Утилізація і переробка відходів тваринництва

Екологічні проблеми тваринницьких комплексів

План

Екологія тваринництва

Лекція 9

1. Екологічні проблеми тваринницьких комплексів

2. Утилізація і переробка відходів тваринництва

В сучасних умовах застосування інтенсивної технології тваринництва призводить до появи певного ряду екологічних проблем. Серед них першочергове значення набувають: евтрофікація водойм, нагромадження патогенної мікрофлори та забруд­нення атмосфери сірководнем, аміаком, молеку­лярним азотом.

Ступінь загального забруднення значно залежить від кількісної та якісної характеристики гнойових стоків, до складу яких, як правило, входять: екскременти тварин, залишки кормів, вовна та ще­тина, і технологічна вода. Добовий вихід екскрементів може досягати 30кг на одну тварину.

На забруднення атмосфери суттєво впливає неправильне зберігання і використання безпідстилкового гною. При відкритому способі зберігання випаровується аміак, молекулярний азот та інші його сполуки. Газоподібні продукти розпаду зумовлюють неприєм­ний запах.

Рідкий гній містить значну кількість патогенних орга­нізмів, наявність яких є причиною поширення ін­фекційних хвороб, при його анаеробному розкладі утворюються шкід­ливі гази (сірководень, аміак), жирні кисло­ти, аміни та інші сполуки з неприємним запахом.

Попадання безпідстилкового гною і стоків у ґрунт призводить до його бактеріального зараження. Патогенні бактерії зберіга­ються в ґрунті полів зрошення протягом 4-6 місяців. Сіль­ськогосподарські культури, які вирощують на таких полях, заражуються патогенними бактеріями. Крім того створюються сприятливі умови для розповсюдження яєць гельмінтів.

Тваринницькі комплекси сильно забруднюють поверхневі во­дойми та підземні води. Велика кіль­кість біогенних елементів, яка надходить у ці джерела викликає масове отруєння водних організмів, різко зростає кількість аміаку і зменшується вміст кисню.

При розміщенні комплексів необхідно враховувати відстань до населених пунктів та наявність достатньої землеробської площі для використання гною, витримувати обґрунтовані норми навантажень поголів’я на 1га, використовувати стоки, розбавлені поливною водою при дощуванні, застосовувати зелені насадження.

Важлива і просторова ізоляція. Для великих комплексів санітарна зона повинна бути достатньою: птахофабрики – 2,5км, комплекси ВРХ – 3км, свинарські –10-15 км і більше.

Усі сто­ки тваринницьких комплексів підлягають утилізації. Ряд технологічних схем передбачає розподіл рідкого гною на тверду й рідку фрак­ції. Тверду фракцію окремо нагромаджують, вона проходить карантин, біотермічно знезаражується і вивозиться на поля під заорювання. Рідку фракцію накопичують у ємкостях-сховищах для очищення механічними та біологічними методами або вивозять безпосередньо на поля для по­ливу культур.

Найпоширеніший спосіб механіч­ного розподілу рідкої та твердої фракцій – використання відстійників. Осад, що виділяється із стічних вод, видаляють з відстійників, не допускаючи загнивання та ущільнення, його вологість становить 72—93 %.

Біологічні методи знезараження стоків ґрунтуються на хімічному окисленні органічних речовин та пригніченні або знищенні патогенних мікроорганізмів активним мулом чи плівкою. Мікроорганізми, що містяться в субстраті, за наявності кисню переводять органічні речовини в міне­ральні сполуки. Процеси окислення й інактивації протікають у спеціа­льних спорудах – біологічних фільтрах, аеротенках, біо­логічних ставках або на полях зрошення і фільтрації.

Біологічні фільтри являють собою металеві або залізо­бетонні резервуари, заповнені фільтрувальним матеріалом (шлак, керамзит, гравій, пластмаса).

Аеротенки використовують для біологічного очищення великої кількості стічних вод. Вони являють собою бетонні або залізобетонні резервуари, через які повільно протікає суміш активного мулу і попередньо відстояної стічної ріди­ни. Для підтримання мулу в завислому стані й подачі кис­ню рідину безперервно аерують. Активний мул являє собою субстрат, заселений мікроорганізмами, здатними адсорбува­ти й окислювати органічні речо­вини стічних вод.

Біологічні ставки бувають двох типів: окислювальні (аеробні) та відновні (анаеробні). Інтенсивність знезараження досягаєть­ся за допомогою аерування мікроводоростями, які активно поглинають мінеральні сполуки та підлужують сере­довище, що сприяє інгібітуванню сапрофітної й патогенної мікрофлори.

