Экологические проблемы птицефабрик белгородской области и пути их решения

Условно, в  разряд отходов птицеводческих хозяйств можно отнести птичий помет, сточные  воды, непищевые продукты убойных  цехов, павшую птицу, пух и перо. Но прежде чем приступить к анализу  состояния дел, имеющих прямое отношение  к отходам, вначале следует определиться с базовыми понятиями: основная продукция; побочные продукты; отходы производства – используемые и неиспользуемые, возвратные и безвозвратные; качество, свойства и степень опасности  отходов.

Чтобы дать объективную  оценку в этом споре сторон, вначале  необходимо провести соответствующие  уточнения терминов и определений: продукция, сырье, отход и др.

1. Основная  продукция – это та продукция,  для получения которой создано  и осуществляется данное производство. В птицеводстве это яйцо, диетическое  мясо птицы, пухо-перьевое сырье,  птицепродукты – полуфабрикаты  и различные готовые деликатесы. По окончании технологического  процесса основной продукт всегда  является товарным и имеет  стандарт и цену.

2. Побочный  продукт – дополнительная продукция,  образующаяся при производстве  основной продукции и не являющаяся  целью данного производства, но  пригодная как сырье в другом  производстве или для потребления  в качестве готовой продукции.  Это понятие требует более  глубокого анализа, результаты  которого будут нами приведены  после основных терминов и  определений. Побочные продукты  имеют самостоятельное экономическое  значение, отличаются от основной  продукции по своим физико-химическим  свойствам, агрегатному состоянию,  как правило, являются товарными,  имеют стандарт или технические  условия и установленную цену. При наличии в птицеводческих  хозяйствах нужных стандартов  и технических условий на пухо-перьевое  сырье, птичий помет, мясо-костную  муку – то эти вид продуктов  можно отнести в разряд побочных. Кстати, на птичий помет разработаны  и утверждены соответствующими органами Технические условия " Помет птичий для удобрения и приготовления компостов". Если при оценке его качественные показатели соответствуют тем, которые регламентированы указанными техническими условиями, то птичий помет к отходам относить нет никаких оснований.

3. Отходы производства  – это остатки сырья, материалов, которые образовались в процессе  производства основной продукции,  утратившие свои потребительские  свойства. На практике понятие  " отходы производства" весьма  динамично. Оно может меняться  с внедрением новых технологических  и технических решений в производственный  процесс птицеводческих хозяйств  и с изменением спроса на  вырабатываемую продукцию. Например, птичий помет является ценным  органическим сырьем при производстве  экологически чистых и высокоэффективных  удобрений. Полученная после переработки  пера птицы перьевая мука является  ценной кормовой добавкой в  рационах всех видов птицы. 

В решении  этих актуальных проблем не только в промышленном птицеводстве, но и  других отраслях АПК страны особое место принадлежит биотехнологии. Но, здесь следует признать, что  без помощи ученых - биотехнологов  проблема обеспечения экологической  безопасности птицефабрик России никак  не решить.

Накопленные по биотехнологии знания в настоящее  время широко используется в биологических  системах всех уровней, причем в самых  разнообразных отраслях науки, промышленного  производства, медицины, но в решении, так называемых птицеводческих экологических  проблем, биотехнология пока не заняла первое место. При переработке органических отходов все еще используют технологии, включающие физические методы воздействия  на сырье, высокотемпературные режимы с использованием большого количества тепловой и электрической энергии.

Такие технологии, в определенной степени перерабатывая одни органические отходы, образуют новые, порой более опасные для окружающей природной среды. Например, термическая сушка птичьего помета позволяет получать сухой стерильный продукт - концентрированное высокоэффективное органическое удобрение, но отработанные газы, поступающие из сушильного устройства, содержат газообразные вредные химические соединения, для нейтрализации которых требуется включение в технологический процесс термического дожига этих газов, что, безусловно, втрое удорожает использование этого способа.

Разрешите не останавливаться на использовании  биотехнологии и ее перспективах в такой важной части буквально  всех производств, как очистка и  обеззараживание сточных вод. Аэротенки, метантенки, биофильты и другие узловые агрегаты, используемые в станциях биологической очистки сточных вод, довольно глубоко изучены в теоретическом и практическом плане, а например биологическая переработка таких птицеводческих отходов как кровь, перо птицы, многочисленные технические отходы птицепереработки; эти виды побочной продукции птицефабрик, после соответствующей биологической переработки могли бы быть полностью и с большим эффектом вовлечены в хозяйственный аспект медицинской промышленности, при производстве лекарственных препаратов. Потенциал их использования в народном хозяйстве практически не ограничен. А результат их использования дает сразу два эффекта – экономический и экологический, со всеми положительными последствиями, как для предприятий, так и окружающей среды. Для этого нужно только более глубоко изучить каждый вид отхода, а микроорганизмы для его переработки всегда найдутся. Я с уверенностью это заявляю потому, что традиционные биотехнологии существуют уже более тысячи, они апробированы многими поколениями и их успешно используют при производстве продуктов питания, различных напитков, промышленных товаров, для повышения плодородия почв.

