Журнал «Агротехника и технологии»
Вместе с ростом производства мяса птицы и свинины в России увеличился и объем отходов животноводства, что сделало задачу по их утилизации и переработке как никогда актуальной. Каждый сельхозпроизводитель сегодня сталкивается с вопросом: что делать с отходами?
Многие решают, что проще и вернее от отходов избавиться (например, вывезти на поля или сжечь). Другие считают, что при правильном подходе обуза может превратиться в прибыльный актив — надо только выбрать эффективную технологию. Ведь использование высокотехнологичных процессов переработки позволяет трансформировать отходы в ценнейший источник материала — белок, энергию, удобрения
Переработка отходов в органические удобрения
Если отходы после убоя с/х животных перерабатывают в мясо-костную и кровяную муку, то с утилизацией навоза, помета и навозных стоков существуют огромные проблемы. «Мало кто знает, что от одной птицефабрики средней мощности (40 тыс. кур-несушек или 10 млн цыплят-бройлеров) ежегодно поступает от 35 до 83 тыс. тонн пометной массы и свыше 400 тыс. м³ сточных вод с повышенной концентрацией органических компонентов, — констатирует Дмитрий Северинов, представитель фирмы Agrico Eesti (инжиниринговые услуги, поставка комбикормового оборудования и другой сельскохозяйственной техники и технологий). — Если же говорить о КРС, то всего одна ферма (4,5 тыс. голов) в год дает 175 тыс. тонн навозных стоков. А свинокомплекс на 4,8 тыс. свиноматок (120 тыс. откормочных свиней в год) в сутки (!) поставляет около 400 м³ навозных стоков».
На эти же проблемы указывает и заведующий лабораторией Всероссийского НИИ пищевой биотехнологии (г. Москва) Вячеслав Кудряшов. По его данным, на средней птицефабрике по производству яиц образуется около 200 м3/сут. жидкого и полужидкого куриного помета (КП), содержащего 3-5% и 18-20% сухих веществ соответственно. ХПК (химическое потребление кислорода, характеризует загрязненность стоков органикой) помета на таких предприятиях очень высокое — от 30 до 120 г/л (миллиграммы кислорода на литр испытуемой воды). При этом экологически наиболее опасен бесподстилочный КП (БКП), потому что одновременно загрязняет почву, грунтовые воды и воздух.
«Согласно расчетам, бесподстилочный навоз и помет по уровню химического загрязнения окружающей среды в 10 раз более опасны по сравнению с коммунально-бытовыми отходами, — добавляет Дмитрий Северинов. — Они относятся к категории нестабильных органических контаминаторов и, по данным Всемирной организации здравоохранения, являются фактором передачи более 100 видов различных возбудителей болезней животных и человека».
Как известно, навоз, полученный на действующих предприятиях в результате содержания животных и птиц, традиционно собирают и хранят в гигантских искусственных котлованах — навозохранилищах, где он по прошествии не менее 8-12 месяцев утрачивает свои опасные качества и постепенно превращается в удобрение, которое можно вывозить на поля для повышения плодородия почвы.
Так поступает, например, группа компаний «ПРОДО» (растениеводство, производство кормов, свиноводство и птицеводство, мясопереработка, молочное производство). «Основная масса отходов компании (помимо отходов убоя) — это свиной навоз и куриный помет, — говорит Сергей Тимченко, директор по производству группы «ПРОДО». — Навоз и помет мы используем в качестве удобрения. Выдерживаем положенный срок (несколько месяцев) и отправляем в поля».
В настоящее время большинство вновь строящихся и реконструируемых животноводческих комплексов применяют современные технологии жидкого навозоудаления, которые предполагают использование значительного количества воды. В результате работы таких систем образуются значительные объемы жидкого навоза. А так как жидкий навоз служит ценным органическим удобрением, то наиболее эффективным является его использование на полях для экономии затрат на минеральные удобрения при выращивании культур. Однако сразу же вносить навоз на поля запрещено действующими нормами, поэтому повышение экономической рентабельности животноводства напрямую зависит от эффективности работы системы подготовки, хранения и внесения навоза в поля.
