Способы утилизации птичьего помета

Содержание

Введение

1. Свойства птичьего помета……………………………………………………..2

2. Способы утилизации птичьего помета………………………………………..4

2.1. Компостирование помета……………………………………………..5

2.1.1. Пассивное компостирование…………………………………6

2.1.2. Активное компостирование………………………………….6

2.2. Сушка помета………………………………………………………….8

2.2.1. Термическая сушка…………………………………………...8

2.2.2. Вакуумная сушка……………………………………………..9

2.3. Переработка в биогаз………………………………………………...10

4. Использование и применение помета………………………………………..11

Заключение……………………………………………………………………….15

Список использованной литературы…………………………………………...16

Введение

Птицеводство – одна из самых  скороспелых отраслей животноводства. Сельскохозяйственная птица отличается быстрыми темпами воспроизводства, интенсивным ростом, высокой продуктивностью и жизнеспособностью. Выращивание и содержание птицы требует меньших затрат живого труда и материальных средств на единицу продукции, чем в других отраслях животноводства.

Существенным преимуществом птицы  в сравнении с другими видами животных является всеядность, позволяющая широко использовать для их питания самые разнообразные корма, в том числе и различные отходы сельского хозяйства, перерабатывающей и пищевой промышленности, что способствует удешевлению производства яиц и мяса.

Населения многих стран мира, в  том числе и в России ежедневно  использует в питании куриные  яйца и мясо птицы, которые являются незаменимыми натуральными продуктами. При регулярном употреблении продукции птицеводства организм человека получает много полезных веществ. В состав яйца входит большое количества белка, полиненасыщенных жиров, холестерин, глюкоза, углеводы, витамины группы В – В6, В12 и В2, а также протеины, кальций, ферменты, железо, цинк и марганец. Белок яйца хорошо усваивается организмом. Не менее важно и полезно для человека мясо птицы – ценный диетический продукт, так как это – уникальный источник белка и важных аминокислот, витаминов, минералов и микроэлементов. Малое содержание жира, а значит и холестерина, позволяет рекомендовать мясо птицы и людям с сердечно-сосудистыми проблемами, и детям. По количеству белка мясо птицы не уступает говядине и постной свинине, при этом содержание жиров в нем значительно меньше. Белок куриного мяса содержит более 90% всех необходимых человеку аминокислот, легко усваивается и не вызывает аллергии.

В современный период развития сельского  хозяйства России существуют многочисленные проблемы, среди которых определенное место занимает выращивание и  производство продукции животноводства. Решение этих проблем лежит по направлению развития птицеводства как отрасли животноводства.

Сегодня в области птицеводства ведутся разработки принципиально новых, уникальных проектов, целой системы по производству мяса птицы на уровне мировых стандартов, строительство новых и реконструкция существующих птицекомплексов. Главная задача отрасли состоит в том, чтобы наращивая объемы производства обеспечить людей дополнительными рабочими местами и удовлетворить потребность населения, качественной, экологически безопасной продукций птицеводства. 
                                             1. Свойства птичьего помета

Помимо яиц и мяса птица производит и помет, который также используется и которому находят разное применение. Птичий помет – наиболее концентрированное и ценное органическое удобрение. В нем содержатся все основные питательные вещества, необходимые для растений, но в значительно большем количестве, чем в навозе [10]. Куры, утки, гуси, индюки и голуби поставляют ценное удобрение. По содержанию азота самый полезный – куриный помет [11]. Однако свежий куриный помет имеет вязкую, липкую консистенцию и неприятный запах. При нарушении технологии хранения куриный помет становится источником загрязнения окружающей среды по микробиологическим и паразитологическим показателям [1].

По действию на урожайность культур  питательные вещества птичьего помета почти не уступают равному количеству питательных веществ минеральных  удобрений. Однако так как питательные  вещества в курином помете находятся  в органической форме, они меньше вымываются из почвы, поступают в почву постепенно, на протяжении длительного периода, не создавая высокой концентрации солей, что повышает не только урожай, но и его качество (содержание витаминов, сахаров, белков, крахмала увеличивается, а нитраты не накапливаются).

