Как перерабатывают навоз и какие продукты получают на выходе

В животноводческих хозяйствах, занимающихся разведением крупного рогатого скота, свиней, домашней птицы и прочей живности, собирается много продуктов их жизнедеятельности – навоза. 70-75% всех урожаев, собираемых с огородов и полей, перерабатывается в навоз. По статистике до 90% злаковых и овощных культур идет на корм животным.

Чем крупнее животноводческое хозяйство, тем больше накапливается навоза. Этому ценному биоресурсу находят различное применение. Его часто используют непосредственно как удобрение. Развитие науки сделало применение навоза, прошедшего переработку, гораздо более широким.

1 Отдельные способы переработки навоза

Технологии переработки этого биоресурса весьма разнообразны.

1. Вермикомпостный способ. Заключается в получении перегноя из навоза с помощью червей.
2. Утилизация и переработка навоза с помощью насекомых и мух.
3. Сушка биоресурса горячим воздухом, делает его легким и транспортабельным удобрением. Недостаток способа в энергозатратности.
4. Способ гранулирования биоресурса. Он распространен в США и в Европе, но также энергозатратен. На получение тонны гранулированных удобрений расходуется полтонны топлива.
5. Способ переработки навоза в биогаз, актуален для крупных предприятий в современной действительности. Устанавливается специальный биореактор в котором происходит переработка навозного сырья в газ для отопления и прочих нужд предприятия.

Технологическая схема переработки навоза

1.1 Передовая российская разработка

Специально разработанная в Башкирии установка позволяет получать очень эффективное органно-минеральное удобрение, действующее в почве продолжительно по времени (3-4 года). Оно увеличивает динамическое плодородие почвы, повышая урожайность до двух раз. Технология позволяет сохранять в почве органические вещества.

Схема технологии состоит из следующих этапов.

1. Навозное сырье проходит обработку формалином. Происходит полная ликвидация бактерий и консервация органики на несколько лет.
2. Проводится добавление мочевины при установленной температуре.
3. Смесь проходит сушку в установке кипящего слоя и затем гранулируется.

Полученное удобрение оживляет микрофлору почвы и предотвращает потери азота. Препараты вносятся в количестве 1-2 тонны на гектар. Так как удобрение вносится раз в 4 года, экономится ГСМ. На 1 единицу затрат получается 16 единиц отложенной прибыли. На производство тонны препарата расходуется 100 кг топлива и 100 кВт электрической энергии. По своей малой затратности при производстве и своему КПД, полученное этим способом удобрение, превосходит отечественные и зарубежные аналоги.
к меню ↑

1.2 Бактерии для переработки навоза

Перерабатывать продукт жизнедеятельности животных помогают бактерии, содержащиеся в нем. На современных фермах крупный рогатый скот, птицы и свиньи выращиваются на несменяемой подстилке в легких некапитальных строениях. Это дает ряд существенных преимуществ.

1. Помет и навоз не нужно убирать, попадая в подстилку, они перерабатываются внутри нее бактериями.
2. Отопление не требуется. Тепло образуется в результате переработки органики внутри подстилки бактериями, вследствие микробиологических процессов и достигает 40-50 градусов.
3. Микроорганизмы бактерий утилизируют навоз и помет без выделения неприятного запаха аммиака и метана. Поддерживается свежесть среды обитания животных и птиц, сохраняется их чистота.
4. Сокращаются до минимума расходы на обслуживающий персонал. Бактерии для переработки свиного навоза делают возможным одному рабочему справляться с тремя сотнями голов свиней. Ручной труд по уборке продуктов жизнедеятельности исключен, его заместили бактерии.
5. Условия содержания животных приближены к естественным условиям обитания. Животные меньше подвержены заболеваниям, быстрее набирают вес.

