Обеззараживание жидкого навоза: история вопроса и варианты решения

Производство сельскохозяйственной продукции (мяса, молока, яиц и др.) характеризуется образованиям большого количества отходов жизнедеятельности коров, свиней и птицы. Чтобы оценить масштабы проблемы, достаточно взглянуть на цифры. В среднем выход навоза и его производных (стоков) от одной коровы составляет до 55 кг/сутки (20,1 тонн/год), свиньи – до 12 кг/сутки (4,38 тонн/год) и птицы – 0,6 кг/сутки (0,219 тонн/год). Наиболее распространенным способом уборки фермерских помещений является гидросмыв, т.е. воздействие на навоз мощной струи воды, пущенной по наклонному полу. Только одна ферма крупного рогатого скота на 4500 голов дает в год около 175000 тонн навозных стоков.

Экологическая составляющая проблемы навозных стоков

По потенциальному уровню загрязнения окружающей среды жидкие навозные стоки являются намного опаснее коммунально-бытовых стоков. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, в жидком навозе встречается более 100 возбудителей болезней человека и животных, включая сальмонеллез, лептоспироз, сибирскую язву, бруцеллез, колибациллез и др.

Способы утилизации жидкого навоза

Несмотря на последние достижения науки, в данный момент на территории большинства стран бывшего СССР практически отсутствуют животноводческие фермы, которые для переработки образующихся отходов используют полноценные очистные сооружения. Зачастую применяются специальные котлованы (лагуны), куда помещаются отходы. Там они разделяются на жидкую и твердую части, после чего вывозятся на поля в качестве удобрения. Возможен также вариант вывоза на городские очистные сооружения, но этот вариант используется редко.

В Евросоюзе подобные действия вот уже как больше десяти лет запрещены на законодательном уровне из-за опасности проникновения отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных в грунт и водоемы. Это приводит к снижению качества продукции растениеводства, а также росту заболеваемости населения и животных.

Как разрабатывались способы утилизации навоза в СССР. История вопроса

Наличие проблемы утилизации жидкого навоза сельскохозяйственных животных в СССР постепенно привело к созданию специального отдела в 1970 году. В его состав входили две лаборатории, основным заданием которых был поиск эффективных решений задач уборки и подготовки к последующему использованию навоза свиней и крупного рогатого скота.

Несколькими годами ранее в одном из научно-исследовательских институтов Полтавы группа ученых и инженеров под руководством Д.Д. Логвиненко разрабатывает и начинает исследовать новый аппарат, в последствии получивший название аппарата вихревого слоя ферромагнитных частиц. Первые эксперименты доказывают огромный потенциал аппарата в случае его применения для измельчения и активации различных веществ, гомогенизации, интенсификации технологических процессов и др. Далее начинается успешное внедрение аппарата вихревого слоя в действующие производственные линии по всему Советскому Союзу.

Аппарат вихревого слоя привлекает внимание отдела, занимающегося разработкой инновационных способов обработки жидкого навоза. Проводятся исследования потенциала от его внедрения, сотрудники отдела получают патенты, некоторые из них выходят в соавторстве с Д.Д. Логвиненко.

Полученные теоретические и практические результаты позволили рекомендовать аппарат вихревого слоя ферромагнитных частиц в «Ветеринарно-санитарных правилах подготовки к использованию в качестве органических удобрений навоза, помета и стоков при инфекционных и инвазионных болезнях животных и птицы», утвержденных в августе 1997 года (рисунок 1).

Обеззараживание жидкого навоза: история вопроса и варианты решения

Рисунок 1 – Фрагмент «Ветеринарно-санитарных правил подготовки к использованию в качестве органических удобрений навоза, помета и стоков при инфекционных и инвазионных болезнях животных и птицы»

Среди прочего, в них отмечается, что обработка прошедшего через измельчитель жидкого навоза влажностью 95 – 97% во вращающемся электромагнитном поле в аппаратах с вихревым слоем АВС-150 (индуктор которого питается переменным током напряжением 380 В и частотой 50 Гц, потребляемая мощность 1,6 кВт) с ферромагнитными частицами (d – 1-2 мм, l – 5-20 мм) в рабочей камере массой 400-700 г обеспечивает обеззараживание их от вегетативной патогенной микрофлоры за 60 с, а при увеличении массы ферромагнитных частиц до 800 г дезинфекция происходит за 30 с. Использование в технологической линии нескольких аппаратов АВС позволяет обеззараживать навозные стоки в потоке.

