11.4 Методы утилизации животноводческих стоков

В качестве основного направления, которое в наибольшей степени предотвратило бы загрязнение окружающей среды при стойловом содержании скота на животноводческих фермах и комплексах является очистка и утилизация навозных стоков.

При этом используются следующие технологические схемы утилизации навоза:

• очистка с разделением на твердую и жидкую фракции;

• использование стоков для производства торфокомпостных смесей, которые вывозят на поля биотермического обеззараживания; (Компостирование навоза применяют для получения компостогумифицированного продукта биологического окисления, который содержит органические соединения, продукты распада, биомассу мертвых микроорганизмов и т.д. Внесение этого продукта в почву не вызывает нарушения стабильности агроэкосистем. В процессе компостирования удовлетворяется потребность в кислороде, выделяются диоксид углерода и вода, возрастает температура и органические вещества переходят в стабильную форму. При сборе навоза в бурты сохраняется часть тепла, выделяющегося при ферментации, что ускоряет процессы компостирования).

• очистка стоков с помощью прудов-накопителей и навозохранилищ;

• самоочищение и утилизация отходов в естественных водоемах;

• анаэробная переработка или сбраживание жидкого навоза, благодаря которому в нем гибнут патогенные микроорганизмы, навоз теряет неприятный запах, а семена сорных растений – всхожесть.

• Наиболее эффективное направление хозяйственного использования жидкого навоза на животноводческих фермах и комплексах мясного и молочного направления – утилизация его на полях орошения. Таким образом, правильная утилизация отходов животноводства не только общеэкологическая задача, но и неотъемлемая часть самого производства, позволяющая существенно повысить производительность.

Основными методами утилизации навозных стоков являются:

1. Создание замкнутых систем.

Для очистки животноводческих стоков в условиях гидросмыва используют биологические пруды. Жидкий навоз из свинарников по коллек­тору поступает в приемный резервуар насосной станции, откуда его перекачивают на разделительную установку. Твердую фрак­цию складируют на площадке, биотермически обеззараживают и используют в качестве органических удобрений. Жидкую фрак­цию направляют в вертикальный отстойник для отстаивания и осветления. Осадок из отстойников обезвоживают с помощью центрифуг, биотермически обеззараживают и используют в качестве удобрения. Осветленные стоки из отстойника направляют в карантинные емкости для шестисуточного вы­держивания.

В пруде-накопителе осветленные стоки выдерживают перед спуском в последующие пруды. Пруд-накопитель служит также для анаэробного сбраживания органического вещества стоков бактериями и потребления его микроорганизмами. Из пруда-накопителя частично минерализованные стоки поступают в водо­рослевый пруд, главное значение которого состоит в утилизации фитопланктоном биогенных элементов органического вещества. За счет фотосинтетической реакции происходит обогащение сто­ков кислородом, что приводит к распаду органического вещества, освобождению биогенных и накоплению планктонных водорос­лей (фитопланктон — совокупность организмов, обитающих в воде и пассивно переносимых водным течением). Из водорослевого пруда стоки поступают в рачковый пруд. При наличии богатого питательного субстрата происходит массовое развитие рачков, а также червей и личинок насекомых.

Далее стоки, содержащие зообиомассу и биомассу фитопланк­тона, поступают в рыбоводный пруд. Энергетические потребности и рост рыбы обеспечиваются за счет использования его биомассы. Такая технология обработки стоков обеспечивает дегельминтиза­цию жидкой фракции до поступления ее в рыбоводный пруд. Очищенные в рыбоводно-биологических прудах стоки могут использоваться на полях орошения или в оборотной системе водо­снабжения комплекса (для гидроудаления навоза).

Несмотря на достаточно хорошую очистку, эта технология имеет ряд недостатков. Биологические пруды в зим­ний период замерзают и добиться очистки стоков невозможно. Не решены также вопросы очистки биологических прудов в процессе их эксплуатации, требуются отчуждение больших площадей (до 70 га) и большие капитальные вложения.

2. Фундаментальной основой решения экологической проблемы на свиноводческих комплексах может быть технология перера­ботки жидкого навоза в концентрированные твердые органичес­кие удобрения и оборотную воду.

Предлагаемая технологическая линия предназначена для переработки свиноводческих стоков любой влажности. Основными сооружениями являются: осветли­тель со взвешенным слоем осадка; зернистые фильтры; электродиализная установка; центрифуга для обезвоживания твердой фракции и хранилища для твердой фракции и жидких отходов, используемых в качестве удобрения.

Такие очистные сооружения являются экологически безопас­ными, используются в течение всего года, не требуют больших площадей, обеспечивают более эффективную очистку по сравне­нию с биопрудами, отпадает необходимость в полях орошения для утилизации жидкой фракции стоков, расход энергии не пре­вышает 1 кВт/т экскрементов.

Таким образом, в сутки на свинокомплексе на 54 тыс. голов в результате переработки навоза получают 40-50 т высокока­чественных твердых органических удобрений с концентрацией питательных веществ, превышающих их концентрацию в экс­крементах более чем в 4 раза, и 188 т воды, пригодной для по­вторного использования на технологические нужды.

3. Технология с использованием биогазовой установки заключается в следующем: жидкий навоз влажностью 91—93 %, предварительно подогретый, подает­ся в биоэнергетическую установку (БЭУ), где осуществляется его анаэробное сбраживание в термофильном режиме при +53...+55 °С, в результате которого из 1 т сухого органического вещества мо­жет быть получено 400-600 м³ биогаза теплотворной способностью 20-26 МДж/м³. (луч­шие образцы биоэнергетических установок потребляют 10 % энергии вырабатываемого биогаза).

Часть тепловой энергии может быть использована на другие энергетические нужды свинокомплекса (отопление, выра­ботка электроэнергии, подогрев технологической воды).

4. Вермикультура или производство биогумуса.

Биогумус является продуктом жизнедеятельности дождевых червей (вермикультура). Черви красного калифорнийского гибрида - это искусственно выведенная популяция червя, которая отличается повышенной продолжительностью жизни, плодовитостью, способностью перерабатывать большие объемы органики в короткие сроки. Полученный биогумус оказывает многостороннее положительное действие на агрохимические, физико-химические и биологические характеристики почв.

В биогумусе аккумулировано большое количество макро- и микроэлементов, непосредственно усваиваемых растениями, имеются ростовые вещества, витамины, антибиотики, 18 аминокислот и полезная микрофлора. Биогумус можно использовать для всех сельскохозяйственных культур. Кроме того, черви пригодны в живом и вареном виде для скармливания свиньям, птице, прудовой рыбе, КРС, для приготовления кормовой муки. Широкое развитие вермикультуры позволит без существенных затрат перерабатывать все органические отходы села, поселков и городов в биогумус, очистить окружающую среду путем замены биогумусом химических удобрений, производить чистую, не содержащую нитратов сельскохозяйственную продукцию, оживить заболевшие почвы, восстановить их плодородие, очистить от вредных веществ, а также производить высокоценный кормовой белок.