Биохлев — переработка навоза бактериями

Многослойная несменная ферментационная подстилка устраивается по специальной технологии. Один раз в месяц такую подстилку обрабатывают опрыскиванием раствора биопрепарата с содержанием бактерий. Такая технология и переработка навоза КРС и других животных посредством бактерий увеличивает прибыльность от 40 до 70%. Биопрепараты разных производителей сейчас широко представлены в продаже. Их популярность постоянно растет.
к меню ↑

1.3 Аэробные биоустановки по переработке навоза и помета

Фермерскими хозяйствами, занимающимися разведением животных, стали широко применяться автоматизированные биоустановки типа Биоэкомодуль. В таких установках происходит преобразование отходов органического происхождения, посредством аэробной ферментации, в ценные органические удобрения. Процесс протекает в искусственно созданной среде с постоянными характеристиками за счет кислорододышащих (аэробных) бактерий группы азотобактеров. Такие бактерии живут в кишечнике птиц и животных и выходят из него вместе с отходами.

Бактерии расщепляют органические остатки и вредные химические соединения. В итоге получаются хеллаты (стабильные формы безопасных соединений), используемые в сельском хозяйстве. Применяется продукция, полученная в биоустановках аэробного типа как:

• сыпучие удобрения для садоводства, увеличивающие рост и урожайность;
• компосты богатые органикой с оптимальным сочетанием большого количества полезных бактерий и NPK показателей;
• биоминеральные кормовые добавки, улучшающие продуктивные показатели животных и птиц до 23%;
• сырье органического происхождения для производства гранулированного и брикетированного твердого топлива с высокими показателями теплотворности;
• органические экологически безопасные почвогрунты;
• жидкие подкормки органического происхождения для растений.

Технологическая схема биореактора

Преимущества применения биоаэробной технологии и оборудования заключаются в следующем:

• полный контроль и прогнозируемость процесса переработки;
• сохранение азота с переводом его в стабильное состояние;
• в процессе переработки отходов сохраняются полезные вещества, разлагается болезнетворная микрофлора;
• отсутствуют вредные стоки и выбросы;
• не требуются затраты на капстроительство и коммуникации;
• простота, надежность и мобильность конструкции;
• продолжительный срок эксплуатации;
• низкое энергопотребление.

2 Биореактор для переработки органических отходов

Для утилизации биологических отходов с получением из них органических удобрений и одновременно биогаза используют биореактор. Широкое распространение получила установка БУГ, имеющая несколько модификаций. Отличаются они своей производительностью.

В состав, получаемого в процессе переработки отходов биогаза входит 50-60% метана и 40-50% углекислого газа. На биогазе могут работать бытовые газовые приборы – водонагреватели, газогенераторы, обогреватели воздуха.

Стандартная биогазовая установка включает в себя следующее оборудование для переработки навоза и других органических отходов:

• емкость для гомогенизации;
• загрузчики жидкого и твердого сырья;
• систему безопасности;
• контрольно измерительные приборы и автоматику с визуализацией;
• биореактор с газгольдером;
• мешалки и сепараторы;
• насосную станцию;
• системы отопления и смешивания воды;
• газовую систему.

2.1 Процессы, протекающие в биореакторе

Биореактор состоит из трех разделенных секций:

Внутренняя поверхностная часть реактора не ровная, а сделана в виде трубчатой емкости. Это способствует ускорению и более полному протеканию процесса переработки. Из приемной секции переработанный в однородную биомассу и смешанный с водой субстрат через технологический люк попадает в биореактор.

Верхняя средняя часть рабочей секции, также оборудована герметичным люком, на котором располагаются приборы контроля уровня биомассы, отбора биогаза и его давления. При увеличении давления внутри реактора происходит автоматическое включение компрессора, что предотвращает разрыв резервуара. Компрессор откачивает биогаз из реактора в газгольдер. В биореакторе установлен нагревательный элемент, поддерживающий температуру необходимую для брожения биомассы.

В рабочей секции реактора температура всегда выше, чем в двух других секциях. Это обеспечивает полноту цикла химического процесса и увеличивает продуктивность. В этой части реактора биомасса непрерывно перемешивается, что предотвращает появление плавающей корки, препятствующей выходу биогаза.

Полностью переработанный субстрат поступает в выгрузочную секцию биореактора. Здесь происходит окончательное разделение остатков газа и жидких удобрений.

