Переробка відходів тваринництва і птахівництва
Відходи промислового тваринництва і особливо птахівництва сильно забруднюють навколишнє середовище. У багатьох країнах діють загальнодержавні і регіональні програми щодо зменшення негативного тиску цих відходів на екологію.
В. Лисенко (ВНИТИП) вважає, що птахофабрика на 400 тис. Несучок отримує в рік таку кількість посліду, що при розкладанні його виділяється близько 700 т біогазу, в тому числі 450 т метану (65%), 208 т вуглекислого газу (30% ), 35 т водню, індолу, скатол, сірководню, аміаку та інших з'єднань (5%). Шкоди екосистемі від такого викиду оцінюється в 440 млн руб. тому як ніколи актуальний пошук альтернативних методів утилізації відходів і сьогодні запропоновані наступні способи: вивезення на поля нативного посліду, гною або стоків, компостування, переробка гною і посліду на корм, застосування біоенергетичних методів і нових технологій утилізації посліду, створення рибоводно-біологічних ставків і ін .
Вивіз на поля
За старих часів, при екстенсивному господарюванні, корів з невеликими удоями містили насамперед для отримання гною. Концентрація худоби на одиницю земельних угідь була дуже низькою. Гній накопичували близько ферми або вивозили на поля, де він поступово перетворювався в перегній.
компостування
Основні способи компостування можна розглянути на прикладі курячого посліду.
На майданчик насипають крихту торфу шаром 30-40 см (використовують навантажувачі, тракторні причепи, розкидачі, автосамоскиди), поверх неї - послід (при вологості посліду 75% і торфу 65% співвідношення 1: 1). Потім все перемішують і за допомогою бульдозера формують бурт. Ширина компостного бурту - 3-4 м, висота - 2, довжина - не менше 6-8 м. Зверху бурт укривають торфом. У холодну пору року компост зберігають протягом двох, в тепле - одного місяця.
Змішувач СА) 100 для приготування компостів розроблений Українським НІІМіЕ сільського господарства. Технологія передбачає циклічне змішування на похилій площині бурту торфу з напіврідким послідом, що забезпечує рівномірний біотермічним процес. Цей спосіб дозволяє в 2-3 рази зменшити терміни компостування, надійно знезаразити добриво і максимально знизити активність насіння бур'янів.
Для отримання за американською технологією препарату Фермвей в цегляна будівля завантажують попередньо приготовану на майданчику з твердим покриттям торфопометную суміш (1: 1). Після завантаження масу спеціально обдувають, що викликає бурхливий розвиток термомезофільних бактерій. Процес триває 5-7 днів.
Для поліпшення товарних якостей продукту його допрацьовують на дезинтеграторе, дозатор, стерилизаторе-збезводнювача, грануляторі. У технологічній лінії є прилади контролю температури, вологості і вмісту кисню в повітряному середовищі аерації. Фермвей використовують в США як органічне добриво, підстилку для тварин і птиці, а також включають в раціони бичків на відгодівлі.
Прискорюють переробку посліду штами бактерій або грибків під загальною назвою "ефективні мікроорганізми".
В особистих і присадибних господарствах великим попитом користується висушений курячий послід (пудрет). Вартість напівкілограмових пакетів досягає 18 руб.
Питома маса посліду обернено пропорційна вмісту сухої речовини. У клітинах послід більш вологий.
Послід як корм
Оскільки близько 40% поживних речовин корму не перетравлюється і виділяється з послідом, виникла ідея використовувати його для годування тварин і птиці. При високих температурах курячий послід знезаражували, видаляли з нього перо, пух і насіння бур'янів. Отриманий продукт, що містить 20-30% сирого протеїну, в суміші з комбікормом давали бичка. При заміні 33 і 50% концентратів пудрет отримували добові прирости 870-896 м
В Англії пташиний послід ферментують, обробляють мурашиної кислотою і з добавками меляси згодовують бичка. У фірми "ДеЛаваль" є понад 30 варіантів біологічного знезараження гною. За однією з технологій гній спрямовують скребками та транспортером в центрифугу, де до 95% зважених часток відокремлюють від вологи. Тверду фракцію з 36% сухої речовини витримують 3 місяці в спеціальному сховищі, потім гранулюють і дають худобі разом з силосом.
