Наука: новости и статьи
Биотехнологические методы решения экологических проблем при переработке животноводческих стоков
В современных условиях промышленного сельскохозяйственного производства, особенно остро стоит вопрос решения проблем охраны окружающей среды и создания благоприятных для жизни человека условий.
Вопросы переработки животноводческих стоков являются одним из важнейших, требующих своего решения. Особое место занимают стоки свинокомплексов.
Основная деятельность свинокомплексов промышленного типа наряду с производством свинины, должна быть направлена на экологизацию производства путем переработки и эффективного использования в качестве органических удобрений всего объема получаемого навоза. Это позволитперевести предприятия на безотходные технологии, повысить продуктивность сельскохозяйственных угодий и рационально использовать природные ресурсы.Высокий агрономический, экономическийи социальный эффектыоправдают произведенные затраты.
Резкие и неприятные запахи органического происхождения в местах размещения свинокомплексов создают неудобства и для работников предприятия, и людей, находящихся в непосредственной близости. Значительное содержание аммиака и сероводорода в воздухе производственных помещений, приводит к снижению аппетита животных, ослаблению иммунитета, провоцирует агрессивное поведение, в результате чего заметно снижаются экономические показатели производства. Для решения вышеназванной проблемы создаются препараты для обеззараживания,переработки навозных стоков на основе бактерий, обладающих комплексом высокой ферментативной и антимикробной активности к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам.
Микробиологическая трансформация отходов становится все более востребованным способом переработки стоков, так как онапредпочтительнее химических или физических процессов в силу осуществления одновременно совокупности реакций в естественных условиях. Кроме того, микроорганизмы способны модифицировать практически любой субстрат и использовать неосвоенные элементы среды. В силу широкого спектра субстратной специфичности их ферментов микроорганизмы имеют преимуществаперед другими способами переработки органических отходов.
Исключительность мира микроорганизмов состоит в том, что, несмотря на малые размеры, их клетки обладают огромной поверхностью по сравнению с объемом и весом, и это определяет теснейшую связь микроорганизмов со средой обитания (субстратом). «Микробная клетка может рассматриваться как биологическая машина широкого спектра действия, пока недоступная для полного понимания всех механизмов ее функционирования, но по своим возможностям далеко превосходящая все технологические системы, сконструированные человеком в XX веке. Практическое использование этих созданных природой «биологических машин» чрезвычайно разнообразно. Микробиологическая трансформация не идет в сравнение с другими способами биотрансформации органических соединений. Сфера возможного использования ферментативной активности микроорганизмов для превращения экзогенных веществ практически беспредельна.Широкий спектр ферментных систем, чрезвычайно высокая адаптивность дают совершенно неожиданный эффект активной жизнедеятельности микроорганизмов в любых субстратах. Выяснение механизмов, контролирующих активность микроорганизмов в субстратах, чрезвычайно затруднено, поскольку регуляция метаболизма микробной клетки — очень сложный процесс» (Сидоренко О.Д., 2003).
Составы биопрепаратов, дозировки и условия применения позволяют регулировать микробную переработку отходов, интенсифицировать минерализацию исходного субстрата и активизировать биосинтез новых соединений.
Биопрепараты, применяемыев комплексе используемых мер, должны обеспечить выполнение ветеринарно-санитарных и санитарно-гигиенических требований эксплуатации свинокомплексов при минимальных расходах воды, гарантированную охрану окружающей среды от загрязнения навозными стоками, высокий уровень механизации производственных процессов удаления навозных стоков свинокомплексов.
Переработка свиных стоков достаточно сложная задача.Для ее решения специалистами ООО «НТЦ БИО» проведена многолетняя работа по исследованию и подбору штаммов микроорганизмов с высокой антагонистической, ферментативной и деструктивной активностью, в наибольшей степени обеспечивающих снижение содержания вредных веществ в стоках.Цель – разработкабиопрепарата, который должен обеспечить значимое снижение содержания аммиака и сероводорода в воздухе производственных помещений, улучшить санитарно-гигиенические условия содержания животных и работы производственного персонала. Обработанные биопрепаратом стоки должны обладать повышенными удобрительными качествами при использовании их в качестве органических удобрений.Необходимо также ликвидировать неприятные запахи, возникающие при внесении стоков на поля.