При хранении птичьего помета  азот в нем быстро разлагается и  образуется аммиак. За 2 месяца хранения помет теряет 50 процентов азота. Для сохранения азота применяют  в птичниках торфяную подстилку  или пересыпают помет по мере накопления торфом, который впитывает влагу и поглощает аммиак [11].

Таблица 1. Химический состав птичьего помета [1].

Микроэлементный состав характеризуется следующими величинами (%):

медь 0,0025 - 0,0094;

железо 0,01 - 0,04;

цинк 0,004 - 0,056;

 марганец 0,50 - 1,00;

магний 0,019 - 0,044 [1].

С увеличением количества современных птицефабрик в России образование птичьего помета ежегодно увеличивается. На птицефабриках существует преимущественно два способа содержания птицы – подстилочный и клеточный. Для подстилки на птицефабриках используют торф, измельченную солому, труху гречихи, стержни кукурузы и другие влагоемкие материалы. В среднем в день для одной курицы требуется 10 – 15 г подстилки, для уток и гусей – 20 – 25 грам. Птичий помет, полученный на такой органической основе, наиболее ценен для земледелия.

2. Способы утилизации  птичьего помета

Утилизация отходов птицеводства в сельском хозяйстве остается серьезной  проблемой, решение которой заключается  в предотвращении и исключении загрязнения  окружающей среды, эффективном использовании  куриного помета для удобрения земельных  угодий, повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур [1]. 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 [10].

В настоящее время практически  все птицеводческие хозяйства стали  получать предписания и штрафные санкции на большие суммы от природоохранных и надзорных органов за загрязнение окружающей среды. На это у них имеются вполне обоснованные требования и претензии: несанкционированные свалки, многолетние накопления, отчуждение пахотных земель из хозяйственного оборота, образование «помётных озёр», многочисленные жалобы от жителей, постоянный зловонный запах, в жаркое время года полчища насекомых, дикой птицы и грызунов — это пространства вокруг некоторых хозяйств [2]. Вполне реально, что в самой ближайшей перспективе это может привести к экологическому бедствию, если сейчас не принять оперативных предупредительных мер по решению утилизации птичьего помета на птицефабриках. Такая тенденция вызывает серьезную тревогу санитарных врачей, специалистов птицефабрик и природоохранных органов и жителей прилегающих к птицефабрикам населенных пунктов. Для таких опасений имеются самые серьезные основания, так как от одной средней мощности птицефабрики (400 тыс. кур-несушек или 10 млн. циплят-бройлеров) ежегодно поступает соответственно 35 и 83 тыс. тонн пометной массы [4].

Таблица 2. Выход помета на птицефабриках

Из таблицы 2 видим, что с каждым годом выход помета становится больше, следовательно выход в окружающую среду тоже больше [5]. Необходимо резко изменить отношение руководителей к проблеме экологии и помёт рассматривать не как отход, а как новый источник дополнительного дохода. Реализация его заинтересованным потребителям позволит одновременно получать дополнительно финансовые средства и полностью исключить загрязнение территорий [2].

Это отношение к  помёту, как  отходу, закреплено не только  молчаливым согласием между носителями укоренившихся принципов и взглядов, но и закреплено федеральным законом. Именно в этом законе навоз и помет отнесены не просто к отходам, а к отходам соответствующего класса опасности [9].

Другим бесспорным фактом, отстаиваемым представителями отрасли, является ограничение способов утилизации помёта так называемыми биологическими методами. Именно такие методы (включая компостирование), по мнению представителей птицеводства и обслуживающих его наук, относятся к наиболее экономичным и экологически безопасным методам использования помёта. При этом приводятся масса рекомендаций для смешения помёта с различными органическими наполнителями (от торфа до опилок), что, по мнению авторов, так же позволяет экономить на затратах на утилизацию [9].