Додатковим способом очищення стоків є використання їх для поливу сільськогосподарсь­ких культур. При зрошуванні стічними водами відбувається ґрунтове доочищення, підвищується вміст у ґрунті органічної речовини, зменшується його кислотність і поліпшуються фізико-хімічні властивості. При цьому необхідно враховувати, що компоненти стоків можуть виявитися факторами переда­чі збудників інфекцій, у тому числі загальних для тварин і людини. Тому для використання гнойових стоків необхідно підбирати земельні ділянки із спокійним рельєфом, що запобігало б надходженню стоків у водойми та підгрунтові води, а також витримувати 30-денну перерву між остан­нім зрошенням кормових угідь і почат­ком їх використання. Крім того важливо правильно визначити гранично допусти­мий рівень внесення гною. Якщо культури виносять менше елементів живлення, ніж вноситься з добривами, то вони будуть вимива­тися з ґрунту, забруднюючи підгрунтові води.

У теплий період року ефективною є безвідходна технологія, яка включає гравітаційний розподіл стоків на фракції. Тверду фракцію компостують, біотермічно знезара­жують і використовують як добриво. Рідка фракція надходить у ставок-нагромаджувач, а потім у секційні рибоводно-біологічні ставки (водоростеві, рачкові, рибоводні).

У водоростевому ставку створюються спри­ятливі умови для життєдіяльності фітопланктону. Водорос­ті утилізують біогенні елементи стоків і збагачують сере­довище киснем, що прискорює очистку стоків. На цій стадії активно розвивається біомаса бактерій, простіших і водоростей.

Із водоростевого ставка стоки, збагачені продуктами ме­таболізму, надходять у рачковий ставок, де очищення досягає ступеня, який забезпечує можливість активного розвитку личинок різних видів комах, веслоногих і різних видів рачків-фільтратів.

Із рачкового очищені стоки надходять у рибоводний ставок. Середовище міс­тить біомасу водоростей та зоомасу, яка є кормом для мальків коропа.

Для знезараження твердої фракції гною во­логістю не вище 70% використовують біотермічний метод, оснований на ут­воренні високої (60°С) температури і витримуванні протягом одного місяця в теплий період ро­ку і двох місяців у холодний. Якщо вологість переви­щує 70%, термін збільшують до 5-6 місяців.

Альтернативною концепцією утилізації гною є використання у якості джерела енергії. Високий енергетичний потенціал дає можли­вість використовувати його в якості субстрату для інших ор­ганізмів, палива та обігрівання приміщень.

Одним із шляхів раціонального використання енергії рідкого гною є його метанове зброд­жування, при якому знешкоджуються стоки, утворюється метан і зберігається органічне добриво.

Метанове бродіння здійснюється в три етапи. На першому етапі відбувається гідролітичне розщеплення високомолекулярних сполук (полісахаридів, жирів, білків) до низькомолекулярних органічних речовин (цукрів, гліцерину, жирних кислот, амінокислот). На другому етапі за участю кислот-утворюючих бактерій вони перетворюються в орга­нічні кислоти (масляну, пропіонову, молочну) та їх солі. При цьому утворюються також спирти, вуглекислий газ, водень, а потім сірководень і аміак. На третьому етапі бакте­рії утворюють вуглекислий газ і метан. При цьому властивості гною як добрива зберігаються в так званому шламі, який є більш цінним і ефективним за гній. Різниця в урожайності культур може досягати 40%.

Іншим шляхом утилізації гною є отримання з нього білкових продуктів методом біологічної переробки. В екскрементах тварин міститься велика кількість орга­нічних добрив, здатних служити поживним субстратом для різних мікроорганізмів: бактерій, дріжджів, пліснявих гри­бів, мікроскопічних водоростей, а також личинок мух і до­щових черв'яків. Цей метод дає можливість трансфор­мувати складні органічні сполуки, а також розвинуту супутню мікрофлору в кормову зообіомасу, яку після знезараження використову­ють на корм тваринам. Найбільш поширенішим є виробництво кімнатної мухи з подальшою переробкою личинок на борошно.

Біологічна переробка гною дозволяє отримувати велику кількість біодобрив. Так переробка гною за допомогою дощових черв'яків (вермикультура) дозволяє переробляти субстрат у два нових екологічно чистих продукти: біомасу черв'яків та гранульоване гумусне органічне добриво. 1га площі вермикультури протягом теплого періоду року здатен переробити близь­ко 1300 т гною, а його продукція становитиме 25т біл­кового корму і 400т біогумусу.

Використання біомаси червів у тваринництві дозволяє економити на білкових кормах і отримувати екологічно чисту продукцію. Використання біогумусу дає можливість значно підви­щити якість і кількість врожаю, стійкість культур до хвороб, скоротити витрати на перевезення гною. Ефективна дія перевищує дію звичайного гною у 15-20 разів.

Дата добавления: 2014-01-06