Застосовують гній для приготування спеціальних силосів - вестлажа і навосажа. У США, наприклад, роблять такі суміші: 57% коров'ячого гною і 43% сіна; 42% подрібненої кукурудзи, 12% кукурудзяного силосу і 40% свинячого гною. При відгодівлі бичків використовують близько 0,5 млн т сечовини, яку частково замінюють пташиним послідом як у чистому вигляді, так і з тирсою. Вівці і кози охоче поїдають вестлаж з 40% гною великої рогатої худоби, 12% сінної різання і 12% подрібненої кукурудзи. Рідку фракцію гною в аеротенках мікробіологічними методом перетворюють в білок одноклітинних, який осідає у вигляді активного мулу.
У Молдавії свинячий гній вологістю 80-85% піддавали кислотному гідролізу. Тверда фракція (лігнін) йшла на добриво, а рідка - для отримання кормових дріжджів. Технологія їх культивування нескладна, але культуральна рідина містить велику кількість хлоридів і сульфатів, від яких важко позбутися. Гідробаротермічна метод вимагає великих енергетичних витрат і дорогого устаткування з нержавіючої сталі, і це робить його нерентабельним.
У Канаді для підготовки до згодовування гній попередньо змішують з соломою, потім засівають спорами грибів. В результаті отримують високобілковий корм, придатний в їжу не тільки жуйних, але і моногастричних тваринам. Останнім часом, щоб зменшити виділення азоту і фосфору, застосовують ферменти, що підвищують перетравність і засвоєння поживних речовин.
Добавка ферменту з фитазой на кожні 100 кг сухої речовини дає додатково 2,85 кг поживних речовин, 2,81 кг сирого протеїну і на 1000 ккал - 14,6 ккал, відповідно знижуючи їх надходження в навколишнє середовище.
У Європі, щоб скоротити виділення аміаку, азоту і фосфору і поліпшити перетравність кормів, використовують кристалічні амінокислоти. При більш ретельному розрахунку раціонів за доступними і синтетичним амінокислотам можна на відгодівлі свиней зменшити частку сирого протеїну в комбікормі з 17,6 до 14,5%. При вирощуванні підсвинків з 25 до 55 кг було зекономлено 2,2 кг сирого протеїну на кожному поросяті і на 350 зменшено кількість виробленого аміаку. Зростання якості кормів і заміна антибіотиків, наприклад маннонолігосахарозой, також підвищує перетравність кормів і засвоюваність амінокислот.
Добавка в корм екстракту з юки (де-одорази) збільшує прирости свиней на 9,4%. Подібні результати би чи отримані і на несучках.
Біоенергетіческіеметоди утилізації
Такі методи вирішують відразу кілька завдань: збору і переробки відходів птахофабрик з улавливанием і нейтралізацією шкідливих біогазів, отримання екологічно чистих добрив, а також метану для міні-ТЕЦ, газоподібного палива для автотракторної техніки, забезпечення роботи бесфреонового охолоджувача, виробництва "сухого" льоду, соди і т.д.
Застосування технології стримується) за відсутності інвестицій, а так же базових конструкцій.
Нові технології
В Англії та США відходи птахівництва, в тому числі і підстилку, використовують в якості екологічно чистого палива для обігріву приміщень і отримання електрики.
З метою захисту навколишнього середовища, особливо водойм, від надлишкового азоту, фосфору і калію в деяких штатах США заборонили удобрювати ґрунти пташиним послідом. У зв'язку з цим запропонований спосіб перетворення його активоване вугілля, що застосовується як адсорбенту для очищення води в фермерських господарствах, особливо в районах з несприятливою екологією.