Установки, перерабатывающие навоз, птичий помет и прочие органические отходы любого вида действия широко востребованы и применяются в сельском хозяйстве. Биогазовые установки находят применение в городском коммунальном хозяйстве при утилизации органического мусора и получения биогаза для теплоэнергетики.
к меню ↑

2.2 Эффективные технологии переработки и утилизации навоза (видео)

Переработка навоза и помета, виды технологий

Практически на любой животноводческой ферме сталкиваются с проблемой накопления большого количества навоза, продукта жизнедеятельности животных. Особенно ярко проявляется это в тех хозяйствах, где количество скота на единицу площади гораздо больше нормы. Не стоит забывать, что навоз — это ценное органическое удобрение, в котором содержится большое количество питательных для почвы и растений веществ. Однако, использование органических удобрений в некоторых странах регулируется законодательными нормами. Там же, где есть связь животноводства и земледелия практически не происходит загрязнения почвы отходами животных. Иначе говоря, переработка навоза часто является необходимостью в сельском хозяйстве.

В ряде случаев использование экскрементов животных в чистом виде не желательно, может нанести вред возделываемым растениям, окружающей среде, качеству грунтовых вод, да и сам процесс внесения трудоемок. Исправить все это можно, если делается переработка навоза в удобрение приемлемое для дальнейшего использования, тем более что в настоящее время для этого используются новые возможности и есть современные технологии.

Переработка свиного навоза

В чистом виде свиной навоз малоэффективен в качестве удобрения. Связано это с тем, что питательные вещества в нем находятся в неблагоприятной для сельскохозяйственных культур форме. Жидкая консистенция содержит небольшое количество растительных остатков, в результате чего она не содействует улучшению структуры почвы. Кроме того, свиной навоз содержит немного микроорганизмов, способствующих перегниванию остатков пищи с выделением такого вещества, как азот.

Все это говорит о том, что экскременты свиней во избежание закисания не рекомендуется использовать на тяжелых суглинистых почвах, так как процесс их разложения может затянуться. Однако, на супесчаных почвах возможно применение навоза животных, при условии, что среди них не было выявлено заболеваний, которые могут быть опасны для здоровья человека.

На сегодняшний день используется несколько технологий, по которым производится переработка свиного навоза:

— компостирование и вермикомпостирование;
— биотермическое обеззараживание;
— ускоренная ферментация;
— гранулирование навоза и получение гранулированных органоминеральных удобрений;
— разделение на жидкую и твердую фракции;
— анаэробная переработка отходов и т. д.

Переработка навоза крс и птичьего помета

Фермы, на которых содержится большое количество крупного рогатого скота, с проблемой переработки навоза встречаются наиболее часто. Продукт жизнедеятельности животных может быть нескольких видов: твердый, жидкий, полужидкий и подстилочный. В любом случае переработка навоза крс, а в особенности излишков необходима, для этого процесса могут применяться различные технологии, от компостирования до анаэробной переработки и гранулирования.

Особого внимания заслуживает переработка птичьего помета. Без переработки его не рекомендуется использовать в качестве удобрения. При этом количество отходов достаточно большое. Так, за год курица-несушка поставляет до 300 яиц (до 18 кг), а помета приходится до 73 кг.

Продукт жизнедеятельности, который выделяют птицы представляет собой вещество вязкой консистенции с влажностью 60-80%, которая зависит от вида, возраста и условий содержания. В свежих экскрементах есть органические и неорганические соединения. В первом случае это азотистые, сернистые и углеродные вещества. Кроме того, здесь могут содержаться остатки пестицидов, соли тяжелых металлов, нуклиды и т. п.

Хотя есть ряд способов, как переработать птичий помет, наибольшее распространение получили следующие технологии:

— компостирование;
— вермикомпостирование;
— высокотемпературная сушка;
— биоэнергетические методы.

Компостирование навоза

Является одним из самых известных способов, с помощью которых перерабатывается помет птиц и навоз крс. Если описывать классическую версию, то компостирование отходов, происходит примерно следующим образом. Продукты жизнедеятельности животных складываются и хранятся в буртах, высотой 2-4 метра. Благодаря воздействию специальных микроорганизмов, органические элементы, содержащиеся в нем, постепенно разлагаются. В процессе температура достигает до 60 градусов, что приводит к гибели вредных микроорганизмов и потере всхожести семян сорных растений (если они имеются).

