Биологическая переработка жидкого навоза

Биологическая переработка навоза или его жидкой фракции осуществляется экстенсивным и интенсивным способами. При первом способе под­лежащая переработке масса сливается в лагуны глубиной 2-3 м, где органическая часть навоза в основном отстаивается и выпа­дает в осадок, а верхний — жидкий слой частично испаряется. Объем сооружений принимают из расчета 1,2 м³ лагуны на 1 кг свиного навоза, получаемого ежедневно. В лагуне проходят два процесса разложения навоза: сверху — аэробный, а в донной части — анаэробный. После нескольких лет отстоя лагуны дол­жны очищаться.

Несмотря на относительно низкую стоимость переработки и хранения, этот способ в условиях умеренного климата, повышен­ного уровня грунтовых вод и огромных суточных поступлений, как правило, не приемлем из-за опасности промерзания, загрязнения воздушной среды и грунтовых вод. К тому же анаэробный про­цесс разложения в лагунах протекает крайне медленно.

Для интенсификации процесса разложения и осаждения орга­нической массы в навозе применяют системы переработки, осно­ванные на аэробном процессе, которые обобщенно можно разде­лить на две группы: системы аэрации с использованием активного ила и системы с использованием биологических фильтров.

Аэробные системы очистки жидкой фракции основаны на дей­ствии микроорганизмов, использующих кислород и разлагающих органические вещества на углекислый газ и воду с грязевым остат­ком. По степени интенсивности окислительного процесса аэробные системы можно подразделить на аэробные пруды с естественной аэрацией, аэробные лагуны или биологические пруды с механиче­ской аэрацией, окислительные траншеи и аэротенки. Аэрация в них обеспечивается роторными, щеточными или воздушно-турбинными аэраторами. При этом значительно ускоряется осаждение твердой фракции жидкого навоза или органического вещества и уменьшается интенсивность запаха.

Объем лагуны 0,6 м³, а пруда (при глубине его 0,9-1,5 м) — 4,75 м³ на 1 кг сырого навоза, получаемого ежедневно. Американ­ские специалисты считают, что на свинью массой 60 кг необхо­димо отводить 20-40 м² площади биопруда при глубине его 1 м. Процесс очистки в лагунах и прудах происходит только в теплое время года, поэтому применение их ограничено в условиях уме­ренного и холодного климата.

За рубежом получили распространение окислительные тран­шеи, расположенные под полом свинарника или вне его (рис. 24). В траншеях процесс идет более интенсивно, поскольку вся масса энергично перемешивается и хорошо снабжается кислородом. Глу­бина окислительных траншей, как правило, принимается 0,6-1,2 м, объем — 0,23 м³ на одно животное массой – 65-70 кг. Про­должительность обработки навоза в окислительной траншее 50-90 сут, при этом БПК₅ снижается на 80-86%.

Рис. 24. Схема окислительной траншеи, расположен­ной под полом свинарника: 1 — аэрационный канал с аэратором; 2 — хранилище

Иногда окислительные траншеи устраивают двухступенчатыми или с доочисткой стоков в биопруде. Для аэробной обработки на­воза применяются глубокие (до 4 м) железобетонные резервуары с механической или пневматической аэрацией, рассчитанные на цикл в 20-50 сут. Технологические процессы в системах такой биологической обработки подразделяются на «холодные» (темпе­ратура аэрируемой массы 0-24°С), «теплые» (25-41°С) и «го­рячие» (42-60°С).

Более эффективными являются «теплый» и «горячий» процессы, при которых органическое вещество разлагается мезо- и термо­фильными микроорганизмами. Технологические процессы в этом случае протекают экзотермически, т. е. разлагаемая масса само­согревается, температура ее повышается до 50-70 °С, благодаря чему достигается термическое обеззараживание навоза от яиц гельминтов.

Наиболее интенсивно процесс разложения органического веще­ства происходит при аэрации перерабатываемой массы с помощью сжатого воздуха. После очистки, основанной на «теплом» и «горя­чем» способах обработки жидкого навоза или его жидкой фрак­ции, выпавший в осадок ил может использоваться на удобрение.

В системах биофильтра жидкая фракция очищается путем фильтрации ее через липкую пленку бактериальной среды, обвола­кивающей поверхность соломы, стружек, пластика, деревянных планок или других наполнителей. Пленка разрушает остатки орга­нического вещества жидкости, идущей через фильтр тонким слоем.

На практике для переработки жидкого навоза используются одно­временно обе системы (активного ила и биологического фильтра).

Жидкий навоз, прошедший такую биохимическую очистку, по­дается в отстойники, где разделяется на твердую и жидкую со­ставляющие. Твердую часть используют как удобрение, жидкую — подают на полив либо на доочистку с последующим возвратом ее в оборот для рециркуляции в системе навозоудаления.

Применять биологический метод обработки жидкого навоза без предварительного разделения его и глубокого выделения пита­тельных веществ целесообразно только на небольших фермах, так как длительная обработка потребует строительства дорого­стоящих сооружений большой вместимости.

Весьма перспективными представляются также способы допол­нительной очистки жидкой фракции с помощью некоторых видов растений и водорослей, которые могут быть использованы на корм животным, а также в качестве питательной среды для развития дрожжей.

Проводятся опыты по гидролизу и выращиванию кормо­вых дрожжей на среде, полученной из свиного навоза. По пита­тельной ценности они оказались близкими к стандартным кормо­вым дрожжам. Предварительные расчеты показали, что 100 т жид­кого навоза после гидролиза могут обеспечить получение около 1 т кормовых дрожжей (в пересчете на абсолютно сухую массу).

Заслуживают внимания работы сотрудников ВИЖа и Новоси­бирского государственного университета, в которых предполагается перерабатывать навоз посредством культивирования на нем кормо­вых беспозвоночных животных (червей, личинок) и получения из них белковой муки. На 1 т сухого вещества навоза получают 500 кг живых личинок, содержащих 11 % белка.