Способы утилизации отходов птицеводства

ЧТО ДЕЛАТЬ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ОТХОДАМИ ПТИЦЕВОДСТВА И ЖИВОТНОВОДСТВА?

Гарзанов А.Л, Дорофеева О.А. (ООО «АГК ЭКОЛОГИЯ»)

Менее чем через год заканчивается мораторий на неналоговые (в том числе экологические) платежи. Сроки внедрения наилучших доступных технологий (НДТ) также переноситься больше не будут. Об этом в декабре 2017 г. на экологическом форуме говорили чиновники правительства, это подтвердил 1 марта 2018 г. Президент в своем ежегодном послании к Федеральному Собранию.

Это означает, что собственники и администрация промышленных предприятий уже должны дать задание своему техническому персоналу собрать и изучить предложения в области утилизации отходов производства и очистки стоков, получить пакет технико-коммерческих предложений, ознакомиться с составом и показателями оборудования, объемом предлагаемых услуг, сравнить их стоимость. Но как выбрать из всех предложений – лучшее? Как защититься от лишних трат, на что обращать внимание?

В принципе, ничего необычного: алгоритм действий вполне определен и логичен, как в быту, так и в промышленности: собираем предложения, сравниваем цены, технические характеристики, анализируем отзывы и выбираем лучшее.

Но при выборе технологии утилизации отходов птицеводства и свиноводства этот алгоритм, отлично работающий на бытовом уровне, дает сбои, хотя речь идёт о несопоставимых рисках и затратах.

Собственники сельскохозяйственных предприятий к новым технологиям утилизации отходов птицеводства/животноводства относятся с опаской, поскольку работают в рискованной предпринимательской зоне. Поэтому аграрии во всем мире имеют широкий спектр дотаций и льгот. Отечественные аграрии и животноводы тоже получают льготные кредиты, применяют лизинговые схемы, поэтому им доступны дорогостоящая техника и технологии, широко распространенные в других странах. Но они не всегда эффективны в России.

Органические отходы (помёт, навоз), образующиеся при интенсивном разведении птицы и свиней, при размещении на полигонах и в лагунах отравляют почву, поверхностные и подземные воды, загрязняют атмосферу. Но по большому счету пока они не создают проблем для самих производителей: перед ними стояла задача накормить страну, а проблемы экологии отодвигались на второй план. На сегодняшний день задача обеспечения страны мясом практически выполнена. Пришла пора приступать к выбору и реализации эффективных технологий утилизации помёта и навоза, которые комплексно решили бы задачу как защиты среды обитания, так и получения из отходов востребованного продукта.

Известны различные промышленные методы утилизации помета и навоза. К ним относятся выдерживание в лагунах и компостирование в буртах, биогазовые технологии, вермикультивирование, пиролиз, производство гранулированных органических удобрений и прямое сжигание с выработкой тепла, пара, электроэнергии.

Обзор способов утилизации отходов птицеводства/животноводства

В России сегодня ежегодно производится до 20 млн. т помета и более 50 млн. т навоза.

Не будем касаться таких широко распространенных способов их утилизации, как выдержка в лагунах и компостирования. Они хорошо известны и применяются повсеместно распространены. Они подробно описаны в отраслевых инженерно-технических справочниках наилучших доступных технологий (ИТС НДТ) и методических рекомендациях Минсельхоза /1/. Но эти технологии трудно назвать наилучшими, поскольку они требуют больших площадей, в процессе длительной выдержки (не менее 2-3, а по рекомендациям /1/ – до 12 месяцев), отравляют почву, поверхностные и подземные воды, загрязняют атмосферу, что нарушает гарантированное Конституцией качество жизни граждан, проживающих в зонах интенсивного животноводства и птицеводства.

Помимо общеизвестных, существуют альтернативные технологии, по ряду причин не нашедших широкого применения в России.