Отходы птицеводства следует различать по своему составу и следовательно, по способам утилизации. Навоз и помет - это совершенно разные виды отходов, каждый из которых имеет отличительные составы физико-химических характеристик. А эти характеристики предопределяют выбор соответствующих агрегатов, машин, рабочих органов, из которых и комплектуется та или иная технологическая линия. Еще дополнительно должен подчеркнуть - даже птичий помет имеет различные физико-механические и химические показатели. Они зависят от способа содержания птицы (напольное или клеточное), вида птицы: куры яичного или мясного направлений, индейки, утки, гуси, цесарки, перерепела, страусы, возраст 30 суток или 400 дней содержания. Все это необходимо учитывать при разработках биотехнологий по переработке не только птичьего помета, но и других видов птицеводческих отходов.

Традиционные  биотехнологии сложились на основании  эмпирического опыта многих поколений  людей, они характеризуются консерватизмом и сравнительно низкой эффективностью.

Но сегодня  современная биотехнология включает ряд высоких технологий, которые  базируются на последних достижениях  экологии, генетики, микробиологии, цитологии, молекулярной биологии. Принимая во внимание, что в современной биотехнологии  используются биологические системы  всех уровней: от молекулярно–генетического, до биогеоценотического (биосферного); при этом имеется возможность в промышленном птицеводстве создать принципиально новые биологические системы, не встречающиеся в природе. Биологические системы, используемые в биотехнологии, вместе с небиологическими компонентами (технологическое оборудование, материалы, системы энергоснабжения, контроля и управления) их принято называть рабочими системами, в которых найдут себе место микробиологический синтез, клеточная инженерия и генная инженерия. Современная биотехнология в птицеводстве может быть ведущим научным исполнителем направлении проведения таких работ как:

1. Промышленное  производство продуктов питания,  в первую очередь, белков и  незаменимых аминокислот. 

2. Повышение  плодородия почв, производство биологически  активных веществ для нужд  сельского хозяйства. 

3. Использование  биологических систем для производства  и обработки органических сырьевых  ресурсов птицеводческих предприятий. 

4. Использование  биологических систем для утилизации  отходов различного характера,  биологической очистки сточных  вод. 

5. Создание  организмов с заданными свойствами.

Промышленное  птицеводство является хорошим испытательным  полигоном для апробации развивающегося современного микробиологического  синтеза, открывшего антибиотики и  способы их производства с помощью  актиномицетов и грибов. Необходимо учитывать, что в настоящее время  микроорганизмы уже используются в  различных высоких технологиях: для производства антибиотиков, кормового белка, витаминов, гормонов, ферментов, стимуляторов роста. При микробиологическом синтезе, когда превращение одних веществ в другие происходит с помощью микроорганизмов исходным сырьем как раз могут быть органические отходы птицефабрик. Которые еще требуют своего глубокого изучения и их пока скрытый потенциал нам еще не известен.                                                                Следует признать, что технологические решения по переработке органических отходов биологическим способами в промышленном птицеводстве не имеют достаточной научной базы. Так, например, использование аэробной твердофазной ферментации органических смесей при производстве органических удобрений базируется на методе проб и ошибок.

3.Переработка отходов птицеводства.

 Отходы промышленного животноводства и особенно птицеводства сильно загрязняют окружающую среду. Во многих странах действуют общегосударственные и региональные программы по уменьшению отрицательного давления этих отходов на экологию.

Птицефабрика  на 400 тыс. несушек получает в год  такое количество помета, что при  разложении его выделяется около 700 т биогаза, в том числе 450 т метана (65%), 208 т углекислого газа (30%), 35 т  водорода, индола, скатола, сероводорода, аммиака и других соединений (5%). Ущерб экосистеме от такого выброса  оценивается в 440 млн руб., поэтому  как никогда актуален поиск альтернативных методов утилизации отходов и  сегодня предложены следующие способы: вывоз на поля нативного помета, навоза или стоков, компостирование, переработка навоза и помета на корм, применение биоэнергетических методов  и новых технологий утилизации помета, создание рыбоводно-биологических  прудов и др.

Вывоз на поля

В старину, при  экстенсивном ведении хозяйства, коров  с небольшими удоями содержали прежде всего для получения навоза. Концентрация скота на единицу земельных угодий была очень низкой. Навоз накапливали  около фермы или вывозили на поля, где он постепенно превращался в  перегной.