2.1. Компостирование

Вопрос переработки помета еще  не так сильно затронут в России как на Западе, но уже сейчас передовые  фермы, птицефабрики и другие производства, работающие с большим количеством твердых органических отходов, активно используют технологии и оборудование для ускоренного компостирования помета, навоза и органических отходов.

Компостированию рекомендуется подвергать все виды навоза и помета влажностью до 92% в смеси с органическими  наполнителями.

Компостирование смеси осуществляется на прифермских открытых площадках или в стационарных механизированных цехах мобильными и стационарными средствами. В теплый период года приготовление компостов можно осуществлять на специально подготовленных полевых площадках, располагаемых в районе удобряемых компостом сельскохозяйственных угодий.

Технологический процесс компостирования  навоза и помета осуществляется пассивным и активным способами [8].

2.1.1 Пассивное  компостирование.

  Это  самый простейший способ, который включает получение органических смесей  (птичий помет + птичий помет с подстилкой, птичий помет + торф, птичий помет + древесные опилки, птичий помет  +  другие  местные органические отходы). Органическая смесь формируется в штабели высотой не более 2,5 метров. Через 6- 8 месяцев хранения на полевых площадках происходит созревание этой смеси, так как в ней создаются благоприятные условия  для роста и развития  мезофильных и термофильных микроорганизмов, в результате чего и образуется компост, который пригоден для использования в земледелии.

Пассивный (традиционный) способ предусматривает  проведение технологического процесса компостирования в естественных условиях в буртах на прифермских  или полевых площадках и включает в себя:

    1. тщательное смешивание  компонентов смеси;

    2. формирование буртов;

    3. выдерживание смеси  в буртах;

    4. аэрацию и хранение готового компоста [8].

Продолжительность компостирования  навоза и помета при температуре  окружающего воздуха выше 10°С составляет 1-3 месяца. При использовании коры и опилок продолжительность процесса увеличивается в 1,5-3 раза. При снижении температуры массы в бурте до 25-30 ºС необходимо проводить аэрацию смеси путем перемешивания слоев.

В зимний период смесь следует укладывать в один сплошной штабель высотой  до 2-2,5 м. При наступлении устойчивых положительных температур смесь аэрируется и укладывается в бурты стандартных размеров [8].

2.1.2 Активное  компостирование.

Активный (ускоренный) способ переработки  навоза и помета предусматривает  проведение технологического процесса компостирования в непрерывном режиме в специальных, теплоизолированных биоферментаторах различной формы и конструктивного исполнения. Технологический процесс ускоренного компостирования протекает при непрерывной или периодической подаче воздуха в биоферментатор. Компостирование смеси происходит за 5-7 суток [8].

В результате непрерывного аэробного компостирования помет полностью перегнивает, дезинфицируется, дезодорируется и освобождается от влаги. Содержание влаги в готовом компосте обычно колеблется в пределах 30-35%, что достаточно для производства органических удобрений в гранулах. Для производства порошкообразных удобрений необходима дальнейшая просушка компоста.

Особенности технологии.

Особенностью компостирования  органических отходов является использование активных микроорганизмов, ускоряющих процесс перегнивания помета и прочих видов органических отходов. Уникальная технология непрерывного компостирования в глубоком бассейне позволяет в кратчайшие сроки перерабатывать птичий помет и другие органические отходы, наносящие вред окружающей среде. В сравнении с другими технологиями, данная технология обладает рядом особенностей и преимуществ:

1. Использование мульти-функциональных бактерий.