«На большинстве промышленных животноводческих предприятий образуется жидкий бесподстилочный навоз. Огромные объемы этого вида отхода и вызывают трудности. Завышенный расход технологической воды, поступающей в навоз, и нехватка технических средств может привести к переполнению навозохранилищ, что чревато экологической катастрофой», — объясняет масштаб проблемы Ирина Щеголева, начальник отдела ООС машиностроительного завода «Поток» (производство и продажа оборудования для утилизации навоза, шланговые системы).
Действительно, на сегодняшний день вопрос переработки навозных стоков у большинства животноводческих хозяйств стоит на первом месте, говорит Юлия Шевцова, представитель компании Bauer Group (оборудование для переработки и утилизации навоза на животноводческих комплексах, оросительные системы). Прежде всего это связано с увеличением поголовья и новыми технологиями содержания коров, объясняет она. Раньше было достаточно просто утилизировать навозные стоки, так как максимальное количество коров не превышало 200-300 голов на одной ферме. Уборка навоза происходила вручную, а транспортировка на поля осуществлялась в обычном рабочем режиме. Теперь же, при поголовье 2-3 тыс. голов, навоза стало в 10 раз больше, и возникла необходимость автоматизированной уборки.
Для большинства современных хозяйств в порядке вещей предусмотреть оборудование для переработки. И здесь возможны два варианта, рассказывает Шевцова.
Первый — централизированная система навозоудаления, когда все стоки со всех дворов направлены в единый приямок (предлагуну), из которой навоз перекачивается насосом в лагуны, где происходит его хранение (8-12 месяцев перед внесением на поля).
Поскольку лагуны сегодня в основном строят пленочные, а не бетонные, в них необходимо осуществлять перемешивание мешалками стационарного или мобильного типа, чтобы исключить накопление осадка и суметь получить однородное органическое удобрение, рекомендует Шевцова.
В частности, в настоящее время получает распространение прогрессивное, экологически обоснованное решение по применению миксеров-аэраторов, которые служат не только для перемешивания, но и для одновременной дезодорации навоза, отмечает генеральный директор машиностроительного завода «Поток» Михаил Леонов.
«Среди высокотехнологичных решений в этой области — полностью автоматизированные плавающие мешалки-амфибии, которые заезжают в лагуну, перемешивают донные осадки и плавающую корку из твердой фракции навоза и выезжают обратно, повторяя это действие по мере необходимости», — добавляет Сергей Перегудов генеральный директор компании «Биокомплекс».
В противном случае происходит процесс расслоения навоза, и в дальнейшем при выкачивании уходит лишь жидкая часть, а твердая продолжает расти, из года в год увеличиваясь в размерах, предупреждает Шевцова из Bauer Group. Большинство фермеров, не предусмотрев лагунное перемешивание, столкнулись с данной проблемой. Известны случаи, когда хозяйствам пришлось закапывать пленочные лагуны и строить новые, а это не только серьезные затраты, но и сложности с поиском места расположения нового участка для хранения навоза вблизи фермы.
Еще один вариант решения проблемы, продолжает она, — также централизированная система навозоудаления в единый приямок, но с последующей сепарацией навозных стоков на жидкую и твердую фракции. Этот вариант, по мнению всех специалистов, предпочтительнее, поскольку использование сепаратора сразу решает несколько вопросов. Например, объемы лагун, требуемые для хранения будущего жидкого органического удобрения, по оценке Шевцовой из Bauer Group, можно сократить на 30% (по мнению других экспертов — на 10-20%) по сравнению с объемом навозных стоков до сепарации, а сроки хранения сепарированной жидкости в отстойниках уменьшаются в 2 раза. При этом ее легче перекачивать на расстояния и вносить на поля, что обеспечивает лучший рост растений и повышает эффективность и рентабельность данной технологии.