В первую очередь, это биогазовые технологии . Выработка биогаза из отходов животноводства и птицеводства даже в наиболее экономически развитых странах всегда дотируется государством (дешевые кредиты от 0 до 3% годовых, «зелёные» тарифы и т.п.). В России эта технология не нашла широкого применения главным образом по двум основным причинам:

низкой экономической эффективности в отсутствие государственных дотаций в виде «зелёных» тарифов;

нерешённости проблемы с утилизацией жидких отходов после метантенков.

Вырабатываемая на биогазе электроэнергия без «зелёного» тарифа неконкурентоспособна даже в странах западной Европы. Так, по данным FNR (Агентство по возобновляемым ресурсам), Германия прекратила дотации на производство электроэнергии в биогазовых установках, назвав это «перекладыванием денег из одного кармана в другой».

Кроме того, после выработки биогаза объем жидкого органического остатка равен или больше объема исходного сырья. Его применение в качестве жидкого органического удобрения требует, во-первых, наличия достаточного количества сельскохозяйственных угодий, что при определенной мощности просто невозможно. Во-вторых, удобрения в нашей климатической зоне вносятся максимум два раза в год. Для хранения жидкого остатка нужны большие лагуны, которые одновременно являются источником интенсивного загрязнения окружающей среды. Очистка этого остатка в очистных сооружениях увеличивает общие капитальные затраты в 1,5-2 раза.

Наконец, процессы получения биогаза как при мезофильном (33-35 ° С), так и при термофильном (52-55 ° С) режимах анаэробного метанового сбраживания имеют жесткие ограничения по температурному режиму и эффективны лишь в соответствующих климатических зонах. При отрицательной изотерме января (зима в России – полгода) постоянное поддержание требуемой температуры – весьма затратная задача, требующая во многих случаях львиной доли произведённого биотоплива. В целом в условиях России биогазовые технологии даже в самых оптимальных условиях окупаются не ранее, чем через 10-15 лет.

Пиролиз – термохимический процесс разложения органических отходов, происходящий без доступа кислорода при высоких температурах. Он протекает либо в низкотемпературном (до 900°С), либо в высокотемпературном (свыше 900°С) режимах. Получаемый пиролизный газ имеет меньшую энергетическую ценность (900-1100 ккал/нм 3 ), чем высушенный навоз или подстилочный помёт с W =30-40% (2500 ккал/кг). Существующие в России пиролизные установки работают в основном на древесных отходах, имеют малую тепловую мощность (до 1 МВт), достаточно сложны и требовательны в эксплуатации. Поэтому они не могут решить задачи крупнотоннажной переработки органических отходов.

Вермикультивирование — это технология получения компоста (биогумуса) с помощью популяций дождевых (навозных) червей. Это длительный процесс, требующий значительных отапливаемых площадей, сопоставимых с площадями для хранения органических отходов. Низкие температуры в зимнее время года способны погубить популяцию. Очевидно, что технология, в качестве основного элемента применяющая живых существ, по определению будет более длительной и затратной, чем другие. Она имеет свои локальные ниши, но неприменима для переработки промышленных объемов органических отходов.

Наиболее эффективной технологией утилизации помета и навоза является достаточно простая, надежная и распространённая в мире технология производства гранулированных органических и органоминеральных удобрений /2/. Из 1 тонны высоковлажного сырья с W =70% (клеточный помет или сепарированный навоз) производится 0,5 т удобрений, а из 1 тонны сырья с более низким уровнем влажности с W =40% (подстилочные помет и навоз) – до 0,7 т удобрений. По этой технологии можно получить гранулированные как органические, так и органоминеральные удобрения с заранее заданными формой, размерами и содержанием основных питательных веществ ( NPK ). Питательная ценность и состав продукта для конкретных культур регулируется смешением сухой органики с минеральными добавками.