В ходе большого числа проведенных  опытов, были отобраны несколько видов неконфликтующих взаимо-благоприятствующих микроорганизмов. Оказывая эффективное воздействие друг на друга, данные микроорганизмы способны успешно существовать и размножаться в различных температурных режимах, являясь тем самым надежным гарантом эффективности ферментации. Необходимо всего 7-8дней для полного перегнивания и избавления от неприятного запаха куриного помета и прочих видов твердых органических отходов. Кроме того, продукты жизнедеятельности активных микроорганизмов, содержащихся в органических удобрениях, взаимодействуя с корневой системой растений, стимулируют их рост, регулируют метаболизм, повышают сопротивляемость растений к заболеваниям и температурным воздействиям [2].

2. Передовая технология. Использование  основанной на действии активных микроорганизмов технологии непрерывного компостирования в глубоком бассейне, с возможностью искусственной подачи кислорода и создания и поддержания необходимых температурных условий, позволило сократить негативное воздействие окружающей среды на процесс компостирования, сделав возможным проведение контролируемой ферментации различных видов экскрементов в течение всего года.

Для ускоренного производства компоста из птичьего помета используется следующее оборудование:

- Ворошители буртов и компостной массы

* самоходные ворошители буртов,

* гусеничные ворошители

* колесные ворошители

* прицепные

* уравляемые дистанционно или  оператором.

- Специализированная оросительная  техника для систем компостирования

- Оборудование для внесения  ферментов

- Оборудование для слежения за процессами компостирования.

2.2. Сушка помета

Система сушки птичьего помета, располагаемая  внутри здания, позволяет

оставить все питательные вещества в помете и испарить из него влагу. Кроме

этого сушка снижает неприятный запах помета, упрощает его хранение и

позволяет снизить расходы на транспортировку помета [2].

2.2.1. Термическая сушка помета

Этот способ может быть применен для птицефабрик, в которых птица  содержится в клеточных батареях, птицефабрики расположены в курортных  зонах или районах Крайнего Севера, в крупных населенных пунктах, отсутствуют источники постоянного поступления органических компонентов: торфа, опилок и др.

Термическая сушка  птичьего помета в специальных барабанных сушильных установках — наиболее эффективный способ переработки этого ценного органического удобрения. При термической сушке масса сырого птичьего помета уменьшается в 3—4 раза, а физические свойства сухого удобрения позволяют вносить его в почву практически всеми машинами, предназначенными для разбрасывания минеральных удобрений. Сушка при температуре 600—800 °С способствует уничтожению патогенных бактерий, яиц гельминтов и семян сорняков. В процессе термической обработки сырой помет превращается в сыпучее вещество влажностью 12—14%. Из 1 т его влажностью 65—70 % получается до 300—350 кг сухого продукта [4].

Термически высушенный птичий помет  не имеет неприятного запаха и  может быть затарен в бумажные или полиэтиленовые мешки. Это высококонцентрированное  органическое удобрение, в котором  содержится до 80 % органического вещества, 4—6 % N, 4—5 % Р205, 2,0— 2,5 % КгО, 5—6 % СаО. Азотистые соединения представлены главным образом белками и продуктами их распада; доля небелкового азота не превышает 10—12 % общего; рН 6,8—7,8. При термической сушке в барабанной сушилке помет подвергается грануляции с образованием до 75 % по массе гранул размером от 1 до 5 мм; пылящая фракция (менее 1 мм) составляет не более 15 %. В высушенном и затаренном в бумажные или полиэтиленовые мешки помете во время хранения практически полностью сохраняются органическое вещество и азот при условии, если влажность помета не превышает 25 [4].

О положительной роли сухого птичьего помета под различные сельскохозяйственные культуры в нашей стране свидетельствуют результаты многих исследований. Было установлено, что он значительно повышает на дерново-подзолистых почвах урожай картофеля, кукурузы на силос, зерновых культур и многолетних злаковых трав, а также на черноземах Украины и Центрально-Черноземной зоны РСФСР урожай кукурузы на зерно, сахарной свеклы и ячменя.