У штаті Вірджинія 65 тис. Т посліду з підстилкою перетворюють в пеллетірованние туки під торговою маркою "Гармоні". Це прекрасне добриво, в якому знижена рухливість азоту і змінено в кращу сторону співвідношення N: P.
Вермикультура
Використання каліфорнійського чи іншої селекції хробака (наприклад, старателя "в Росії) набуло широкого поширення в США, Канаді, Англії, Японії, Італії. При цьому переслідується три мети: утилізація відходів, отримання кормового білка і підвищення родючості грунту.
Біомаси черв'яків - відмінний білковий корм для птиці і свиней, здатний, однак, акумулювати солі важких металів, діючи як біологічний "насос". Є пропозиція використовувати біомасу для приготування мікробіологічних середовищ.
Деякі вчені Китаю і Японії вважають біомасу черв'яків придатною для харчування людей.
Рибоводно-біологічні ставки
Дедалі гострішою стає проблема чистої води (річок, озер, підземних джерел). Природна система самоочищення, під якою мається на увазі включення забруднюючих компонентів в загальний круговорот речовин з виведенням їх у вигляді корисної продукції, не встигає з цим справлятися.
Розроблена в ВИЖ четирехкаскадная система рибоводно-біологічних ставків дозволяє отримувати на заключному етапі очищену технічну воду і рибу (з гектара нагульних ставків в 10-20 разів більше повноцінно білка, ніж з гектара пасовища для від корму худоби).
Гнойові або пометной стоки направляють у ставки-накопичувачі (перший ступінь), які виконують роль відстійників, тверда фракція з яких застосовується в якості добрива, рідка під впливом спеціально підібраних мікроводоростей зоопланктону проходить перший етап очищення. У наступному ставку різні види водоростей (хлорела, спіруліна, ряска тощо) продовжують очищати стоки і насичувати їх киснем. У другій половині літа надлишок ряски видаляють і додають її в корм тваринам і птиці. Спеціально підібраний комплекс водоростей і зоопланктону, що функціонують при різних температурах і стійких до поїдання один одного, підвищує керованість системи.
Водорості другого ставка в третьому (Рачкову) служать їжею для зоопланктону (різноманітних комах, черв'яків, рачків), що надходить для годівлі мальків риб четвертого ставка. За літо мальки виростають в 100 разів і досягають 25-30 г, стаючи велике ліпним рибопосадкового матеріалом. При використанні останнього, четвертого, каскаду для спільного на гулу коропа і товстолоба (перший поїдає зоопланктон, другий - рослинність) продуктивність може досягати 60-100 ц риби з гектара водної поверхні.
Ще більший економічний ефект дає одночасне розведення риби і водоплавної птиці (качок, гусей). Через 2-3 роки після експлуатації ставків та спуску води на удобреному мулових відкладеннями дні отримують високі врожаї сільськогосподарських культур. Якщо ставки-накопичувачі капітальні, то наступні три ступені можуть створюватися за типом рисових чеків із застосуванням переносних щитів, шлангів. Біоінженерні споруди типу біоплато або ботанічної площадки вищою водною рослинністю, очеретом, рогозом або багаторічними травами довершують ступінь очищення.
Для комплексу на 108 тис. Свиней потрібно 108 га землі, з них 25 га - під ставки-накопичувачі. Для інших каскадів придатні непридатні землі.
Використання личинок мух
Личинки мух, вирощені на органічних відходах, мають приголомшливу енергією росту, їх маса збільшується протягом тижня в 300-500 разів. Вченими підраховано, що біомаса від пари мух і їх потомства при повній реалізації генетичного потенціалу в кінці року складе понад 87 т, тобто буде дорівнює вазі шести слонів.
ВИЖ спільно з рядом інших наукових установ розробив екологічно чисту технологію утилізації нативних органічних відходів свинарства і птахівництва за допомогою личинок домашньої мухи (Musca do-mestica L.). Через 5-6 діб з 1 т нативного гною або пташиного посліду отримують 60-100 кг біомаси личинок мух і 640-700 кг біогумусу. Біомаса личинок кімнатної мухи - повноцінний білковий корм для свиней, телят, птиці, хутрових звірів, риб. У ньому міститься 48-52% протеїну, 7-14% жиру, 7-10% клітковини, 7% МЕВ, 11-17% золи, а також біологічно активні речовини (вітаміни, екдизон і т.д.).