Были сформулированы задачи:
- Устранить резкие и неприятные запахи за счет снижения вредных газов в производственных помещениях (сероводорода и аммиака);
- Улучшить гомогенность стоков с помощью ускоренной ферментации дляускорения слива ванн и лагун;
- Улучшить условия труда, купировать запахи в окружающей среде;
- Доказать экономическую эффективность применения биологических методов переработки стоков;
В результате комплексных микробиологических, биохимических и биотехнологических исследованийООО «НТЦ БИО» совместно со специалистами научных и производственных организаций страны разработали и организовали производство биопрепарата «Санвит К» для биотрансформации животноводческих стоков.
Проведены широкие производственные испытания с целью:
- Показать эффективность «Санвит-К» для улучшения микроклимата в производственных корпусах;
- Исследовать изменение физико-химических свойств стоков при использовании «Санвит-К» и перераспределение действующего вещества в жидкой фазе;
- Оценить технико-экономические показатели применения «Санвит-К».
Проведены многочисленные эксперименты и аналитические работы по оценке эффективности обработки свиных стоков препаратом «Санвит К» в разной дозировке и с разными схемами применения.
В настоящее время в соответствии с поручением Губернатора Белгородской области«Санвит- К» проходит широкую производственную проверку в хозяйствах. Полученные результаты в свиноводческих хозяйствах показали, что применение препарата позволяет достичь снижения уровня концентрации аммиака в воздухе производственных помещений свиноводческих комплексов на 25-70%, снижения уровня содержания сероводорода на 23- 50%, повышения содержание общего азота в свиноводческих стоках в 1,2- 2,5 раза.При этом отмечается позитивное влияние на животных (удалосьполучить увеличение среднесуточного привеса поросят на 4,2-12%), создаются более комфортные условия для обслуживающего персонала.
Особого внимания производственников заслуживает весьма редкий факт: затраты на решение экологических проблем окупаются за счет увеличения привесов и повышения сохранности животных благодаря созданию более комфортной среды в помещениях их содержания.
Под действием «Санвит-К» происходят очень важные в технологическом отношении процессы: исчезает «шапка» органического материала над жидкой фазой в ванне, происходит гомогенизация стока за счет образования суспензии, предотвращаются залежи осадка, который становится легко подвижен и удаляем, что позволяет сократить расход используемой воды.
Показано, что навозные стоки под действием препарата «Санвит К» за 20 дней очищены по ХПК на 15-28 %.
На основании полученных результатов можно с уверенностью утверждать, что ДБА «Санвит К» является эффективным биопрепаратом для обработки органических отходов. За счет эффективнойбиотрансформации органических веществ в стоках достигается значительное снижение неприятных запахов. «Санвит К»опосредовано оказывает позитивное влияние на животных, улучшает производственные показатели, создавая также более комфортные условия для обслуживающего персонала и людей, проживающих на территориях, близлежащих к сельхозобъектам и полям внесения стоков.
Обработанные стоки с повышенной биологической активностью нужно рассматриватькак источник питательных веществ, как носитель дополнительной эффективности сельскохозяйственного производства.
Потенциальные возможности биотехнологий для переработки отходов сельского хозяйства, в частности животноводства, и технология применения продуктов на их основе является новым направлением научно-производственного взаимодействия. Его реализация требует эффективного сотрудничества различных специалистов дляполучения синергетического эффекта в результате совершенствования существующих технологий и их эффективного применения.
Разработанный биопрепарат ДБА «Санвит К» применяется в хозяйствах Белгородской, Курской, Воронежской, Новгородской, Псковской, Тамбовской, Тверской, Московской областях, в Ставропольском крае и Республике Татарстан.
На примере применения «Санвит К» показано, что биотехнологическими методами может быть найдено не только решение экологических проблем, но и получения дополнительной прибыли за счет применения отходов сельского хозяйства. По приблизительной оценке эффективность применения препарата в стоках объемом 10 млн. м3 в год может составить только в земледелии до 800 млн. рублей.