2.2.2. Вакуумная  сушка помета

Этот способ является новым для  птицефабрик. Он может быть использован  для ликвидации многолетних накоплений пометных стоков, при производстве сухого помета, поступающих из клеточных батарей. Отличительные особенности технологического процесса:

1. Экологическая безопасность производства.
2. Отсутствие использования влагопоглощающих компонентов (торф, древесные опилки, солома и др.)
3. Минимальные площади объемов застройки
4. Высокое качество получаемых органических удобрений
5. Сушка в вакууме – процесс, который широко используется в промышленности [7].

Линия сушки включает использование  принципа многостадийной обработки  птичьего помета:  механическое отделение жидкости из пометной массы (центрифугирование, фильтрация, отжим и т.д.; выпаривание и распыление). Следует отметить, что при производстве вакуумных сушилок в основе лежит непрерывный экологически безопасный одностадийный технологический процесс сушки в вакууме, позволяющий  обеспечивать обработку помета в режиме щадящих температур с сохранением полезных  удобрительных  химических элементов   в органическом удобрении [7].

После переработки жидкого помета получается сухой порошок, а сточная вода (конденсат) направляется на очистные сооружения для последующей очистки и обеззараживания. Производственный  цех  по  вакуумной сушке птичьего помета должен располагаться  в определенной  промышленной зоне.  Для санитарных органов важно знать  состав воздушной среды, где функционирует это производство.

Недостатки компостирования  и сушки помета.

Самым главным недостатком компостирования, как и иных биологических методов утилизации,  является выведение органического вещества из кругооборота в экосистеме «Птицеводство», одним из главных компонентов которой является почвенное плодородие полей, с которых фуражное зерно идет на корм птице. В результате этого естественное плодородие полей падает, качество кормов для птицеводства ухудшается, издержки в птицеводстве растут, отрасль разоряется вслед за разорением растениеводства.

Вполне понятно, что как компостирование, так и сжигание помета, приводят к уничтожению исходного органического  вещества, находящегося в свежем помете, за пределами поля, на котором выращен корм для птицы [9]. Следствием уничтожения этого органического вещества в компостной куче  является выведение из круговорота в экосистеме органического вещества кормов, перешедшего в помет и истребленного в дальнейшем [9].

2.3. Переработка в биогаз

Как было изложено выше, птичий помет  можно перерабатывать с помощью  компостирования, сушки и использовать его в биогаз с помощью специальных  установок. Биогаз получают в процессе анаэробной (без доступа воздуха) ферментации (разложения) органических веществ (биомассы), таких как птичий помет [10]. Таким образом, биогаз можно производить из всех хозяйственно-бытовых отходов, которые имеют способность бродить и разлагаться в жидком или влажном состоянии без доступа кислорода. Анаэробные установки (ферментаторы) дают возможность перерабатывать любую органическую массу при протекании процесса в две фазы: разложение органической массы (гидротация) и ее газификация.

Производство биогаза основано на разложении имеющихся в помете органических веществ, которые состоят из смеси газов: метана («болотного» газа) — 55-75 %, углекислого газа — 23-33 %, сероводорода — 7 %. Метановое брожение — бактериальный процесс. Главное условие его протекания и производства биогаза - наличие тепла в биомассе без доступа воздуха, что можно создать в простых биогазовых установках. Установки несложно соорудить в индивидуальных хозяйствах в виде специальных ферментаторов для сбраживания биомассы [6].

Для подогрева перерабатываемой массы  используют тепло, которое выделяется при ее разложении в биоферментаторе. При понижении температуры в ферментаторе снижается интенсивность газовыделения, так как микробиологические процессы в органической массе замедляются. Поэтому надежная теплоизоляция биогазовой установки одно из наиболее важных условий ее нормальной работы.