Гранулированные органические и органоминеральные удобрения содержат в концентрированном виде весь набор необходимых питательных веществ ( NPK ) и микроэлементов в легкодоступной для растений форме. В них отсутствуют патогенная микрофлора, семена сорняков, возбудители заболеваний. Они универсальны и применимы на любых почвах для любых сельскохозяйственных культур, имеют длительный срок хранения (не менее 3 лет) и обладают кумулятивным действием. Применение этих удобрений, произведённых из своего же сырья, на собственных сельхозугодиях, не требует их сертификации. Удельные капитальные затраты на переработку 1 т в сутки сырья составляют от 1,0 до 0,8 млн. руб., снижаясь с увеличением мощности производства. Себестоимость гранулированных органических удобрений составляет от 3 до 4,5 тыс. руб./т, также снижаясь с увеличением мощности производства.

Стоимость гранулированных органических удобрений в России составляет от 7 до 8 тыс. руб./т, а на мировых рынках – от 120 до 150 €/т. При производстве гранулированных органоминеральных удобрений с NPK ≥8:8:8 их себестоимость возрастает до 8-9 тыс. руб./т при их стоимости на внутреннем рынке от 15 до 30 тыс. руб./т (в мелкой упаковке – до 70 руб./кг).

Гранулированные органические и органоминеральные удобрения востребованы как на внутреннем, так и на международном рынках. Это в первую очередь связано с деградацией почв при интенсивном растениеводстве. Минеральные удобрения лишь на 25-30% компенсируют вынос питательных веществ из почвы растениями. Поддержание плодородия почв без органики невозможно. А это уже вопрос продовольственной безопасности страны. Только в России потенциальный объем внутреннего рынка составляет не менее 10 млн. т в год. Но отечественный рынок органических удобрений развит крайне слабо. Его объём менее 2% объёма внутреннего рынка минеральных удобрений. Мировой же рынок органических удобрений растет динамично – до 10% в год. По прогнозам к 2020 году его объем достигнет 10-12 млн.т в год. По нашим сведениям, внешним потребителям требуются крупнотоннажные поставки органических гранулированных удобрений в размере от двух до двадцати тысяч тонн в месяц. Так Индия и Китай готовы приобретать до 5 млн. т в год гранулированных удобрений, страны Юго-Восточной Азии — до 2 млн. т в год; Иран, Египет, ОАЭ – до 1 млн. т в год.

Имеющиеся сырьевые ресурсы позволяют России в полной мере удовлетворить потребность в органических удобрениях не только отечественного сельского хозяйства, но и её партнеров по евразийскому сотрудничеству. Экспорт органических и органоминеральных удобрений может стать серьёзной статьёй дохода для отечественных производителей.

Сегодня Россия интенсивно работает над созданием финансового механизма инвестиций в «зелёные» технологии и экологические проекты БРИКС. В рамках расширения евразийской интеграции рассматриваются и вопросы поставки на евразийский рынок гранулированных органических и органоминеральных удобрений.

Но для обеспечения стабильных крупнотоннажных поставок требуется фактически создать новую отрасль сельского хозяйства по производству таких удобрений. Об этом говорилось на Первой Международной Конференции по органическим биоотходам, прошедшей в Москве 15-16 февраля 2018 г. В Итоговом документе Конференции показано, что создание такой отрасли требует серьёзной государственной поддержки.

В числе первоочередных мер предложено:

ввести в Программу развития сельского хозяйства Российской Федерации на период 2018-2025 г.г плановые задания и систему управления по стимулированию производства и применения органических и органоминеральных удобрений из отходов птицеводства и животноводства;

дополнить критерий оценки качества почв «зерновой эквивалент» мероприятиями по поддержанию их плодородия — внесением органических удобрений для сохранения бездефицитного баланса гумуса;

внести производителей органических и органоминеральных удобрений в список сельхозпроизводителей, а оборудование для их производства – в список оборудования «для сельхозпереработки»;

установить льготные тарифы производителям органических удобрений на:

железнодорожные перевозки готовой продукции;

подключение к сетям (электроэнергия, природный газ);

оплату потребляемых энергоресурсов (электроэнергия, газ);

предусмотреть льготное кредитование производителей органических удобрений (не более 5% годовых на срок не менее 5 лет);

ввести налоговые «каникулы» для производителей органических удобрений на период возврата инвестиций;

для ускоренного развития внутреннего рынка органических удобрений предусмотреть компенсацию потребителям этих удобрений части затрат на приобретение и моторного топлива для их внесения.