Сегодня при  таком способе внесения возникает  ряд проблем. Во-первых, перевозка  громадного количества стоков (содержание сухого вещества 2-5%) требует немалых  средств, во-вторых, почва, подземные  и поверхностные воды заражаются инвазионными, инфекционными и токсическими элементами, в)третьих, это ведет  к накоплению нитратов, меди и цинка  в зерне, траве и водных источниках. В связи с этим в некоторых  штатах США, например, запретили применение нативного птичьего помета в качестве удобрения.

Компостирование

Этот метод  требует специальных площадок, техники  и большого количества торфа, соломы и других материалов, снижающих содержание влаги. При соблюдении технологии получают биогумус хорошего качества, однако до 30-40% питательных веществ теряется в виде газов.

Основные  способы компостирования можно  рассмотреть на примере куриного помета.

На площадку насыпают крошку торфа слоем 30-40 см (используют погрузчики, тракторные прицепы, разбрасыватели, автосамосвалы), поверх нее - помет (при влажности помета 75% и торфа 65% соотношение 1:1). Затем  все перемешивают и с помощью  бульдозера формируют бурт. Ширина компостного бурта - 3-4 м, высота - 2, длина - не менее 6-8 м. Сверху бурт укрывают торфом. В холодное время года компост  хранят в течение двух, в теплое - одного месяца.

Смеситель СА)100 для приготовления компостов  разработан Украинским НИИМиЭ сельского  хозяйства. Технология предусматривает  цикличное смешивание на наклонной  плоскости бурта торфа с полужидким пометом, что обеспечивает равномерный  биотермический процесс. Этот способ позволяет  в 2-3 раза уменьшить сроки компостирования, надежно обеззаразить удобрение  и максимально снизить активность семян сорняков.

Для получения  по американской технологии препарата  Фермвей в кирпичное здание загружают  предварительно приготовленную на площадке с твердым покрытием торфопометную  смесь (1:1). После загрузки массу специально обдувают, что вызывает бурное развитие термомезофильных бактерий. Процесс  длится 5-7 дней.

Для улучшения  товарных качеств продукта его дорабатывают на дезинтеграторе, дозаторе, стерилизаторе-обезвоживателе, грануляторе. В технологической  линии есть приборы контроля температуры, влажности и содержания кислорода  в воздушной среде аэрации. Фермвей  используют в США как органическое удобрение, подстилку для животных и птицы, а также включают в  рационы бычков на откорме.

Ускоряют  переработку помета штаммы бактерий или грибков под общим названием "эффективные микроорганизмы".

В личных и  приусадебных хозяйствах большим спросом  пользуется высушенный куриный помет (пудрет). Стоимость полукилограммовых  пакетов достигает 18 руб.

Удельная  масса помета обратно пропорциональна  содержанию сухого вещества. В клетках  помет более влажный.

Помет в качестве корма

Поскольку около 40% питательных веществ корма  не переваривается и выделяется с  пометом, возникла идея использовать его  для кормления животных и птицы. При высоких температурах куриный  помет обеззараживали, удаляли из него перо, пух и семена сорняков. Полученный продукт, содержащий 20-30% сырого протеина, в смеси с комбикормом  давали бычкам. При замене 33 и 50% концентратов пудретом получали суточные привесы 870-896 г.

В Англии птичий помет ферментируют, обрабатывают муравьиной кислотой и с добавками мелассы  скармливают бычкам. У фирмы "ДеЛаваль" есть более 30 вариантов биологического обеззараживания навоза. По одной  из технологий навоз направляют скребками  и транспортером в центрифугу, где до 95% взвешенных частиц отделяют от влаги. Твердую фракцию с 36% сухого вещества выдерживают 3 месяца в специальном  хранилище, потом гранулируют и  дают скоту вместе с силосом.

Применяют навоз  для приготовления специальных  силосов - вестлажа и навосажа. В  США, например, делают следующие смеси: 57% коровьего навоза и 43% сена; 42% дробленой  кукурузы, 12% кукурузного силоса и 40% свиного навоза. При откорме бычков используют около 0,5 млн т мочевины, которую частично заменяют птичьим  пометом как в чистом виде, так  и с опилками. Овцы и козы охотно поедают вестлаж из 40% навоза крупного рогатого скота, 12% сенной резки и 12% дробленой кукурузы. Жидкую фракцию  навоза в аэротенках микробиологическим методом превращают в белок одноклеточных, который оседает в виде активного  ила.

В Молдавии свиной навоз влажностью 80-85% подвергали кислотному гидролизу. Твердая фракция (лигнин) шла на удобрение, а жидкая - для  получения кормовых дрожжей. Технология их культивирования несложная, но культуральная  жидкость содержит большое количество хлоридов и сульфатов, от которых  трудно избавиться. Гидробаротермический метод требует больших энергетических затрат и дорогостоящего оборудования из нержавеющей стали, и это делает его нерентабельным.