Дегельминтизация навоза

Препятствием на пути повсеместного применения свежих экскрементов животных с целью максимального использования находящихся в них питательных веществ для сельскохозяйственных культур является зараженность их яйцами и личинками гельминтов, которые поступают от животных с твердой частью (калом). В полужидком навозе яйца и личинки гельминтов находятся во взвешенном состоянии, а в жидких и навозных стоках в основном выпадают в осадок. При разделении жидкого навоза и навозных стоков гравитационным методом они практически полностью выпадают в осадок, а при механическом способе и отстаивании в потоке часть яиц и личинок гельминтов может поступать и в жидкую фракцию. Вследствие этого возникает необходимость дегельминтизации навоза, подлежащего использованию в качестве органического удобрения под те сельскохозяйственные культуры, которые смогут употребляться в сыром виде (кормовые, пропашные).

Дегельминтизация твердой фракции и подстилочного навоза, а также навозного компоста осуществляется биотермическим способом при влажности до 75 %. Дегельминтизируемые материалы укладываются в бурты высотой до 2 м, шириной по верху до 2...2,5 м и любой длины. Поверхность буртов прикрывается соломой, торфом или другим рыхлым материалом, обеспечивающим свободный доступ кислорода (из воздуха) к аэробной микрофлоре, окисляющей органику компостной смеси. При окислении происходит выделение тепла и внутри бурта смесь разогревается до 56...60 °С. При такой температуре яйца и личинки гельминтов погибают, а семена сорных трав теряют всхожесть.

Дегельминтизация твердой фракции и компоста с соломой при влажности до 70 % биотермическим способом в теплый период года завершается за 3...4 недели, а в холодный период, если бурт формируется сразу до проектных размеров, при температуре воздуха до минус 3 °С завершается за 2...3 месяца и зависит от суммарной температуры воздуха в период биотермического процесса. Бурты биотермического обеззараживания формируются на грунтовых площадках, рядом с угодьями, где предусматривается использование дегельминтизируемых материалов. Грунтовые площадки подготавливаются способом выравнивания поверхности и уплотнения грунтов, а также устройства по контуру площадок канав и каналов для сборки поверхностных вод и жижи.

Дегельминтизация твердой фракции свиного навоза в отстойниках-накопителях периодического действия происходит при выдерживании ее в весенне-летний период в течение не менее 3,5 месяца. Полужидкий навоз можно дегельминтизировать безводным аммиаком (в концентрации 2 % к объему обрабатываемой массы и экспозиции – 2 суток) непосредственно в карантинных емкостях или в секциях навозохранилищ в теплый и холодный периоды, в том числе при наличии на поверхности замерзшего слоя навоза. В этом случае безводный аммиак, который подается через лунки в замерзшем слое, вступает в реакцию с водой, выделяя тепло, под воздействием которого происходит оттаивание замерзшего слоя.

Дегельминтизация полужидкого навоза биологическим методом пре­дусматривает выдерживание его в секциях навозохранилищ, дно и откосы которых выполнены из армированного бетона. Срок выдерживания полужидкого навоза крупного рогатого скота составляет 6 месяцев, полужидкого навоза свиней – 12 месяцев. Однако этот метод неэкономичен и может применяться в исключительных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании. Дегельминтизация жидкой фракции навоза достигается при выдерживании в секциях прудов-накопителей и течение не менее 4 суток. За этот период все личинки и яйца гельминтов выпадают в осадок. Однако следует иметь в виду, что в теплый период и секциях прудовнакопителей возможно брожение выпавшего на дно осадка, в результате чего некоторые частицы органического происхождения могут всплыть на поверхность, увлекая за собой яйца и личинки гельминтов, а следовательно, и поступить вместе с жидкостью в стационарную оросительную сеть или мобильные средства орошения. Чтобы избежать этого, необходимо забирать жидкость на высоте около 0,6 м от дна пруда и место всасывания огораживать, исключая таким образом возможность попадания в сеть орошения донного осадка и всплывающих частиц.