«Жидкая фракция — идеальное органическое удобрение, использование которого позволит существенно снизить расходы на минеральные удобрения, — говорит Перегудов. — При разделении на фракции объем необходимых накопителей уменьшается в 1,5 раза (!), соответственно сокращаются затраты на их строительство».
В свою очередь, внесение навоза на поля тоже осуществляется двумя способами: транспортировкой бочками с поверхностным и внутрипочвенным внесением и перекачиванием навоза напрямую из лагуны многошланговой системой. Второй вариант предполагает наличие около лагуны дизельной насосной станции, которая закачивает навоз и подает его по шлангам на расстояние 2 км до поля. Шланг крепится к трактору, на котором установлены орудия для внесения навоза в почву, поясняет Шевцова.
Внесение навоза в почву в качестве удобрения — самый естественный способ переработки и утилизации, считает Андрей Бондаренко, специалист направления «Оборудование для ферм» компании GEA (производитель системных решений для производства продуктов питания с широким спектром обрабатывающих отраслей промышленности). Он обращает внимание, что навоз важно не просто вылить, выгрузить или разбросать, а в нужное время распределить по поверхности в правильном количестве или правильно внести — инжектировать в почву. Для разных культур требуется своя технология или свой способ (в зависимости от этого цистерны-жижевозы или шланговые системы могут оснащаться несколькими типами орудий для внутрипочвенного или поверхностного внесения).
Выбор цистерн-жижевозов и шланговых систем сегодня огромный, подчеркивает Андрей Бондаренко, добавляя, что последние предназначены для больших объемов, которые необходимо транспортировать на значительные расстояния от навозохранилища до поля.
На стоимость внесения жидких видов удобрений в значительной мере влияет тип используемых технических средств, продолжает Михаил Леонов. Гидромеханическое оборудование — шланговые системы — позволяют экономить на эксплуатационных затратах (по сравнению с мобильным транспортом), и эта экономия может достигать в зависимости от дальности транспортирования и объема цистерн 100-200%. Также, по опыту Леонова, при больших объемах навоза, превышающих 50 тыс. м3 в год, капитальные затраты на приобретение шланговых систем оказываются ниже по сравнению с покупкой техники — тракторов с цистернами.
Сергей Перегудов уверен, что наиболее выгодно вносить жидкую фракцию с помощью шланговых систем, которые могут покрывать расстояние до 12 км, увеличивая дальность перекачки на 30%. По его расчетам, одна шланговая система с производительностью внесения 200-250 м³/час и стоимостью 200 тыс. евро плюс трактор с цистерной и вспомогательное оборудование по своей эффективности равняются пяти бочкам 25-30 м3 и пяти тракторам.
Все больше компаний — среди которых, например, Великолукский свиноводческий комплекс — ориентируются на разделение навоза на фракции, твердую и жидкую, как наиболее экономически эффективную ресурсосберегающую систему.
Как рассказывает Перегудов, самый высокотехнологичный проект в этой сфере реализовала группа «АгроПромкомплектация» совместно с компанией GEA, увеличившая глубину разделения на фракции и степень очистки отходов. Так, разделению на предприятии подвергается до 80% твердых составляющих навоза. При этом используются продвинутые машины центрифужного типа вместо сепараторов. «Такой подход позволяет компании существенно сэкономить на мешалках, так как накопители c неразделенным навозом требуют больших затрат на интенсивное перемешивание, а также на другом оборудовании», — объясняет специалист.
По его словам, на этапе строительства экономия капитальных затрат на системы переработки навоза и внесения органических удобрений в почву составила порядка 15-20%.
Об экономии нужно задумываться при выборе площадок под строительство животноводческих предприятий, обращает внимание Михаил Леонов. Транспортирование и внесение жидких удобрений на основе навоза — довольно дорогостоящее мероприятие, и размер этих затрат зависит от дальности их перемещения. По его мнению, самый экономичный и экологически обоснованный вариант получается при расположении предприятия в центре полей, имеющих достаточную площадь для внесения годового объема удобрений.