В навоз могут добавляться различные добавочные органические материалы (стружка, кора деревьев, солома, торф и др.). Длительность процесса такой переработки составляет несколько месяцев. Для компостирования желательно использовать помет, влажность которого варьируется в пределах 50-80%. Существенным недостатком данного метода является необходимость различных добавок для получения действительно эффективного удобрения.

Вермикомпостирование

Переработка навоза в удобрения может быть проведена с помощью такого метода, как вермикомпостирование. Его главное отличие от предыдущего в том, что для обработки сырья используются специальные дождевые черви. Этот способ помогает получить органические удобрения, богатые ценными бактериями. Оптимальной температурой для развития и размножения червей является 20-24 градуса, поэтому метод используется преимущественно в теплое время года. Преимуществом технологии являются небольшие финансовые затраты и относительная простота способа.

Высокотемпературная сушка

Этот способ является одним из самых надежных для того, чтобы обезвредить навоз или помет от вредных факторов (болезнетворных микроорганизмов или семян сорняков) и сохранить полезные элементы. Причем, продукт который дает данная технология может быть использован не только как удобрение, но и как добавка в корм для жвачных животных.

Недостатками высокотемпературной сушки являются необходимость наличия дорогостоящего оборудования и затраты на термическую обработку (понадобится до 100 кг топлива на 1 тонну испаряемой жидкости). Этот метод является целесообразным при использовании в качестве сырья навоза низкой влажности (менее 50%).

Бактерии для переработки навоза

Для того чтобы сохранить ценность навоза как удобрения (а именно содержание в нем азота), необходима его правильная переработка. Одним из современных способов, получающих все большее распространение, является переработка бактериями. Для этого производители создают эффективные биологические соединения, в которых содержатся селекционированные микроорганизмы и энзимы. Данный способ подходит как для птичьего помета, так и для навоза крупного рогатого скота и свиней.

Использовать метод могут как хозяйства, применяемые гидросмыв, так и те, кто предпочитает обработку в буртах. В первом случае отходы жизнедеятельности животных и птиц обычно отстаиваются. В результате на поверхности появляется корка, жидкость остается в центре, а осадок выпадает на дно. Осадок затвердевает, и его становится трудно откачивать. В таком случае бактерии для переработки навоза предотвратят разделение на жидкую и твердую фракцию (осадок), сохранив отходы в первоначальном виде длительное время, к тому же они помогут удержать азот.

В буртах навоз перемешивается с соломой или другой органикой. В данном случае для обработки потребуются микроорганизмы, способствующие разложению лигнина и целлюлозы. Опять же виды бактерий для переработки навоза будут оптимальным вариантом. К тому же препараты эффективны даже при высоком уровне влажности навоза, помогают снизить неприятный запах и уменьшить количество мух в стойлах.

Гранулирование навоза и птичьего помета

Среди современных методов переработки продуктов жизнедеятельности животных и птицы можно отметить гранулирование навоза и помета птиц. В результате применения этого способа получаются спрессованные гранулы, в которых макро и микроэлементы содержатся в оптимальном количестве и нормальной влажности. Этот вид органического удобрения может быть эффективно использован для любого вида растения и типа почвы.

Наиболее ценным продуктом гранулирования являются гранулы, изготовленные из птичьего помета. Они легкорастворимые и содержат питательные вещества, хорошо усваиваемые растениями. Преимуществом данного способа обработки экскрементов является уменьшение объема исходного сырья практически в 10 раз. Питательные элементы, которые содержатся в экскрементах животных и птиц, могут конкурировать с минеральными удобрениями по эффективности использования. А с учетом того, что на фермах по выращиванию крупного рогатого скота, часто возникает проблема хранения и утилизации навоза крс и помета птиц, установки, которые позволяют получить гранулированный навоз, могут значительно облегчить жизнь владельцев хозяйств.

Удобрения, полученные технологией гранулирования, имеют такие преимущества:

1) в них гарантированно отсутствуют вредные микроорганизмы;

2) они содержат в оптимальном количестве все минеральные вещества, полезные для почвы и питания сельскохозяйственных культур;

3) они могут вноситься в почву сельскохозяйственной техникой;

4) длительный срок хранения гранулированного помета и навоза;

5) экологически чистый, абсолютно нетоксичный для человека продукт.