Все виды дегельминтизированного навоза и его фракции могут использоваться под любые сельскохозяйственные культуры и вноситься в любое время года, за исключением зимнего периода, когда температура воздуха опускается ниже минус 10 °С и высота снежного покрова превышает 20 см.

Переработка навоза в биогаз.Традиционное использование навоза и качестве органического удобрения в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства требует принятия дополнительных мер по сохранению экологического равновесия в природе. Высокая концентрация животных приводит к резкому увеличению объема выхода навоза, сточных вод и других органосодержащих отходов производства в расчете на единицу площади. Ограниченная восприимчивость сельскохозяйственных угодий к повышенным дозам органических удобрений, основу которых составляет навоз сельскохозяйственных животных, часто приводит к загрязнению грунтовых вод и воздушного бассейна, создает благоприятную среду для биологической зараженности почвы вредными микроорганизмами. Для устранения этих негативных явлений необходима специальная технологическая обработка навоза, позволяющая повысить концентрацию питательных веществ в единице его объема, устранить неприятные запахи, подавить патогенные организмы, снизить (или вообще ликвидировать) содержание канцерогенных веществ. Современные методы технологической переработки навоза в органическое удобрение и кормовые добавки в той или иной степени позволяют решить данные задачи. Однако это требует дополнительных затрат энергии, что в условиях ограниченности природных энергоресурсов не всегда экономически целесообразно.

Перспективным направлением решения проблемы является анаэробная переработка навоза в биогаз. Она основана на его свойстве выделять горючий газ в процессе разложения при хранении без доступа воздуха. С развитием науки и техники был раскрыт биологический механизм этого явления, а также найдены пути к управлению процессом биологического разложения навоза в анаэробных условиях с образованием биогаза-газовой смеси, содержащей метан, углекислый газ, сероводород и др.

Благодаря высокому содержанию метана (до 70 %) биогаз может гореть. Оставшаяся после такой естественной переработки масса представляет собой качественное обеззараженное органическое удобрение. Во многих странах мира уже созданы, испытаны и введены в эксплуатацию малогабаритные фермерские и крупные промышленные предприятия по переработке навоза в биогаз.

Образование метана происходит в результате анаэробного разложения органических отходов. Этот процесс включает два этапа (рис. 31). На первом – сложные органические полимеры (клетчатка, белки, жиры и др.) под действием природного консорциума, или сообщества разнообразных видов анаэробных бактерий, разлагаются до более простых соединений, летучих жирных кислот, низших спиртов, водорода и окиси углерода, уксусной и муравьиной кислот, метилового спирта. На втором этапе метанообразующие бактерии превращают органические вещества в метан, углекислый газ и воду.

Хранение навоза.Для хранения навоза в хозяйствах должны быть оборудованы навозохранилища. Практика показывает, что их отсутствие и вывозка навоза непосредственно в поле приводят к большим его потерям.

В неблагоприятную погоду (дожди, весеннее бездорожье, метели), а также во время напряженных полевых работ навоз на поле не вывозят. Значительную его часть выгружают в кучи возле животноводческих помещений, где он выщелачивается осадками, заносится снегом и замерзает. Еще хуже дело обстоит, если навозохранилища нет, а навоз не вывозят. В этих случаях весь навоз сваливают беспорядочно около животноводческих помещений, он втаптывается в грязь, талые и дождевые воды вымывают из него питательные вещества, около животноводческих помещений создается антисанитарная обстановка.

Рис. 31. Схема процесса метанообразования

При наличии навозохранилища не только сохраняется качество навоза и улучшаются санитарные условия, но и уменьшаются затраты труда на вывозку его в поле, так как вывозится уже подготовленный навоз, потерявший 20...30 % массы.

Вопрос о типе навозохранилища следует решать с учетом условий и возможности эффективного использования существующих типов машин. Так, навоз в открытых штабелях быстро высыхает, поэтому необходимо устраивать навозохранилище котлованного типа, где навоз разлагается с меньшими потерями азота и органического вещества, чем в наземном навозохранилище. Емкость навозохранилища определяется количеством животных, продолжительностью стойлового периода и сроком компостирования.