Преимущества аппаратов вихревого слоя при обработке жидкого навоза

В начале нового столетия интерес к аппарату вихревого слоя как части технологических линий по обработке жидкого навоза не упал, о чем свидетельствуют исследования независимых групп ученых, появление очередных патентов и защиты диссертаций.

Обобщая опубликованные результаты, можем выделить следующие положительные факторы использования аппаратов вихревого слоя при обработке навоза:

1) Ликвидация стадии карантинной выдержки навоза за счет полного обеззараживания и уничтожения гельминтов и их яиц, а также сорняков.

2) Жидкий навоз можно использовать в качестве удобрения сразу после обработки в аппарате вихревого слоя.

3) Часть обеззараженного сырья также может использоваться для повторного гидросмыва, что актуально для регионов с дефицитом водных ресурсов. Реализация системы замкнутого водооборота позволит добиться большой экономии.

4) Аппарат вихревого слоя обеспечивает высокий уровень гомогенизации, благодаря которому сокращаются затраты при хранении, погрузке и использовании жидкого навоза.

мельницы сверхтонкого помола

Рисунок 2 – Аппарат вихревого слоя АВС-150

GlobeCore – производитель аппаратов вихревого слоя для линий обеззараживания жидкого навоза

Компания GlobeCore занимается разработкой и производством аппаратов вихревого слоя ферромагнитных частиц как для технологических линий обработки жидкого навоза сельськохозяйственных животных, так и для других промышленных применений.

Один из последних проектов предусматривает разработку линии обеззараживания навоза производительностью 120 м3/сутки. Блок схема данной линии приведена ниже.

Обеззараживание жидкого навоза: история вопроса и варианты решения

Обеззараживание жидкого навоза: история вопроса и варианты решения

Рисунок 3 – Блок-схема линии обеззараживания навоза: 1 – насос резервуарный; 2 – приемный резервуар; 3 – емкость для добавок; 4 – аппарат вихревого слоя АВС-150; 5 – сборник с мешалкой; 6 – насос-дозатор с электроприводом; 7 – сепаратор; 8 – расходомер; 10 – датчик потока; 11 – погружная мешалка

В заключение приводим список литературы, из которой можно больше узнать как о самом аппарате вихревого слоя, так и об особенностях его применения при обеззараживании и утилизации жидкого навоза сельскохозяйственных животных.

Рекомендуемая литература по теме

  1. Логвиненко Д.Д. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем / Д.Д. Логвиненко, О.П. Шеляков. – К.: Техніка, 1976. – 144 с.
  2. Ветеринарно-санитарные правила подготовки к использованию в качестве органических удобрений навоза, помета и стоков при инфекционных и инвазионных болезнях животных и птиц.
  3. Морозов П.М. Методические рекомендации по реконструкции и техническому переоснащению животноводческих ферм / М.П. Морозов, П.П. Гриднев, В.Ф. Липатников и др. – М.: Росинформагротех, 2000. – 254 с.
  4. Ферровихревой аппарат для обеззараживания жидкого свиного навоза : диссертация … кандидата технических наук: 05.20.02 / Адошев Андрей Иванович. – Ставрополь, 2011. – 190 с
  5. Гриднев П.И. Научные основы совершенствования экологически безопасных, энергоресурсосберегающих систем уборки и подготовки навоза к использованию / П.И. Гриднев, Т.Т. Гриднева // Вестник ВНИИМЖ. –2015. – №2(14). С. 83 – 88.
  6. Домашенко Ю.Е. Ресурсосберегающие технологии по подготовке животноводческих стоков для орошения сельскохозяйственных культур / Ю.Е. Домашенко, С.М. Васильев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). – Краснодар: КубГАУ, 2015. – №02(106). С. 568 – 579.
  7. Белышев, А.С. Утонет ли Россия в навозе?