Использование переработанной твердой фракции навоза требует первоначальных инвестиций, последовательного контроля и готовности пересмотреть некоторые аспекты вашей системы утилизации навоза, однако для некоторых ферм это является эффективным решением для подстилки.

В то время как большинство из нас сосредоточено на том, как перемещать навоз, хранить его и вносить в почву, растет интерес к тому, что еще можно сделать с навозом на молочной ферме. Одна из наиболее интересных идей — превратить его в подстилку.

Отдадим должное песку

Долгое время, если вы спрашивали, какая подстилка лучше всего подходит для молочных коров, ответ был прост: песок. Мягкий, неорганический, не способствующий росту бактерий, и коровы его любят. Он не уплотняется, как опилки, и не становится скользким, как твердые частицы навоза, и не повлияет на количество соматических клеток (SCC), если вы будете следить за состоянием стойл.

С точки зрения обеспечения комфорта коров, песок трудно превзойти. Он приспосабливается к телу и обеспечивает сцепление, когда коровы встают или ложатся. Поскольку он неорганический, он не питает бактерии, как это делают органические подстилочные материалы. Это означает более низкий риск мастита, меньше повреждений скакательных суставов и больше времени на лежание. Песчаная подстилка делает коров счастливыми. А когда коровы счастливы, они дают молоко.

Однако, несмотря на то, что песок отлично подходит для стойл, он может быть не всегда подходящим для других мест на ферме.

Хоть он и хорошо себя ведет под коровами, он ужасно ведет себя в системах уборки навоза. Как только песок покидает стойло, он начинает свое путешествие в виде абразивной суспензии, которая не щадит ничего на своем пути. Насосы, клапаны, мешалки — ничто не остается в стороне. Постоянное истирание приводит к преждевременному износу оборудования, засорению труб и проблемам с техническим обслуживанием. Песок часто оседает в неудобных местах: он накапливается везде, где только может. В конце концов, кто-то должен будет его извлечь оттуда, и это не вызовет радости.

Восстановление песка: делаем эталонный стандарт более стабильным

Осознавая проблемы, которые песок создает в процессе эксплуатации, многие молочные фермы перешли на системы отделения песка для его восстановления и повторного использования. И следует отдать должное:   методы восстановления песка шагнули далеко вперед.

То, что начиналось как примитивные отстойники, превратилось в инженерные системы с наклоном, регулировкой скорости потока, контролем турбулентности и даже механической сепарацией. В настоящее время системы представлены в виде пассивных гравитационных отстойников с автоматизированными скребками, установок на основе гидроциклонов и вибрационных сит. Это не просто дополнительные устройства, а инструменты управления, которые помогают решить проблему подстилки.

При правильной настройке хорошая система сепарации может извлекать от 85% до 95% песка и делать это стабильно. Это песок, который вам не нужно покупать заново, что напрямую приводит к экономии средств. Это также означает меньше скоплений в хранилище навоза и меньше неожиданностей, возникающих при работе насоса.

Извлеченный песок обычно требует времени для стекания воды и высыхания. Некоторые хозяйства выбирают пассивный подход: перемещают, складывают и позволяют солнцу и времени сделать свою работу. Другие выбирают механический подход, инвестируя в пескомоечные и сушильные машины, чтобы ускорить процесс и быстро очистить песок. После очистки и достижения необходимого уровня влажности песок готов к повторному использованию в стойле.

Тем не менее, даже при хорошей рекуперации песок тяжелый, изнашивает оборудование и не всегда хорошо сочетается с системами уборки навоза. Хотя песок остается золотым стандартом, некоторые фермы начинают искать другие решения, которые превращают проблему в ресурс.

Навоз в качестве подстилки: разработка замкнутого цикла

Традиционно мы уделяли внимание хранению, перемещению и вывозу навоза на поля таким образом, чтобы сохранить питательные вещества в почве и не допустить их утечки в воду. Однако в последнее время некоторые фермы начали задаваться другим вопросом: можно ли замкнуть цикл? Может ли навоз, который мы с таким трудом обрабатываем, также играть активную роль прямо в коровнике?