Безотходная утилизация отходов III класса опасности и восстановление природной среды обитания в регионах их образования принесут дополнительный экономический и экологический эффект.

Создание такой отрасли может стать драйвером развития отдалённых территорий, источником создания более 100 тысяч новых рабочих мест. Она должна стать новым экономически выгодным направлением международного евроазиатского сотрудничества и способна удовлетворить мировую потребность в органических удобрениях, и в первую очередь, партнеров России по ЕАС (Китай, Индия, Иран, страны ЮВА и др.).

Органические удобрения из помета: возможности и перспективы /«Птицеводство», 2018 г. №2, с. 48-51.

Источник

Переработка отходов животноводства и птицеводства

Отходы промышленного животноводства и особенно птицеводства сильно загрязняют окружающую среду. Во многих странах действуют общегосударственные и региональные программы по уменьшению отрицательного давления этих отходов на экологию.

В. Лысенко (ВНИТИП) считает, что птицефабрика на 400 тыс. несушек получает в год такое количество помета, что при разложении его выделяется около 700 т биогаза, в том числе 450 т метана (65%), 208 т углекислого газа (30%), 35 т водорода, индола, скатола, сероводорода, аммиака и других соединений (5%). Ущерб экосистеме от такого выброса оценивается в 440 млн руб., поэтому как никогда актуален поиск альтернативных методов утилизации отходов и сегодня предложены следующие способы: вывоз на поля нативного помета, навоза или стоков, компостирование, переработка навоза и помета на корм, применение биоэнергетических методов и новых технологий утилизации помета, создание рыбоводно-биологических прудов и др.

Вывоз на поля

В старину, при экстенсивном ведении хозяйства, коров с небольшими удоями содержали прежде всего для получения навоза. Концентрация скота на единицу земельных угодий была очень низкой. Навоз накапливали около фермы или вывозили на поля, где он постепенно превращался в перегной.

Сегодня при таком способе внесения возникает ряд проблем. Во-первых, перевозка громадного количества стоков (содержание сухого вещества 2-5%) требует немалых средств, во-вторых, почва, подземные и поверхностные воды заражаются инвазионными, инфекционными и токсическими элементами, в)третьих, это ведет к накоплению нитратов, меди и цинка в зерне, траве и водных источниках. В связи с этим в некоторых штатах США, например, запретили применение нативного птичьего помета в качестве удобрения.

Компостирование

Этот метод требует специальных площадок, техники и большого количества торфа, соломы и других материалов, снижающих содержание влаги. При соблюдении технологии получают биогумус хорошего качества, однако до 30-40% питательных веществ теряется в виде газов.

Основные способы компостирования можно рассмотреть на примере куриного помета.

На площадку насыпают крошку торфа слоем 30-40 см (используют погрузчики, тракторные прицепы, разбрасыватели, автосамосвалы), поверх нее — помет (при влажности помета 75% и торфа 65% соотношение 1:1). Затем все перемешивают и с помощью бульдозера формируют бурт. Ширина компостного бурта — 3-4 м, высота — 2, длина — не менее 6-8 м. Сверху бурт укрывают торфом. В холодное время года компост хранят в течение двух, в теплое — одного месяца.

Смеситель СА)100 для приготовления компостов разработан Украинским НИИМиЭ сельского хозяйства. Технология предусматривает цикличное смешивание на наклонной плоскости бурта торфа с полужидким пометом, что обеспечивает равномерный биотермический процесс. Этот способ позволяет в 2-3 раза уменьшить сроки компостирования, надежно обеззаразить удобрение и максимально снизить активность семян сорняков.

Для получения по американской технологии препарата Фермвей в кирпичное здание загружают предварительно приготовленную на площадке с твердым покрытием торфопометную смесь (1:1). После загрузки массу специально обдувают, что вызывает бурное развитие термомезофильных бактерий. Процесс длится 5-7 дней.