Процесс выпуска гранулированного удобрения состоит из нескольких этапов. Во-первых, необходимо подготовить сырье. Для этого помет или навоз просушивается (до 10-12%) и измельчается. С данной целью могут использоваться аэродинамические сушки, данное оборудование имеет небольшое электропотребление.

На следующем этапе потребуются измельчители. Они помогут получить сырье необходимого размера. После этого происходит гранулирование навоза на специальном грануляторе. И последний этап — охлаждение полученных органических гранул.

Переработка навоза в биогаз

Еще одним эффективным способом получения органического удобрения является переработка навоза и помета в биогаз, данная технология дает на выходе смесь газов, среди которых есть метан, углекислый газ, сероводород. Количество вырабатываемого газа зависит от условий окружающей среды, в том числе от температуры. Можно выделить три режима биоконверсии:

— псирофильный;
— мезофильный;
— термофильный.

Самым оптимальным из них является термофильный.

Анаэробная ферментация может использоваться как для твердых органических отходов, так и для жидкого помета птиц. Желательно, чтобы она длилась не меньше 12 суток. При этом азот и фосфор в исходном сырье сохраняются практически в полном объеме.

Общая масса отходов практически не изменяется, за исключением влаги, которая преобразуется в биогаз. В итоге получается органическое удобрение с щелочной реакцией, благодаря чему оно идеально подходит для использования в кислых почвах. Отмечается увеличение эффективности данного вещества, в сравнении с навозом, обработанным методом компостирования. Так, отзывы говорят о том, что в среднем урожайность культур увеличивается на 10-15%.

В комплекс, представляющий собой оборудование для переработки навоза в биогаз, входит герметично закрытая емкость с теплообменником (обычно в качестве теплоносителя используется обычная вода температурой 50-60 градусов), приспособления для ввода и вывода сырья, отвода газа. В настоящее время существуют автоматизированные линии, разработанные крупными европейскими производителями, оборудование, цель которого максимально облегчить процесс изготовления удобрений из отходов.

Нужно отметить, что технология переработки навоза в газ на сегодняшний день является довольно затратным способом изготовления удобрений из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птиц. Однако, это экологически безопасный и эффективный метод который уже взяли на вооружение в некоторых странах.

Переработка навоза является необходимым условием для полноценного функционирования животноводческой фермы. Тем более, что данный процесс можно сделать экономически выгодным.

Переработка навоза: технологии и способы его применения

Навоз по праву считается одним из наилучших естественных удобрений для сельскохозяйственных растений. Он является лучшим питательным веществом для растений при регулярном использовании одних и тех же участков почвы для мелиорации. Ведь как известно, многие сельскохозяйственные культуры имеют свойство истощать почву, делая ее менее плодородной в будущем. Например, после выращивания подсолнечника либо кукурузы почва оказывается обедненной, в ней содержится намного меньше веществ, необходимых для нормального роста растений. И никакие минеральные удобрения не смогут достаточно обогатить почву, чтобы на ней можно было вырастить достойный урожай других культур.

В особенности данное определение относится к нечерноземной полосе. Там урожаи сельскохозяйственных растений напрямую зависят от качества/количества содержания гумуса (перегнившего навоза) в земле. Согласно результатам исследований при внесении в подобные почвы естественных органических удобрений в количестве двадцать-тридцать тонн на каждый гектар способствуют значительному повышению урожайности выращиваемых растений (на сотку): зерновых культур – на 60–70 килограммов, силосных и корнеплодов – на 150–200 килограммов. При продуманном, правильном применении навоз дает прекрасный результат на практически всех типах грунтов.

Состав навоза

Ввиду различий в технологии содержания домашних животных различают следующие вариации навоза:

1. подстилочный
2. бесподстилочный.

В основе подстилочного навоза лежат частицы подстилки и твердые/жидкие фекалии домашних животных. Его составляющие, определяющие ценность как удобрительного материала зависят от кормовой базы, вида животных, количества/качества применяемой подстилки и сохранности навоза.

Главным образом качество конечного продукта зависит от вида сельскохозяйственных животных. Например, у свиней суммарное количество мочи вдвое превышает количество твердых фекалий, у коров наоборот количество навоза в 2,5 раза больше, чем мочи. У лошадей процентное соотношение жидких отходов жизнедеятельности к твердым считается равным 2,5.