3. Использование и применение помета

Современный уровень развития птицеводческой отрасли и состояние ее сырьевой базы требуют принципиально нового подхода к решению проблемы использования  внутренних ресурсов. Сущность этого подхода состоит в создании и внедрении малоотходных и безотходных технологий, позволяющих максимально и комплексно включать в хозяйственный оборот буквально все сырьевые ресурсы, которые постоянно образуются и накапливаются в птицеводческих хозяйствах при производстве основной продукции – яиц и мяса птицы [3]. Применение такого подхода обусловлено необходимостью  надежного исключения экономического и экологического ущерба, наносимого окружающей природной среде в результате накапливания отходов, и создания условий для получения дополнительного дохода от реализации  новой побочной продукции, полученной  от переработанных отходов.

Птичий помет (куриный, перепелиный, гусиный и пр.) является органическим веществом, которое можно использовать во многих областях деятельности людей. К сожалению, в данный момент, помет бездарно утилизируется путем сброса на сельскохозяйственные земли и в водоемы. Это приводит к катастрофическим последствиям, которые будущим поколениям придется устранять столетиями. Чтобы этого не произошло, существует несколько способов использования помета.

1. Птичий помет как  сильное, полное и быстродействующее  органическое удобрение. По действию, особенно куриный и голубиный, превосходит навоз, торф, люпин (зеленое удобрение) и другие органические удобрения. В 10кг куриного помета содержится в среднем 220 г азота, 180 г фосфора и 110 г калия [3].

Птичий помет в саду обычно применяют  в жидком виде для весенней и летней подкормок плодовых и ягодных  культур, особенно после дождя или  полива. Птичий помет можно применять и осенью при перекопке сада в норме 250-300 г на 1 кв.м. Как основное удобрение, птичий помет использует в измельченном виде [2].

Качество помета улучшается при  хранении его в сухом помещении  с добавлением 25-50% (к его массе) торфяной крошки или 6% торфяного порошка и 6% суперфосфата. При хранении птичьего помета азот в нем быстро разлагается и образуется аммиак. За 2 месяца хранения помет теряет 50 процентов азота. советы садоводамДля сохранения азота применяют в птичниках торфяную подстилку или пересыпают помет по мере накопления торфом, который впитывает влагу и поглощает аммиак.

Накопившийся помет можно хранить  в замороженном виде, но при оттаивании в него следует добавлять  торф или перегной. Использовать птичий помет в свежем виде не рекомендуется. Можно получить ожог растений, и при внесении сухого помета надо его очень тщательно измельчать, перемешивать с почвой.

Зола, образующаяся при сжигании подстилочного  помета, является комплексным фосфорно-калийно-известковым  удобрением с повышенным содержанием микроэлементов и может применяться под различные культуры в дозах от 2 до 10 центнеров на гектар. Опытные данные одного подмосковного хозяйства показали, что применение золы от сжигания помета вместо традиционных удобрений повысило урожайность на 10-15 % [3].

2. В корм животным.  Поскольку пищевые массы продвигаются по пищеварительному тракту птицы очень быстро, те питательные вещества, которые в них находятся, не усваиваются эффективно и большая часть их остается в помете птицы. Это справедливо в разной степени для всех компонентов корма. Для специалистов по кормлению интересна прежде всего белковая составляющая корма, поскольку именно белковые компоненты занимают большую часть себестоимости рациона [12].

При высоких температурах куриный помет обеззараживают, удаляют из него перо, пух и семена сорняков. Полученный продукт, содержащий 20-30% сырого протеина, в смеси с комбикормом скармливают бычкам. Использование птичьего помета в корм показало положительные результаты:

а) Замена части концентрированных кормов долей сухого помета безусловно увеличивает среднесуточный  прирост живой массы при соблюдении баланса рациона по протеину, минеральной части и аминокислотам.

            б) Применение помета в рационах крупного рогатого скота позволяет сэкономить значительные денежные средства на его откорме и получить мясо с себестоимостью значительно ниже, чем при использовании стандартных белковых компонентов.

            в) Использование сухого птичьего помета для кормления животных позволяет улучшить экологическую обстановку на птицефабриках и утилизировать с максимальной эффективностью большую часть или даже весь помет птицеводческих предприятий.