Висока ефективність використання нативних личинок пояснюється хорошим засвоєнням поживних речовин, так як до порожнинне, мембранний і внутрішньоклітинного механізмам переваримости додається так званий індукований аутолиз (спільне перетравлення їжі ферментами "господаря" і "жертви" в шлунково-кишковому тракті першого).
З личинок, лялечок і самих мух можна отримувати високоякісний хітин і його похідні, зокрема хітозан, що застосовується в медичній, фармацевтичній, харчовій і парфумерній промисловості. Японські і американські вчені вважають хітозан полімером майбутнього. У тваринництві він на 10-15% підвищує резистентність поросят до інфекційних захворювань, на 20-40 г на добу збільшує прирости підсвинків на відгодівлі.
Використання для лікувально-профілактичних цілей вирощених на комбікормі личинок кімнатної мухи і препаратів на їх основі освоєно в КНР за участю співробітників ВИЖ. Горілка, настояна на личинках, має стимулюючу дію. Косметичний крем з додаванням личинкової маси ефективно усуває зморшки, омолоджує шкіру. Пройшов всебічну перевірку активний порошок з личинок мух У Гу Чун; він рекомендується дітям і людям похилого віку в якості харчової добавки, що володіє бактерицидними властивостями, підвищує імунітет, поліпшує апетит і життєдіяльність, відновлює сили, знижує втому, підсилює ефективність лікування після операції.
Біогумус, отриманий після переробки екскрементів личинками мух, - високоефективне органічне добриво. Урожайність сільськогосподарських культур при його застосуванні збільшується в 1,2-1,5 рази, при цьому нематоди та інші шкідники гинуть.
Використання біогумусу в якості добрива впливає на інтенсивне зростання мікрофлори, прискорює накопичення рухомих форм поживних речовин, необхідних для підвищення врожайності сільськогосподарських культур.
Розроблено способи стерилізації нативних личинок. Як і на борошно з сухих личинок, є технічні умови, дозвіл на застосування.
Барабанна сушарка з температурою повітряного потоку 120-140 ° С максимально зберігає поживну цінність біомаси личинок мух і дає продукт, який відповідає затвердженим ветеринарно-санітарним вимогам до кормів тваринного походження.
стратегічна сировина
До відходів і перш за все до посліду треба ставитися як до коштовного стратегічній сировині для відновлення родючості земель, підвищення врожайності культур, отримання харчового (риби) і кормового (водорості, зоопланктон, черви й личинки) білка.
"Ефективні мікроорганізми" прискорюють процес біологічного розкладання органічних речовин, при якому до 50% їх перетворюється в гази. Це стара система компостування гною, тільки прискореними темпами. Біогаз зручний для отримання біогумусу і пального при автономному веденні особистого господарства, але вимагає капвкладень і доопрацювання технології.
Використання риболовно-біологічних ставків під силу лише великим підприємствам. Замкнута екологічна система незамінна при утилізації рідких відходів: органічна речовина по харчових ланцюгах живих організмів акумулюється біомасою водоростей, ракоподібних і риб. Стоки повністю знешкоджуються від органічної речовини і патогенних факторів і включаються в повторний "вир". Тверда фаза відстійників після биотермического знезараження на спеціальних майданчиках перетворюється в біогумус.
При комплексної утилізації твердофазних відходів з використанням личинок економічний ефект максимальний, тому що процес цей - короткочасний, виробництво екологічно чисте і безвідходне, а продукція має багатобічне вживання.
Лев Ернст, академік РАСГН,
Фелікс ЗЛОЧЕВСЬКИЙ, Геннадій Ераст,
кандидати сільськогосподарських наук ВИЖ.