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.
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.
К примеру, птицефабрика на 400 тыс. несушек получает в год такое количество помета, что при его разложении 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 земли от такого выброса оценивается в 440 млн. долларов ежегодно, поэтому как никогда актуален поиск альтернативных методов утилизации отходов.
Сегодня применяются следующие способы: вывоз на поля нативного помета, навоза или стоков; компостирование; переработка навоза и помета на корм; применение биоэнергетических методов и технологий утилизации помета; создание рыбоводно-биологических прудов и др., но все эти технологии не справляются с растущими объемами биологических отходов от птицефабрик и животноводческих комплексов.
И так рассмотрим имеющиеся сегодня методы переработки биологических отходов:
1) 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 загрязняющих атмосферу и вредных соединений заражающих поверхностные и подземные воды.
2) Куриный помет в качестве корма
Поскольку около 40% питательных веществ корма курицами не переваривается и выделяется с пометом, возникла идея использовать его для кормления животных и птицы. При высоких температурах куриный помет обеззараживается, из него удаляются 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. При этом методе остается неразрешенной задача утилизации выделенных отходов и самое важное что этот метод не применим к другим видам биологических отходов и отходов таких комплексов животноводства как свинарники и коровники.
Биоэнергетические методы утилизации
Такие методы решают сразу несколько задач: сбора и переработки отходов птицефабрик и животноводческих комплексов в БИОТЕНКИ 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.
Биогаз плотностью 1,2 кг/ м3 (0,93 плотности воздуха) имеет следующий состав (%): метан - 65, углекислый газ - 34, сопутствующие газы - до 1 (в том числе сероводород - до 0,1). Содержание метана может меняться в зависимости от состава субстрата и технологии в пределах 55-75 %.
Содержание воды в биогазе при 40°С - 50 г/м3; при охлаждении биогаза она конденсируется, и необходимо принимать меры к удалению конденсата (осушка газа, прокладка труб с нужным уклоном и пр.). Энергоемкость получаемого газа - 23 мДж/ м3 , или 5500 ккал/ м3 , из 1 тонны растительной биомассы, смешанной с отходами, можно получить до 350 куб. м газов (метан, водород) с энергоемкостью 2.1х106 ккал, 430 л жидкого топлива с энергоемкостью 3.08х106 ккал и твердое топливо, эквивалентное 0.2х106 ккал энергии. Таким образом, из 1 тонны такого сырья можно получить 0,1-0,4 тут, а также 0,8-0,9 тонны биомассы применяемой в виде удобрений.
Однако, применение технологии требует больших площадей для размещения биотенков и емкостей для хранения биомассы до и после ее обработки, а так же массы базовых конструкций.
Кроме того, сегодня в мире развиваются направления по использованию Биомасс для:
- Переработки подстилки в топливные паллеты;
- Использование калифорнийского или иной селекции червя в целях: утилизации отходов, получения кормового белка и повышения плодородия почвы.
- Использование каскадных прудов накопителей для поэтапной переработки и выращивания планктонов и рыбных культур. При этом есть недостаток в виде выброса газов в воздушную среду и потребности в использовании больших территорий. Так к примеру для функционирования комплекса на 108 тысяч свиней требуется 108 га земли, из них 25 га - под пруды-накопители.
- Переработка биомассы с применением Личинки мух. Выращенные на органических отходах, личинки обладают потрясающей энергией роста, их масса увеличивается в течение недели в 300-500 раз. Из личинок, куколок и самих мух можно получать высококачественный хитин и его производные, в частности хитозан, применяющийся в медицинской, фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности.
Вместе с тем, каждый из выше описанных методов обладает как рядом преимуществ, так и существенными недостатками, не позволяющими вести комплексную переработку больших объемов биологических отходов от птицефабрик и животноводческих комплексов.
ФИТО и БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОТХОДЫ - это Стратегическое сырье
К отходам и прежде всего к помету необходимо относиться как к ценному стратегическому сырью для восстановления плодородия земель, повышения урожайности культур, получения пищевого (рыбы) и кормового (водоросли, зоопланктон, черви и личинки) белка.
А вот фитобиологические отходы от объектов животноводства (коровников, свинарников) наиболее целесообразно утилизировать с применением технологии электродугового пиролиза разработанного специалистами NASI, что позволяет из обогащенных углеводородами (уголь бурый, опилки, солома) биоорганических отходов животноводства получать высококалорийный синтез газ пригодный для питания газопоршневого электрогенератора и/или переработки в газообразное и жидкое и топливо класса Евро-5 (не содержит серы), некоторые химикаты и удобрения.
Этот метод утилизации избыточных объемов фитобиологических отходов животноводства позволяет решить проблему избыточного накопления фито-биомасс и избежать экологических нарушений, а кроме того, позволяет уйти от энергетической и топливной зависимости собственно объектам животноводческих комплексов и для сопутствующей им инфраструктуры. Указанные метод и оборудование применимы для газификации бурых углей, лигнитов, опилок древесины и сельхоз культуры, отходов углеводородного сырья.
