example, for plants, the toxicity of fresh pork manure is 90%. The most affordable and common methods for neutralizing manure are shown. A characteristic of a pig manure biodestructor is given, which allows reducing the volume of release of poisonous effluents into the atmosphere by 80-90%. Examples of neutralization of effluents with the help of various biologics in different regions of the country are given.
Keywords. Disposal; manure; animal husbandry; fractions; production; modernization; ecology; economy.
Экология - это комплекс таких факторов, как концентрация углекислого газа, аммиака, сероводорода, окиси углерода, микробная загрязнённость (содержание кишечной палочки, стафилококка, спор грибов). Всё это в огромной степени влияет на рост и развитие свиней, на конверсию корма и экономическую эффективность для успешного ведения свиноводства. Свиноводческий комплекс на 100 тыс. голов выбрасывает в атмосферу каждый час примерно 160 кг аммиака, 14 кг сероводорода и 25 кг пылевидных частиц. Тема экологии на животноводческих комплексах и вокруг них, пожалуй, самая чувствительная как для самих животноводов, так и для предприятий, обслуживающих отрасль. В настоящее время применяется система круглогодового безвыгульного содержания животных в помещениях закрытого типа. Возрастает плотность их размещения, а с увеличением поголовья при той же кубатуре прямо пропорционально возрастает воздействие на экологию окружающей среды.
Основной отход животноводческих предприятий это навоз, продукты переработки которого должны быть использованы в качестве органического удобрения для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и повышения плодородия почв.
Бесподстилочный навоз свиней обладает высокой удобрительной ценностью, содержит не только основные питательные элементы (^ Р и К), но и другие макро- и микроэлементы, необходимые растениям. Наилучшей технологией применения жидких органических удобрений на основе свиного навоза является использование шланговых систем с внутрипочвенными распределительными устройствами [5].
В РФ образуется порядка 200 млн т/год помёта, навоза и навозосодержащих стоков. Так как достаточно много животноводческих предприятий не оснащены системами их глубокой переработки и утилизации, то это привело к загрязнению более 2 млн га земли и серьёзным экологическим проблемам [1].
Самый распространённый газ - аммиак, образующийся в процессе разложения мочевины в навозе, часть которого испаряется. Уровень воздействия аммиака на организм определяется его количеством: чем выше концентрация, тем он ядовитее. Аммиак отрицательно влияет на здоровье и продуктивность животных. Адсорбируясь слизистыми оболочками носоглотки, верхних дыхательных путей, он вызывает их сильное раздражение. Продолжительное вдыхание даже небольшого количества аммиака
ЭФФЕКТИВНОЕ № 5 август ЖИВОТНОВОДСТВО 2021
Щ 97
снижает сопротивляемость организма, приводит к возникновению различных заболеваний, особенно лёгочных.
Накопившийся в воздухе свинарника сероводород затормаживает окислительные процессы в организме, вызывает воспаление и отёк лёгких, является одной из причин кислородного голодания животных, отрицательно действует на нервную систему. Его продолжительное вдыхание может завершиться хроническим отравлением, потерей живой массы животных, общей слабостью. Через лёгкие и слизистую оболочку дыхательных путей сероводород попадает в кровь, блокирует активность ферментов, необходимых для клеточного дыхания, в результате происходит паралич дыхательной системы.
Навозные стоки по критериям органического, микробиологического и биогенного загрязнения являются высококонцентрированными экологически опасными отходами со следующими характеристиками: взвешенные вещества -20 000 мг/л, БПК 5 -2000 мг/л, БПК 20 - 5000 мг/л, аммиак - 200 мг/л, фосфаты - 200 мг/л, общие и термотолерантные колиформные бактерии, условно патогенная микрофлора, яйца гельминтов, имеющие длительные сроки выживаемости (от 20 до 475 дней). Помимо этого в свежих свиных навозных стоках концентрации тяжелых металлов могут превышать ПДК в десятки и сотни раз.
Многоразовое использование свежих навозных стоков в качестве удобрения вызывает деградацию, микробиологическую и паразитологическую контаминацию почвы, загрязнение и гибель растений, а также воздуха дурно пахнущей летучей органикой и распыленными в газообразной среде микроорганизмами. Для растений токсичность свежего свиного навоза составляет 88-90%. Таким образом, прежде чем превратиться в удобрение, этот высокоопасный как с экологической, так и с гигиенической точки зрения продукт должен пройти достаточно долгий путь от сбора до обезвреживания и утилизации.
Наиболее доступным и распространенным методом обезвреживания свиного навоза сегодня считается хранение свежих стоков в специальных на-возосборниках (лагунах). Благодаря естественным процессам перегнивания, брожения, отстаивания, испарения концентрации биогенного, органического и биологического загрязнения в навозе постепенно снижаются до безопасных уровней. По санитарным нормам свежие навозные стоки полагается выдерживать в лагуне до трех с половиной лет. Конечная фаза обезвреживания - перепревший навоз, представляющий собой однородную, влажную, мажущую массу черного цвета без разделения на элементы фекалий и подстилки. Перепревший навоз - ценное органо-минеральное удобрение, приносящее ощутимую пользу при внесении в почву.