Для улучшения товарных качеств продукта его дорабатывают на дезинтеграторе, дозаторе, стерилизаторе-обезвоживателе, грануляторе. В технологической линии есть приборы контроля температуры, влажности и содержания кислорода в воздушной среде аэрации. Фермвей используют в США как органическое удобрение, подстилку для животных и птицы, а также включают в рационы бычков на откорме.

Ускоряют переработку помета штаммы бактерий или грибков под общим названием «эффективные микроорганизмы».

В личных и приусадебных хозяйствах большим спросом пользуется высушенный куриный помет (пудрет). Стоимость полукилограммовых пакетов достигает 18 руб.

Удельная масса помета обратно пропорциональна содержанию сухого вещества. В клетках помет более влажный.

Помет в качестве корма

Поскольку около 40% питательных веществ корма не переваривается и выделяется с пометом, возникла идея использовать его для кормления животных и птицы. При высоких температурах куриный помет обеззараживали, удаляли из него перо, пух и семена сорняков. Полученный продукт, содержащий 20-30% сырого протеина, в смеси с комбикормом давали бычкам. При замене 33 и 50% концентратов пудретом получали суточные привесы 870-896 г.

В Англии птичий помет ферментируют, обрабатывают муравьиной кислотой и с добавками мелассы скармливают бычкам. У фирмы «ДеЛаваль» есть более 30 вариантов биологического обеззараживания навоза. По одной из технологий навоз направляют скребками и транспортером в центрифугу, где до 95% взвешенных частиц отделяют от влаги. Твердую фракцию с 36% сухого вещества выдерживают 3 месяца в специальном хранилище, потом гранулируют и дают скоту вместе с силосом.

Применяют навоз для приготовления специальных силосов — вестлажа и навосажа. В США, например, делают следующие смеси: 57% коровьего навоза и 43% сена; 42% дробленой кукурузы, 12% кукурузного силоса и 40% свиного навоза. При откорме бычков используют около 0,5 млн т мочевины, которую частично заменяют птичьим пометом как в чистом виде, так и с опилками. Овцы и козы охотно поедают вестлаж из 40% навоза крупного рогатого скота, 12% сенной резки и 12% дробленой кукурузы. Жидкую фракцию навоза в аэротенках микробиологическим методом превращают в белок одноклеточных, который оседает в виде активного ила.

В Молдавии свиной навоз влажностью 80-85% подвергали кислотному гидролизу. Твердая фракция (лигнин) шла на удобрение, а жидкая — для получения кормовых дрожжей. Технология их культивирования несложная, но культуральная жидкость содержит большое количество хлоридов и сульфатов, от которых трудно избавиться. Гидробаротермический метод требует больших энергетических затрат и дорогостоящего оборудования из нержавеющей стали, и это делает его нерентабельным.

В Канаде для подготовки к скармливанию навоз предварительно смешивают с соломой, потом засевают спорами грибов. В результате получают высокобелковый корм, пригодный в пищу не только жвачным, но и моногастричным животным. В последнее время, чтобы уменьшить выделение азота и фосфора, применяют ферменты, повышающие переваримость и усвоение питательных веществ.

Добавка фермента с фитазой на каждые 100 кг сухого вещества дает дополнительно 2,85 кг питательных веществ, 2,81 кг сырого протеина и на 1000 ккал — 14,6 ккал, соответственно снижая их поступление во внешнюю среду.

В Европе, чтобы сократить выделение аммиака, азота и фосфора и улучшить переваримость кормов, используют кристаллические аминокислоты. При более тщательном расчете рационов по доступным и синтетическим аминокислотам можно на откорме свиней убавить долю сырого протеина в комбикорме с 17,6 до 14,5%. При выращивании подсвинков с 25 до 55 кг было сэкономлено 2,2 кг сырого протеина на каждом поросенке и на 350 уменьшено количество выделяемого аммиака. Рост качества кормов и замена антибиотиков, например маннонолигосахарозой, также повышает переваримость кормов и усвояемость аминокислот.

Добавка в корм экстракта из юкки (де-одоразы) увеличивает привесы свиней на 9,4%. Подобные результаты бы ли получены и на несушках.