Навоз навозу рознь. Так органика, содержащая большее количество жидких выделений, является носителем калийный и азотистых удобряющих составляющих, а твердый кал животных содержит основную массовую долю фосфора. Но это усредненные показатели. На процентное содержание минеральных веществ в органических удобрениях оказывает значительное влияние кормовая база сельскохозяйственных животных. Чем больше жидких и сочных составляющих в корме для животных, тем больше последние выделяют мочи.

Также влияние на качество навоза оказывает факт принятия животными концентрированных комбикормов. При большом процентном их содержании происходит значительное увеличение процентного содержания фосфористых и азотистых компонентов в навозе.

Методы переработки навоза в полноценное органическое удобрение

Правильная переработка отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных заключается в следующих этапах:

1. сбор,
2. хранение,
3. при необходимости, утилизация.

Сбор этой ценной органики осуществляется в крупных хозяйствах двумя основными способами: механическим (бульдозерным либо скребковым) и насосным (гидравлическим).

Процесс хранения и непосредственной переработки навоза обычно реализуется так называемым рыхло-плотным способом.

При этом отходы жизнедеятельности животных обычно укладываются свободно, создавая условия для естественного роста температуры из-за разложения. А полуперепревший навоз затем укладывают плотнее, уменьшая потерю азота из его состава, для чего лучше всего использовать слой торфа, перекрывающий доступ кислорода к навозной массе. В результате по прошествии 2–3 месяцев навоз трансформируется в перегной, наиболее благоприятный для удобрения сельскохозяйственных растений.

Вышеописанный способ переработки навоза является традиционным. Но сегодня существуют методы, намного более эффективные. Например, бактериальный.

Для его реализации в свежий навоз добавляют готовые культуры бактерий, способных быстро и качественно его переработать в соединения, безвредные для сельскохозяйственных растений и максимально адаптированные для легкого усвоения ими. Причем этот способ является универсальным: он оптимально подходит для переработки навоза свиного, птичьего либо крупного рогатого скота. Бактериальный метод переработки отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных способствует сохранению значительно большего количества азотистых соединений в готовом гумусе и является намного более продуктивным и быстрым.

Существуют различия между навозом крупного рогатого скота и свиным. Наиболее существенным является то, что пищеварение свиней ввиду их всеядности во многом схоже с человеческим, тогда как пищеварение КРС характерно исключительно для травоядных животных. В результате получается, что продукт жизнедеятельности крупного рогатого скота, прошедший стадию метанового бескислородного брожения, намного более подходит для непосредственного удобрения сельскохозяйственных растений. А аналогичный продукт жизнедеятельности свиней в свежем виде может навредить представителям растительного царства.

Свиной навоз требует обязательной переработки в приемлемую для питания растений форму.

Переработка продуктов жизнедеятельности в топливо

Навоз животных наряду с птичьим пометом может использоваться не только для приготовления высококлассного органического удобрения, он может быть также отличным сырьем для производства газообразного топлива. Для этого изначальный продукт подвергается анаэробному сбраживанию. В специальных биогазовых конструкциях для этих целей применяют не только навоз животных и птичий помет, а и всевозможные растительные отходы, невостребованные остатки цехов убоя (биоотходы), сточные воды.

Имеете дело с отходами с высоким содержанием металлов? Вам нужно прочитать эту статью.

Для работников коммунальной сферы будет интересна информация по /greenologia.ru/othody/vyvoz/kommunalnaya/ilososnie-mashiny.html ссылке.

Подобные установки несут на себе две функции – изготовление высококачественного органического удобрения и производство энергетического топлива – газовой смеси с теплотворностью двадцать-двадцать пять МДж/м3.

Таким образом продукты переработки животноводства возможно использовать не только для удобрения сельскохозяйственных угодий (после предварительной обработки), но и в качестве сырья для производства биологического топлива – горючей газовой смеси, применяемой для отопления.

Источники:

/moezerno.ru/ogorod/fertilizer/pererabotka-navoza.html

/himagroprom.ru/vopros/2/99/

/greenologia.ru/othody/biologicheskie/sposobi-priminenya-navoza.html