Именно здесь в игру вступают переработанные твердые фракции навоза как потенциальный источник подстилки. На первый взгляд это кажется плохой идеей. Вы предлагаете мне укладывать коров на навоз? Однако наука и практика показывают, что это может работать.

Системы переработки твердых фракций навоза улавливают волокнистый материал в навозе, по сути то, что корова не смогла переварить, и перерабатывают его в подстилку. Это модель круговой экономики, которая задает вопрос: а что, если отходы вовсе не являются отходами?

Превращение навоза в подстилку — это не вариант «подключи и работай». Нельзя просто вычерпать его из ямы и бросить в стойло. Чтобы это работало, необходимо правильное оборудование, обработка и ежедневное управление.

Системы сепарации: извлечение волокон

Первое препятствие — отделение твердых частиц от жидкости.

Проще всего использовать шнековые и вальцовые прессы. Эти энергоэффективные и относительно доступные машины проталкивают навоз через сито, оставляя влажный волокнистый материал, содержащий обычно около 30–35 % сухого вещества. Благодаря некоторым дополнительным инновациям компании довели содержание сухого вещества до 40 %. Это не совсем пушистые сухие опилки, но и не жижа.

Вы можете использовать центрифугу, если хотите получить больше твердых частиц или уловить более мелкие частицы. Эти системы вращают навоз, чтобы отделить твердые частицы по плотности. Они более капиталоемки и энергоемки, но могут производить более сухой материал и улавливать больше твердых фракций.

Некоторые фермы, имеющие дело с разбавленным навозом, например, в системах смыва, могут использовать наклонные или вибрационные сита. Они эффективны для удаления крупных твердых частиц, но часто должны сочетаться со вторичной сепарацией (например, прессами) или этапами сушки, если целью является применение в качестве подстилки.

Независимо от вашей системы, цель состоит в том, чтобы получить однородный волокнистый продукт с необходимой формой для использования в качестве подстилки. При этом необходимо снизить патогенную нагрузку и содержание влаги до уровня, при котором это не вызовет проблем в стойле.

Варианты обработки: тепло, время или микроорганизмы

У вас есть твердые фракции, но вы еще не используете их в качестве подстилки для коров. Твердые компоненты часто требуют дополнительной обработки для уменьшения количества патогенов и влаги, прежде чем они станут пригодными для использования в качестве подстилки. Хотя в некоторых случаях твердые фракции могут быть достаточно сухими для использования в качестве подстилки, в большинстве ситуаций это не так.

Свежие твердые частицы можно компостировать в статических кучах в течение трех-десяти дней, в буртах, переворачиваемых каждые несколько дней в течение пары недель, или в механических барабанных компостерах в течение одного-трех дней. Правильно компостированный материал может нагреваться до температуры более 55°С, что снижает количество патогенов, включая E. coli, Streptococcus и Klebsiella. Однако компостирование требует места, времени и управления.

Для обеспечения стабильного успеха необходимо контролировать как температуру кучи, так и содержание влаги

Существует такое явление, как чрезмерное компостирование. Если оставить материал на слишком длительный срок, особенно в условиях высокой температуры и наличия кислорода, твердые вещества могут разложиться до такой степени, что станут бесполезными, превратив пушистые волокна в крошащиеся мелкие частицы вместо упругого материала, подходящего для подстилки. Перекомпостированный материал в конечном итоге имеет более мелкие частицы и менее прочную структуру, поэтому при использовании в качестве подстилки он быстро становится слишком влажным. Секрет заключается в том, чтобы найти золотую середину — достаточно тепла и времени, чтобы уничтожить патогенные микроорганизмы, но не настолько, чтобы компостирование лишило подстилку ее полезных свойств.