Биоэнергетическиеметоды утилизации

Такие методы решают сразу несколько задач: сбора и переработки отходов птицефабрик с улавливанием и нейтрализацией вредоносных биогазов, получение экологически чистых удобрений, а также метана для мини-ТЭЦ, газообразного топлива для автотракторной техники, обеспечения работы бесфреонового охладителя, производства «сухого» льда, соды и т.д.

В Европе в 1998 г. Насчитывалось более 800 (в том числе 24 крупных) биоэнергетических установок, работающих на навозе и помете. В Китае, Индии и других странах Азии их свыше 3 млн.

Применение технологии сдерживается из)за отсутствия инвестиций, а так же базовых конструкций.

Новые технологии

В Англии и США отходы птицеводства, в том числе и подстилку, используют в качестве экологически чистого топлива для обогрева помещений и получения электричества.

С целью защиты окружающей среды, особенно водоемов, от избыточного азота, фосфора и калия в некоторых штатах США запретили удобрять почвы птичьим пометом. В связи с этим предложен способ превращения его активированный уголь, применяемый в качестве адсорбента для очистки воды в фермерских хозяйствах, особенно в районах с неблагоприятной экологией.

В американских штатах с наибольшей концентрацией птицы (Мэриленд, Делавэр и Вирджиния) в 2001 г. в 600 птичниках было выращено около 540 млн бройлеров, от которых получено примерно 0,5-1,2 млн подстилки. Почти 95 тыс. т ее было переработано в топливные пеллеты, что значительно снизило в них влажность и уничтожило различные патогены, например сальмонеллу и Е. coli. Отходящие газы разрушаются при температуре около 900 °С.

Технология термический деполимеризации (TDP) позволяет из углеводородных и органических отходов животноводства получать газообразное, жидкое и твердое топливо, некоторые химикаты и удобрения. Так можно утилизировать остатки кормов, помет, навоз, подстилку, стоки и павших животных и птицу. Первая стадия проходит при 250-350 °С, вторая — при 500-700 °С. Пилотная установка TDP производительностью 7 т/день была пущена в США в 1999 г., коммерческая на 40 т/день — в 2002 г. Получаемые масла аналогичны дизельному топливу с 8-20 углеродными атомами, насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами с 16-18 углеродными атомами. Твердые удобрения подобны апатитам, жидкие содержат 25-28% сульфата аммония.

В штате Вирджиния 65 тыс. т помета с подстилкой превращают в пеллетированные туки под торговой маркой «Гармони». Это прекрасное удобрение, в котором снижена подвижность азота и изменено в лучшую сторону соотношение N:P.

Отечественной фирмой «Корина» разработана баротермовзрывная технология переработки помета. По мнению авторов разработки, это положительно повлияет на окружающую среду, даст возможность получать органоминеральные премиксы и кормовые добавки. Однако необходимы устранение шумовых эффектов при выстреле кавитационных пушек и исследование безвредности соединений при разложении дурнопахнущих веществ.

Вермикультура

Использование калифорнийского или иной селекции червя (например, старателя» в России) получило широкое распространение в США, Канаде, Англии, Японии, Италии. При этом преследуется три цели: утилизация отходов, получение кормового белка и повышение плодородия почвы.

Биомаса червей — отличный белковый корм для птицы и свиней, способный, однако, аккумулировать соли тяжелых металлов, действуя как биологический «насос». Есть предложение использовать биомассу для приготовления микробиологических сред.

Некоторые ученые Китая и Японии считают биомассу червей пригодной для питания людей.

Рыбоводно-биологические пруды

Все более острой становится проблема чистой воды (рек, озер, подземных источников). Естественная система самоочистки, под которой подразумевается включение загрязняющих компонентов в общий круговорот веществ с выводом их в виде полезной продукции, не успевает с этим справляться.

Разработанная в ВИЖ четырехкаскадная система рыбоводно-биологических прудов позволяет получать на заключительном этапе очищенную техническую воду и рыбу (с гектара нагульных прудов в 10-20 раз больше полноценно белка, чем с гектара пастбища для от корма скота).

