Отходы производства оказывают негативное влияние на экологическую среду и поэтому как никогда прежде, остро встаёт вопрос о разработке эффективных способов утилизации и переработки животноводческих отходов.

Основные виды отходов животноводства на молочной ферме:

1️⃣   Продукты жизнедеятельности крупного рогатого скота (навоз, моча).

2️⃣    Отработанный подстилочный материал.

3️⃣   Остатки несъеденного корма.

4️⃣   Вода после мойки помещений и оборудования.

5️⃣   Биологические отходы (трупы павших животных, шкуры, продукты убоя и переработки, аборт плоды, последы, и др.).

Цели управления отходами животноводства на молочной ферме.

?   Профилактика возникновения и распространения инфекционных и инвазионных заболеваний.

?   Соблюдение ветеринарно-санитарных правил сбора и утилизации животноводческих и биологических отходов на ферме.

?   Соблюдение правил экологической и природоохранной безопасности.

?   Переработка отходов животноводства до газообразных веществ, не вредящих атмосфере.

?   Сокращение выбросов парниковых газов.

?   Нейтрализация неприятных запахов.

?   Предотвращение загрязнения подземных вод.

?   Уничтожение семян сорняков.

?   Дезинсекция и деларвация. Уничтожение мух, комаров и других вредных насекомых.

 

Методы утилизации и переработки животноводческих отходов.

♦️   Производство биоэнергии.

В 1998 году в европейских странах было построено больше 800 биоэнергетических установок, которые работают на помете и навозе. А в других странах азиатского региона их уже более 3 миллионов.

Например, технология TDP (термическая деполимеризация) даёт возможность из отходов получить твёрдое, жидкое и газообразное топливо, а также некоторые виды удобрений и химикатов.

Эта технология позволяет перерабатывать не только навоз, помет, остатки кормов, стоки и подстилку, но и трупы птиц и животных.

Первая стадия переработки проходит при температуре 250-350 градусов С, вторая – 500-700 градусов. Получаемая продукция аналогична дизтопливу с 8-20 атомами углерода, твёрдые фракции удобрений похожи на апатиты, а в жидких фракциях содержится 25-28% сульфата аммония.

♦️  Анаэробное сбраживание.

Происходит в три этапа: гидролиз, ферментация и метаногенез. Таким образом, можно перерабатывать жидкую фракцию отходов (жидкий навоз и мочу).

Анаэробным сбраживанием еще можно перерабатывать траву, ботву, мякину, солому, а также домашние отходы и мусор. Получаются жидкие биоудобрения и биогаз, из которого генерируется электрическая и тепловая энергия. Из 1м3 биогаза можно получить 2кВтч электрической энергии и 3 кВтч тепловой энергии, сжигая его в газопоршневой установке.

В основе технологии лежит микробиологическая деструкция органической части навоза/помета в анаэробных условиях, с последующим биосинтезом метана. Но нужно учитывать, что объем пиролизного газа и биогаза напрямую зависит от содержания органических веществ относительно общей массы экскрементов, включая мочу, поэтому навоз КРС даст наихудший результат.

♦️   Вермикомпостирование (Eisenia foetida - навозный червь).

Биомасса земляных червей – это прекрасный корм с высоким содержанием белка, который подходит для свиней и птиц. Однако, в этой биомассе могут накапливаться соли тяжёлых металлов.

Некоторые китайские и японские учёные считают эту биомассу пригодной и для человеческого питания.

Использование для утилизации животноводческих отходов калифорнийского или другого земляного червя широко распространено в таких странах, как Япония, Италия, Канада, Великобритания и США.

Такая методика решает сразу три задачи: утилизирует отходы; вырабатывает кормовой белок; повышает плодородие почвы.

♦️   Производство перегноя (компостирование).

Крупный рогатый скот, производит навоз с минимальным количеством органических веществ и азота, а также максимальной влажностью. Поэтому материал лучше всего подходит для получения перегноя.

При такой переработке количество органических веществ большой роли не играет, тем более, что соломенная или деревянная подстилка тоже является органическим веществом.

Экскременты в любой форме (жидкой, твёрдой, смешанные с подстилкой) размещают слоями в бурты. Внутри такой кучи протекают бродильные процессы при температуре до 60°С, при которой гибнут бактерии, личинки, семена сорняков.

По агрохимическим свойствам компостированный навоз, в отличие от свежего в разы превосходит его по микроэлементному составу.

Метод подходит для ведения органического земледелия.

♦️   Производство био-водорода.

Биологические методы получения водорода находятся на стадии экспериментальных разработок. Однако многие эксперты отмечают, что их развитие носит первостепенный характер в отрасли биотопливной энергетики.

Это можно объяснить стремлением в условиях сокращения запасов традиционных источников энергии обеспечить как можно больше сельских местностей малыми газогенераторными биоустановками, работающими на органических отходах.

Образующийся биоводород может быть в дальнейшем использован в качестве перспективного топлива.