Органическое и биогенное загрязнение свиных стоков, накапливаемых в лагунах, подвергается воздействию естественных микроорганизмов, попадающих в них из кишечного тракта животных. Происходит интенсивное биологическое разрушение этого загрязнения с образованием летучих органических веществ - сероводорода, аммиака, меркаптанов, индола и др. Вещества, обладающие тяжелым угнетающим запахом, непрерывно выделяются в атмосферу в огромных количествах, оказывая негативное влияние на здоровье животных и человека. Корка навоза, покрывающая поверхность открытой лагуны, не задерживает распространение потоков летучих продуктов разложения. Неожиданное изменение розы ветров - и население близлежащих
сел и городов начинает болезненно ощущать соседство мест открытого хранения и обезвреживания свиного стока.
Комплексное решение злободневной проблемы, заключающееся в повышении скорости и эффективности очистки, обезвреживания и деодо-ризации навозных стоков от сбора до утилизации, предложили ученые-микробиологи. Они исходили из того, что почва содержит миллионы самых разнообразных видов бацилл, грибков, актиномице-тов, дрожжей, представляющих собой естественных утилизаторов органического вещества. Благодаря существованию и деятельности микроорганизмов, для которых отмершие растения и их отходы являются источниками энергии, происходит самоочищение и самовосстановление природной экосистемы. В местах скопления больших масс отходов, например в навозосборниках свинокомплексов, преимущество в разрушении органического загрязнения получают восстановительные процессы с образованием сероводорода и аммиака.
Справиться с интенсивным органическим загрязнением можно, используя существующие в природе естественные сапрофитные микроорганизмы, участвующие в самоочищении почвы и воды. При проведении научных исследований ученые отбирают те виды, которые утилизируют специфические органические субстраты как можно быстрее. Оценка эффективности «работы» сапрофитных микроорганизмов ведется по следующим показателям: скорости сокращения массы отхода, окисления, использованию соединений азота и фосфора, быстроте отмирания гнилостных, потенциально опасных для человека и животных патогенов, снижению количества дурно пахнущей летучей органики.
Составленное таким образом синергическое микробное сообщество способно в местах большого скопления навозных стоков и отходов эффективно заменить восстановительные процессы процессами брожения и окисления. Размножаясь в отходах, используя органику и биогенные элементы в качестве источников своей жизнедеятельности, полезные микроорганизмы за счет численного перевеса подавляют гнилостную и патогенную микрофлору, тем самым обеспечивая гигиенически и экологически эффективный процесс утилизации отходов. Если после полной переработки загрязнений не поступает новая порция отходов, полезные микроорганизмы впадают в состояние анабиоза. При длительном отсутствии источника пополнения навозных стоков они сокращают свою популяцию наполовину, в то время как вторая половина превращается в споры, чтобы в случае восстановления прежних условий вернуться к активной жизнедеятельности.
Биодеструктор свиного навоза Микрозим Вэйст Трит, созданный специалистами «РСЭ - Трей-динг-МИКРОЗИМ» (Россия), позволяет: снизить объем выделения из свиного стока в атмосферу летучих органических веществ, включая сероводород и аммиак, на 80-90%; повысить скорость и эффективность очистки навозного стока; сократить объем илистого осадка более чем на 50 %; в несколько раз уменьшить токсичность свиного стока для растений [2].
Для утилизации и обезвреживания стоков применяется синергическая консорция, которая включает до шести видов строго сапрофитных микроорганизмов, использующих твердое органическое вещество фекалий свиного навоза в качестве источника своей жизнедеятельности. После внесения биопрепарата происходит заселение сапрофитными
98 Оборудование для животноводства
www.agroyug.ru
микроорганизмами всего объема воды и твердых отходов. Начинается биохимическое разрушение органики и мочи под воздействием синтезируемых микроорганизмами биологически активных веществ (микробных ферментов) с образованием воды и углекислого газа. Токсичность навозного стока для почвы и растений снижается более чем в два раза - с 90 % до 35-40 %.
Параллельно с очисткой стока и биодеструкцией илистого донного осадка уменьшается объем выделения в атмосферу дурно пахнущей летучей органики - сероводорода, аммиака, меркаптанов. Временные рамки эффективной очистки и обезвреживания навозного стока сокращаются до двух-че-тырех месяцев. Обезвреживание 1 м2, заполненного свиным стоком, объема лагуны в год обходится примерно в 5 рублей.
Биодеструктор свиного навоза дает ярко выраженный положительный эффект и при внесении в глубокую несменяемую подстилку из опилок и соломы. В этом случае микробиологический эффект препарата эффективно перерабатывает поступающие внутрь подстилки фекалии и мочу с образованием углекислого газа и воды, сокращая образование сероводорода и аммиака, что положительно сказывается на здоровье животных.
Применение биодеструктора достаточно простое: нужно развести его теплой водой из расчета 50 г на 0,3-0,6 л и полученный раствор оставить в теплом месте на 10-12 часов (дольше не рекомендуется). Этим раствором равномерно проливают по всей площади несменяемую подстилку. Обслуживание 1 м2 подстилки за три - пять лет обойдется примерно в 80 рублей.