Навозные или пометные стоки направляют в пруды-накопители (первая ступень), выполняющие роль отстойников, твердая фракция из которых применяется в качестве удобрения, жидкая под воздействием специально подобранных микроводорослей зоопланктона проходит первый этап очистки. В следующем пруду различные виды водорослей (хлорелла, спирулина, ряска и т.д.) продолжают очищать стоки и насыщать их кислородом. Во второй половине лета избыток ряски удаляют и добавляют ее в корм животным и птице. Специально подобранный комплекс водорослей и зоопланктона, функционирующих при разных температурах и устойчивых к поеданию друг друга, повышает управляемость системы.

Водоросли второго пруда в третьем (рачковом) служат пищей для зоопланктона (разнообразных насекомых, червей, рачков), поступающего для кормления мальков рыб четвертого пруда. За лето мальки вырастают в 100 раз и достигают 25-30 г, становясь велико лепным рыбопосадочным материалом. При использовании последнего, четвертого, каскада для совместного на гула карпа и толстолобика (первый поедает зоопланктон, второй — растительность) продуктивность может достигать 60-100 ц рыбы с гектара водной поверхности.

Еще больший экономический эффект дает одновременное разведение рыбы и водоплавающей птицы (уток, гусей). Через 2-3 года после эксплуатации прудов и спуска воды на удобренном иловыми отложениями дне получают высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Если пруды-накопители капитальные, то последующие три ступени могут создаваться по типу рисовых чеков с применением переносных щитов, шлангов. Биоинженерные сооружения типа биоплато или ботанической площадки высшей водной растительностью, тростником, рогозом или многолетними травами довершают степень очистки.

Для комплекса на 108 тыс. свиней требуется 108 га земли, из них 25 га — под пруды-накопители. Для остальных каскадов пригодны бросовые земли.

Использование личинок мух

Личинки мух, выращенные на органических отходах, обладают потрясающей энергией роста, их масса увеличивается в течение недели в 300-500 раз. Учеными подсчитано, что биомасса от пары мух и их потомства при полной реализации генетического потенциала в конце года составит более 87 т, то есть будет равна весу шести слонов.

ВИЖ совместно с рядом других научных учреждений разработал экологически чистую технологию утилизации нативных органических отходов свиноводства и птицеводства с помощью личинок домашней мухи (Musca do-mestica L.). Через 5-6 суток из 1 т нативного навоза или птичьего помета получают 60-100 кг биомассы личинок мух и 640-700 кг биогумуса. Биомасса личинок комнатной мухи — полноценный белковый корм для свиней, телят, птицы, пушных зверей, рыб. В нем содержится 48-52% протеина, 7-14% жира, 7-10% клетчатки, 7% БЭВ, 11-17% золы, а также биологически активные вещества (витамины, экдизон и т.д.).

Высокая эффективность использования нативных личинок объясняется хорошим усвоением питательных веществ, так как к полостному, мембранному и внутриклеточному механизмам переваримости добавляется так называемый индуцированный аутолиз (совместное переваривание пищи ферментами «хозяина» и «жертвы» в желудочно-кишечном тракте первого).

Из личинок, куколок и самих мух можно получать высококачественный хитин и его производные, в частности хитозан, применяющийся в медицинской, фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности. Японские и американские ученые считают хитозан полимером будущего. В животноводстве он на 10-15% повышает резистентность поросят к инфекционным заболеваниям, на 20-40 г в сутки увеличивает привесы подсвинков на откорме.

Использование для лечебно-профилактических целей выращенных на комбикорме личинок комнатной мухи и препаратов на их основе освоено в КНР при участии сотрудников ВИЖ. Водка, настоянная на личинках, обладает стимулирующим действием. Косметический крем с добавлением личиночной массы эффективно устраняет морщины, омолаживает кожу. Прошел всестороннюю проверку активный порошок из личинок мух У Гу Чун; он рекомендуется детям и старикам в качестве пищевой добавки, обладающей бактерицидными свойствами, повышающей иммунитет, улучшающей аппетит и жизнедеятельность, восстанавливающей силы, снижающей усталость, усиливающей эффективность лечения после операции.