Главным преимуществом биологических методов получения водорода над химическими и электрохимическими является то, что процессы катализируется микроорганизмами при относительно невысоких температурах и атмосферном давлении в окружающей среде.

♦️   Аэробное окисление жидких отходов в лагунах.

Аэробные системы очистки жидкой фракции основаны на действии микроорганизмов, использующих кислород и разлагающих органические вещества на углекислый газ и воду с грязевым остатком.

По степени интенсивности окислительного процесса аэробные системы подразделяют на аэробные пруды с естественной аэрацией, аэробные лагуны или биологические пруды с механической аэрацией, окислительные траншеи и аэротенки.

Аэрация в них обеспечивается роторными, щёточными или воздушнотурбинными аэраторами.

При аэрировании значительно ускоряется осаждение твёрдой фракции жидкого навоза или органического вещества и снижается выделение запахов в атмосферу.

♦️   Прямое применение в качестве удобрения на полях.

Когда сельское хозяйство развивалось экстенсивным путём, малопродуктивных в плане удоев коров содержали в основном с целью получения их навоза. Так как концентрация скота в пересчёте на единицу пахотных земель была крайне низкой, то навоз просто либо накапливали возле фермы, либо сразу вывозили в поля, где он со временем становился перегноем.

В настоящее время использование такого метода сопряжено с целым рядом проблем.

?Во-первых, транспортировка огромного количества стоков с содержанием сухого вещества от 2% до 5% весьма затратна.

?Во-вторых, при этом поверхностные и подземные воды, а также сами почвы подвергаются заражению токсическими, инфекционными и инвазионными веществами.

?В-третьих – такое заражение приводит к накоплению в травах, зерне и источниках воды цинка, меди и нитратов.

♦️   Для выращивания водорослей и корма рыб.

Стоки жидких отходов направляются в пруды-накопители первой ступени, которые выполняют функцию отстойников. Твёрдая фракция, полученная в них, используется как удобрение, а жидкую разлагает специально подобранный зоопланктон. Это и есть первая стадия очистки.

Во втором пруду стоки очищаются при помощи разных видов водорослей, которые ещё и насыщают их кислородом. Также водоросли из второго пруда служат пищей для зоопланктона третьей части каскада (разного рода рачков, насекомых и червей).

Зоопланктон третьего пруда служит кормом малькам рыб последнего пруда.

На четвертой ступени каскада при выращивании толстолобика и карпа можно получить от 60-ти до 100 центнеров свежей рыбы с одного гектара поверхности воды.

Однако использование такой системы очистки под силу лишь крупным предприятиям.

♦️   Переработка отходов в корма для животных.

Вследствие того, что около 40-ка процентов кормовых питательных веществ не успевает перевариться и выходит с помётом, появилась идея повторного использования его в качестве корма для птиц и животных.  Навоз используется в приготовлении специальных видов силоса – навосаж и вестлаж.

Например, в США производятся такие смеси: 57% коровьего навоза и 43%  сена; или 40% свиного навоза, 12% кукурузного силоса и 42% дроблёной кукурузы.

Для откорма бычков также используется примерно полмиллиона тонн мочевины, которую можно частично заменить птичьим помётом – или в чистом виде, или в смеси с опилками.

♦️   Утилизация биологических отходов на ферме.

1)    Уничтожение путём утилизации.

2)    Уничтожение путём сжигания.

3)    Обезвреживание в биотермических ямах.

4)    Зарывание в скотомогильниках.

♦️   Утилизации био отходов (отходов убоя, падежа, обвалки и мясопереработки) путем экструзии.

В процессе экструзии влажных отходов с зерновым наполнителем в соотношении 1:3 получается кормовая добавка для всех видов животных.

Данный способ переработки является безотходным, не требует утилизации смеси жира и воды, не требует огромных энерго затрат на варку, не требует решения проблемы повышенной влажности в производственных помещениях.

Экструдированный продукт хранится в 2 раза дольше мясокостной муки.

Белки в экструдированных кормах имеют лёгкую для усвоения форму и содержат все необходимые витамины.

Для соблюдения биобезопасности на животноводческом предприятии необходимо строго соблюдать ветеринарно-санитарные правила сбора и утилизации биологических и других отходов животноводства.

Так же важно относиться к отходам животноводства как к ценному сырью, которое может помочь восстановлению земельного плодородия, повысить урожайность, а также способно помочь в получении пищевого белка (в виде тех же рыб) и кормового белка (зоопланктон, личинки, водоросли, черви), тем самым повысить прибыльность и рентабельность производства в целом!

Автор: Amit Kumar Singh, Surjyakanta Roy, Tripti Kumari.

Публикация: 5 декабря 2018

Адаптация: Эксперт Молоко

Редактор, ветеринарный консультант: А. В. Быстрова

Источник (оригинал статьи): https://en.engormix.com/dairy-cattle/articles/advanced-methods-dairy-farm-t43033.htm