Препарат активен в диапазоне температур от +5 до +50 °С. Отрицательные температуры биодеструктор переносит в «спящем» состоянии и возобновляет активность с потеплением. Полностью биоразлагаем, безопасен для очистных сооружений и канализации. Средство в виде сухого порошка производят и доставляют потребителям в герметичной упаковке.
Основываясь на результатах комплексных биотехнологических исследований, коллектив ООО «НТЦ БИО» Белгородской области совместно с учеными и специалистами хозяйств разработал биопрепарат Санвит-К и организовал его производство. Полученные данные показали, что применение препарата позволяет снизить концентрацию аммиака и сероводорода в воздухе свинокомплексов на 25-70 %. При этом содержание общего азота в стоках повышается в 1,22,5 раза. Использование Санвит-К положительно влияет на здоровье животных и способствует созданию более комфортных условий для персонала. Немаловажно, что затраты на решение экологических проблем окупаются за счет увеличения приростов живой массы и улучшения сохранности животных.
Под действием препарата происходят очень важные в технологическом отношении процессы: исчезает «шапка» органического материала над жидкой фазой в лагуне, стоки гомонизируются благодаря образованию суспензии. Кроме того, предотвращается образование залежей осадка: он становится подвижным, что позволяет отказаться от разделения его на фракции. Опираясь на полученные данные, можно с уверенностью утверждать, что Санвит-К -эффективный биопрепарат для обработки органических отходов. По сравнению с исходным стоком в обработанных отходах содержится существенно больше биологически активных микроорганизмов и продуктов метаболизма, стимулирующих рост и
развитие растений, что способствует повышению их урожайности и дохода сельхозпредприятий [4].
В проектах реконструкции и строительства новых свиноводческих предприятий для сбора навоза предусматривают использование щелевых полов в станках для содержания животных и пластиковых труб для транспортировки навозных стоков методом самосплава. Система практически исключает ручной труд при уборке навоза [3].
Такая система навозоудаления обеспечивает: герметичность, поэтому навозная жижа не просачивается в грунтовые воды; длительные сроки службы без техобслуживания; экономичность за счёт низкого расхода воды, минимальных затрат труда на обслуживание и снижение выхода навозных стоков.
Твёрдая фракция навоза поступает на площадку ускоренного компостирования, а жидкая перекачивается в полевые навозохранилища, где хранится в течение 6-12 месяцев до полного биологического обеззараживания.
Наиболее экономичными являются плёночные навозохранилища заглубленного типа. Стоимость пленочных лагун более чем в 2 раза ниже аналоговых из бетона или металла. Трубопровод выводится в центре лагуны и оканчивается специальным фланцем, позволяющим выкачивать навоз даже из почти пустого навозохранилища. Выгрузная станция устраивается в месте удобном для применения системы утилизации навоза на основе гибких шлангов, или обеспечивающем подъезд тракторов с самовсасывающими бочками. Таким образом, полностью исключается попадание навоза на землю и загрязнение прилегающих территорий.
Более 10 лет в Кемеровской области продолжалась реконструкция свинокомплекса СПК «Чистогор-ский», которая велась без остановки производства. Все эти годы предприятие наращивало поголовье и выпуск высококачественной мясной продукции для жителей Кузбасса [6]. Заключительным аккордом модернизации СПК стал запуск уникальных биологических очистных сооружений, по своей мощности и технологическим решениям, не имеющих аналогов в России и за рубежом. Этот опыт и забота «Чистогорского» об экологии, который помог решить злободневную проблему с навозными стоками - отличный пример для других животноводческих предприятий России.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.Л. Кудряшов. Инновационная мембранная технология переработки свиного навоза //Свиноводство.-2015. - №7.
2. Кулинич О.А., Ларченко В.В. Микрозим Вэйст Трим-биотехнология очистки, обезвреживания и деодорации свиных стоков. Ж. Свиноводство, №2, 2016,,С. 38-40.
3. И.В. Ильин, генеральный директор ООО «АгроПро-ект Инвест» АПИ, 2010.
4. И.В. Правдин, генеральный директор ООО «НТЦ БИО», О.И. Коваленко, заведующий лабораторией за производством бактерийных препаратов ООО «НТЦ БИО», К.Ю. Шумаков, инженер-эколог ООО «НТЦ БИО», А.И. Смердов, директор ООО «СКХ «Яблоновский», А.М. Булгаков, главный технолог ООО «СКХ «Яблоновский» Применение микробиологического препарата «Санвит-К» на свиноводческих комплексах для купирования запахов ООО «НТЦ БИО». -июнь 2015. - №3(91).
5. Леонов М.В., Щеголева И.В. Агрономическая эффективность применения удобрений на основе навоза свиней // Эффективное животноводство.- 2016.- №8.
6. Дмитровский А. Что делать с навозными стоками? Современный подход, который поможет решить злободневную проблему. Ж. Свиноводство, № 2, 2016, С. 50-52.