Биогумус, полученный после переработки экскрементов личинками мух, — высокоэффективное органическое удобрение. Урожайность сельскохозяйственных культур при его применении увеличивается в 1,2-1,5 раза, при этом нематоды и другие вредители погибают.

Установлено действие различных доз биогумуса на микробиологическую активность почв при выращивании яровой пшеницы. Биогумус имеет слабощелочную реакцию (рН 7,4-7,8) при содержании общего азота от 0,84 до 1,22%, фосфора — от 0,69 до 0,99, калия — от 0,9 до 1,17% и подвижного аммония — 232-347 мг/% вещества. В 1 г биогумуса выявлено 378 млн бактерий аммонификаторов и 251 тыс. целлюлозоразлагающих бактерий, которые минерализируют органические вещества. В экспериментах, где использовали биогумус, количество микроорганизмов в почве было значительно выше, чем в контроле. Наибольшее число аммонифицирующих бактерий достигается при внесении 10 т/га биогумуса, при этом нитратов в почве оказалось меньше, чем аммония. По мере роста яровой пшеницы вплоть до уборки урожая в почве возрастает число нитрофицирующих микроорганизмов на участках с биогумусом. Там же отмечена активизация биологической ассимиляции атмосферного азота азотобактером. Содержание целлюлозоразрушающих бактерий в почве увеличивается до фазы кущения яровой пшеницы. Больше всего этих бактерий было на участках с биогумусом.

Внесение биогумуса в почву ускоряет минерализацию фосфорорганических соединений в результате действия специфических микроорганизмов. С увеличением норм с 10 до 30 т/га повышается концентрация фосфороразрушающих бактерий. Содержание фосфорной кислоты в почве зависит от числа микроорганизмов, разлагающих органические и минеральные соединения фосфора.

Использование биогумуса в качестве удобрения влияет на интенсивный рост микрофлоры, ускоряющей накопление подвижных форм питательных веществ, необходимых для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Разработаны способы стерилизации нативных личинок. Как и на муку из сухих личинок, есть технические условия, разрешение на применение.

Барабанная сушилка с температурой воздушного потока 120-140 °С максимально сохраняет питательную ценность биомассы личинок мух и дает продукт, отвечающий утвержденным ветеринарно-санитарным требованиям к кормам животного происхождения.

Стратегическое сырье

К отходам и прежде всего к помету надо относиться как к ценному стратегическому сырью для восстановления плодородия земель, повышения урожайности культур, получения пищевого (рыбы) и кормового (водоросли, зоопланктон, черви и личинки) белка.

«Эффективные микроорганизмы» ускоряют процесс биологического разложения органических веществ, при котором до 50% их превращается в газы. Это старая система компостирования навоза, только ускоренными темпами. Биогаз удобен для получения биогумуса и горючего при автономном ведении личного хозяйства, но требует капвложений и доработки технологии.

Использование рыболовно-биологических прудов под силу лишь крупным предприятиям. Замкнутая экологическая система незаменима при утилизации жидких отходов: органическое вещество по пищевым цепям живых организмов аккумулируется биомассой водорослей, ракообразных и рыб. Стоки полностью обезвреживаются от органического вещества и патогенных факторов и включаются в повторный «водоворот». Твердая фаза отстойников после биотермического обеззараживания на специальных площадках превращается в биогумус.

При комплексной утилизации твердофазных отходов с использованием личинок экономический эффект максимальный, потому что процесс этот — кратковременный, производство экологически чистое и безотходное, а продукция имеет многостороннее применение.

Лев ЭРНСТ,
академик РАСХН,
Феликс ЗЛОЧЕВСКИЙ, Геннадий ЕРАСТОВ,
кандидаты сельскохозяйственных наук ВИЖ.
«Животноводство России» май 2004 г.

Источник