Для доведения подстилочного навоза до полуперепревшего состояния при плотной укладке в весенне-летний период требуется 2...3, а в зимнее время – 3...4 месяца. Простейшие навозохранилища для твердого навоза строят открытого наземного типа. Чаще всего это несколько углубленные (на 0,5 м) площадки с твердым покрытием, с уклоном в сторону жиже­сборников, объем которых не менее 3...5 м³.

Для того чтобы навоз не выветривался, вдоль длинных сторон площадки или с одной стороны устраивают стенку из бетона, дерева или делают земляную насыпь высотой 1...1,5 м. Штабелевать навоз начинают вдоль одной из торцевых сторон хранилища. Штабеля укладывают шириной 2...3 м и высотой не менее 2 м. Только при достижении такой высоты продолжают наращивать штабель в длину, что предохраняет навоз в штабеле от промерзания, позволяет достичь плотной укладки и снизить потери питательных веществ.

После укладки одного штабеля закладывается другой. Наиболее продуктивным считается навозохранилище, обеспечивающее временное хранение (не менее 2...2,5 месяца) навоза у животноводческого помещения с последующей перевозкой на поле. Это позволяет перевезти основную массу удобрений в наиболее свободное зимнее время с использованием на транспортировке автомобилей, прицепов и навозоразбрасывателей. Бесподстилочный навоз в хозяйствах используют как компонент для приготовления торфо-навозных компостов. При этом получают органическое удобрение, близкое по физико-механическим свойствам к подстилочному навозу. Его транспортируют и вносят при помощи автомобилей, прицепов и навозоразбрасывателей.

Для накопления жидкого навоза следует строить прифермские и полевые хранилища. Первые располагаются возле животноводческого предприятия на минимально допустимом расстоянии, вторые – в районе сельскохозяйственных угодий. Строят их секционными, причем для оптимального обеззараживания число секций должно быть не менее трех. Суммарный рабочий объем их не должен превышать 6-месячного объема навоза (фракций), получаемого с предприятия.

На свиноводческих предприятиях навозохранилища для неразделенного на фракции бесподстилочного навоза, как правило, не предусматриваются, так как их необходимо оборудовать устройствами для гомогенизации, что увеличивает эксплуатационные расходы, потери биогенных веществ, электроэнергии. При хранении и дегельминтизации твердой фракции на прифермской территории обычно оборудуются незаглубленные водонепроницаемые площадки, окаймленные канавами, или хранилища, заглубленные до 2 м. Для сбора и удаления жижи из хранилищ предусматриваются жижесборники, поэтому дно хранилищ выполняется с уклоном 0,003 в сторону жижесборника.

Хранить и дегельминтизировать твердую фракцию (биотермическим способом) можно в полевых условиях на участках с глубоким залеганием грунтовых вод и наличием слабофильтрующих или нефильтрующих грунтов. Жидкая фракция бесподстилочного навоза свиней и крупного рогатого скота накапливается и хранится в секционных прудах-накопителях, в непосредственной близости от животноводческих предприятий, благодаря чему сокращается длина трубопроводов и линии электросети, а также сохраняется относительно высокая температура жидкой фракции. В зимний период это уменьшает вероятность замерзания выходных оголовков подающей сети, снижает протяженность дороги к прудам, дает возможность постоянно наблюдать за наполнением прудов и их техническим состоянием.

Выносить пруды-накопители к орошаемым полям допускается лишь в исключительных случаях (например, использование бросовых земель возле животноводческого предприятия для строительства прудов и др.). Размещаются они на участках с относительно равномерным геологическим строением или на возвышенностях для максимального удаления дна пруда от уровня грунтовых вод и лучшей организации поверхностного водоотвода. Пруды-накопители должны иметь санитарно-защитные зоны и находиться на расстоянии от животноводческих помещений не менее 60 м и от жилой застройки – не менее 500 м. Их нельзя располагать в замкнутых долинах, котловинах и на других территориях, не обеспеченных естественным проветриванием. Они должны размещаться с подветренной стороны господствующих ветров. Территорию с прудами-накопителями огораживают, устраивают поверхностный водоотвод и высаживают деревья (защитные лесополосы) шириной до 10 м. ↑