Самой большой ошибкой, превращающейся в экологическое бедствие, становится строительство и реконструкция животноводческих предприятий без выделения достаточных площадей для внесения навоза, подчеркивает Ирина Щеголева из машиностроительного завода «Поток». По ее словам, на свинокомплексах бывают ситуации, когда площади утилизации навоза на порядок меньше требуемых. Но экологического благополучия и агрономической эффективности применения удобрений на основе навоза можно достигнуть только в случае соответствия площадей утилизации поголовью животных. «Если у предприятия нет собственных сельскохозяйственных земель, то обязательно должна быть возможность арендовать площади соседних предприятий для внесения удобрений», — говорит Щеголева.
Зачастую на просторах СНГ все, что связано с технологиями хранения и утилизации навозных стоков, финансируется по остаточному принципу, особенно это видно на примере молочных комплексов, проекты строительства которых вообще могут не предполагать наличия навозохранилищ. Либо же навозохранилища выведены в некую следующую очередь, на которую нет полноценного финансирования, либо в основной бюджет проекта не включена техника и оборудование для обслуживания лагун и утилизации навозных стоков. В результате, когда предприятие начинает полноценно функционировать, остро встает вопрос, куда деть появляющиеся ежедневно немалые объемы навоза или с помощью какого оборудования эти накопленные объемы навозных стоков регулярно и эффективно перемешивать, откачивать, транспортировать и утилизировать, соглашается с Щеголевой Андрей Бондаренко.
Для сравнения он приводит ситуацию в Европе, где на основе принципов экологической безопасности при разработке нового проекта фермы или проекта по увеличению поголовья фермы исходят из площади возделываемых угодий, которыми располагает фермер. В зависимости от этого определяется численность поголовья скота и, соответственно, размер навозохранилищ. А в некоторых странах существуют программы по государственному софинансированию приобретения фермером современного, эффективного оборудования для обслуживания лагун и утилизации навозных стоков.
Как ни странно, в ряде хозяйств к проблеме утилизации навоза не относятся как к чему-то сверхтрудному и невыполнимому. В частности, в СХП «Лосево» Ленинградской области (молзавод, кормозаготовка, фермы по разведению КРС молочных и мясных пород — всего около 1600 голов) уверены, что для хозяйств, занимающихся КРС, не должно быть особых проблем с утилизацией отходов. Главное — грамотно наладить этот процесс. В «Лосево» весь навоз используется как удобрение. Недавно здесь установили автоматизированную систему навозоудаления флеш-флюм и три системы сепарирования навоза «Лагуна», объем каждой из которых составляет 10 тыс. м³.
Благодаря этому в «Лосево» автоматизировали процесс удаления навоза, а также получили возможность более эффективно вносить его в поля. Жидкую фракцию используют в самом начале посевной в период вегетации, а твердую — при перепашке, тем самым получая лучший результат при кормозаготовке.
Кстати, современные решения предполагают не только переработку навозных стоков, но и получение массы дополнительных преимуществ, подчеркивает Юлия Шевцова из Bauer Group. К таким решениям относится, например, переработка жидких стоков навоза в подстилку для КРС.
По словам специалистов, стоимость оборудования для сепарации навоза с целью получения подстилочного материала составляет от 6 млн руб. для 1 тыс. голов КРС. В случае применения такого оборудования хозяйство ежедневно будет получать осветленную жидкую навозную фракцию, направляемую в лагуны, а также 7-8 кг подстилочного материала на одно стойломесто. Как отмечает Андрей Бондаренко, рентабельности можно достичь уже через два года за счет снижения первоначальных инвестиций в приобретение резиновых матов и матрасов для стойломест, а также за счет снижения стоимости бетонных работ из-за другой (облегченной) конструкции бокса животного. В некоторых хозяйствах, обращает внимание Шевцова, удавалось достичь увеличения количества лактаций коров, сокращения риска мастита, низкого уровня получения травм ног и вымени, сокращения расходов на производство, хранение и транспортировку того или иного подстилочного материала (соломы, опилок, песка).