Если компостирование отчасти является наукой, а отчасти искусством, то барабанные компостеры представляют собой универсальный инструмент для подготовки подстилки: компактные, герметичные и разработанные для обеспечения стабильности. Загрузите твердые фракции во вращающийся барабан, дайте им кувыркаться, нагреваться и аэрироваться, обычно в течение одного-трех дней. При этом получается более однородная смесь, которая быстро достигает высоких температур и сохраняет размер частиц, благодаря быстрой работе. Эти системы требуют капиталовложений, электроэнергии и технического обслуживания, но могут подойти, если у вас ограниченное пространство или вам нужна предсказуемость.

Если вам нужен сухой материал быстро, тепло — ваш друг. Механические системы сушки, будь то вращающиеся барабаны, ленточные сушилки или даже сушильные машины с принудительной циркуляцией воздуха, могут снизить влажность твердых частиц до оптимального диапазона от 45% до 55%. В этом случае вы получаете продукт, который лучше хранится, удобнее в обращении и по своим свойствам больше похож на опилки, чем на навозную жижу, а благодаря теплу в системах сушки происходит снижение количества патогенов.

Подвох? Сушка навоза требует энергии. И здесь на помощь приходит отработанное тепло. Если вы используете биогазовую установку с системой комбинированного производства тепла и электроэнергии (CHP), улавливание этой тепловой энергии помогает сделать это решение практичным и устойчивым. Некоторые фермы выбирают анаэробное сбраживание в качестве предварительной обработки твердых веществ. Хотя биореакторы не стерилизуют материал, они уменьшают количество летучих твердых веществ и патогенов, а переработанное волокно часто легче сепарировать. Использование биореакторов также открывает возможности для производства энергии из биогаза и использования отработанного тепла.

Что же остается? Навоз в качестве удобрения после извлечения подстилки

Когда мы используем твердые фракции навоза в качестве подстилки, мы неизбежно изменяем состав того, что в конечном итоге попадает в яму и на поле. Если вы, как и я, задумываетесь о круговороте питательных веществ не меньше, чем о комфорте коров, то это изменение стоит обсудить. Когда мы отделяем твердые фракции для подстилки, мы фактически лишаем навоз углерода и органического азота. В зависимости от улавливаемых частиц, вместе с твердыми частицами может перемещаться еще и фосфор. Оставшийся жидкий навоз представляет собой более жидкую фракцию с более высоким содержанием аммония. В большинстве случаев навоз, попадающий в яму, становится более быстродействующим источником азота. Это неплохо. Это может быть выгодно для весенних стратегий внесения удобрений или подкормки, особенно если вам нужен быстрый эффект от азота.

Кроме того, эти твердые фракции не покидают ферму; они возвращаются в стойло, используются и снова собираются с навозом. При этом часть твердых частиц и органического азота разлагается на более мелкие фрагменты и аммиак. При повторном прохождении через сепаратор будет улавливаться меньше частиц, которые в конечном итоге попадают в хранилище. Задержанные питательные вещества остаются на месте и в конечном итоге либо проходят через сепаратор вместе с жидкостью, либо попадают на поле вместе с лишними твердыми частицами. Эти системы мало повлияют на баланс питательных веществ фермы, но могут изменить форму азота, когда он попадает на поле, или его соотношение из-за того, что часть остается в твердых фракциях.

Это не панацея, но идея, заслуживающая внимания.

Использование твердых фракций требует первоначальных инвестиций, последовательного управления и готовности переосмыслить некоторые аспекты вашей системы утилизации навоза. Однако в мире, где стоимость подстилки продолжает расти, а вопросы устойчивого развития с каждым годом становятся все более актуальными, стоит задаться этим вопросом. В конце концов, вы уже заплатили за корм, за корову, которая его пережевывает, и за сбор того, что выходит с другого конца. Почему бы не проверить, может ли этот навоз выполнить дополнительную работу, прежде чем попасть на поле?