ОГБПОУ «новгородский агротехнический техникум»

 

 

 

 

 

 

 

Исследовательский проект «Энтомологический метод переработки птичьего помета»

 

 

 

 

 

 

 

Разработчики:

 

Лысенко А.М., стулентка

 

Комисова М.М., студентка

 

Привалов Е.В., студент

 

Курбатов В.В., студент

 

Матвеева Д.А., студентка

 

Руководитель проекта:

 

Извозчикова М.В., преподаватель

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1               ОПИСАНИЕ     ПРОБЛЕМЫ.    ЦЕЛИ        И       ЗАДАЧИ   3 ПРОЕКТА

2               СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ КУРИНОГО ПОМЕТА    5

3               ПЕРЕРАБОТКА ПОМЕТА В УСЛОВИЯХ ООО 7 «БЕЛГРАН-КОРМ-ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД»

4               ПЕРЕРАБОТКА ПОМЕТА ЛИЧИНКМИ МУХ   7

1        ОПИСАНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

 

Птицеводство  — отрасль  животноводства, в задачу которой входит разведение сельскохозяйственной птицы. Основные направления птицеводства  — яичное и мясное. Побочная продукция  — пух, перо. 

В Новгородской области птицеводство представлено  двумя крупными агропромышленными предприятиями ООО «Белгранкорм - Великий Новгород» и ООО «Новгородский бекон».  

ООО «Новгородский бекон» –животноводческий комплекс замкнутого цикла, с промышленным производством свинины,  говядины и мяса кур. Основным видом деятельности завода является – выпуск и изготовление различных видов мясной продукции.

Помет птицы, как и другие отходы от деятельности птицефабрик, создает немалые проблемы с его утилизацией. Он насыщен микроэлементами. Но в тоже время, в большом количестве помет — это ядовитая суспензия, загрязняющая окружающую среду.

Проблема защиты окружающей  среды от загрязнения птичьим пометом, сточными водами и непищевыми отходами птицепереработки является сейчас актуальной практически для всех птицеводческих хозяйств Российской Федерации.

Практически все птицефабрики РФ оказались в сложной экологической ситуации, так как накапливаемый птичий помет стал серьезным источником загрязнения окружающей среды

Цель проекта – обосновать выбор оптимального способа утилизации куриного помета. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1.     Изучены факторы, влияющие на экологическую обстановку;

2.     Изучены существующие способы переработки отходов птицеводства;

3.     Изучен метод переработки помета в условиях ООО «Белгранкорм - Великий Новгород».

4.     Предложен альтернативный способ переработки птичьего помета.

 

В настоящее время  промышленное птицеводство в нашей стране по праву считается наиболее динамичной и наукоемкой отраслью мирового агропромышленного производства. 

Помет птицы, как и отходы от деятельности птицефабрик, создает немалые проблемы с его утилизацией. 

Куриный помет относится к третьей категории опасных веществ из-за содержание азота, который находится в форме мочевой кислоты, окисляющей почву. При ее разложении выделяется аммиак. По статистике средняя птицефабрика на территории РФ ежегодно вырабатывает более 20 тыс. тонн помета, который практически не перерабатывается, образуя пометные озера без признаков жизни флоры и фауны. 

Под воздействием осадков из него вымываются токсические компоненты, загрязняющие рядом находящиеся водоемы и подземные воды, делая их непригодными к какому либо использованию. 

На земле после пометных хранилищ долгое время ничего не растет, пока не пройдет биорекультивация земли. В то же время помет является хорошим сырьем для производства эффективных сельскохозяйственных удобрений и биологических кормовых добавок без ущерба для экологии. 

По данным Всемирной организации здравоохранения помет и сточные воды птицеводческих предприятий, могут быть фактором передачи более 100 возбудителей инфекционных и инвазионных болезней. Поступающий из птичников помет в значительных количествах контаминирован возбудителями инфекционных  и инвазионных болезней, в том числе опасных для человека.  

Патогенная микрофлора длительное время способна сохранять жизнеспособность, особенно в органических отходах птицефабрик. Так, например, возбудители сальмонеллеза и колибактериоза сохраняют жизнеспособность в помете в течение 12 месяцев, а возбудителей туберкулеза – 18 месяцев. 

Своевременное непринятие принудительно-предупредительных мер по утилизации этих отходов привело к тому, что многие птицефабрики, размещающиеся около крупных городов и поселков, стали оказывать негативное действие на санитарно-экологическое состояние окружающей природной среды. 

В конечном итоге наносится серьезный экономический, экологический и социальный ущерб не только сельскохозяйственным землям, но и жителям близлежащих населенных пунктов, влияя на их здоровье и генофонд населения.

 Птичий помет, как удобрение теряет свои ценные удобрительные свойства и представляет постоянную угрозу экологическому благополучию населению и соседним хозяйствам.

Поэтому при разработках высокоэффективных технологий по утилизации отходов птицефабрик особое  значение придается выполнению таких требований как: 

1.   Создание         условий      по      выполнению        ветеринарно-санитарных требований; 

2.   Получение высококачественной и экологически безопасной побочной продукции, обеспечение надежной защиты окружающей природной среды от загрязнения побочными продуктами переработки отходов.

 

 

 

2        СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ КУРИНОГО ПОМЕТА

 

В процессе работы над проектом были изучены информационные источники и выделены основные существующие способы утилизации куриного помета: 

1.     Вывоз помета на поля

2.     Компостирование

3.     Использование в качестве корма для с/х животных 

4.     Биоэнергетические методы  утилизации

5.     Выращивание вермикультуры

 

Вывоз на поля  

При использование этого способа 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  странах запрещено 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.

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 обеззараживают, удаляют из него перо, пух и семена сорняков. Полученный продукт, содержащий 20-30% сырого протеина, в смеси с комбикормом дают бычкам. При замене 33 и 50% концентратов пудретом получали суточные привесы 870-896 г. Данный метод требует значительных затрат на обеззараживание и очистку помета.

Биоэнергетические методы  утилизации  Такие методы решают сразу несколько задач: 

-    сбора и переработки отходов птицефабрик с улавливанием и нейтрализацией вредоносных биогазов, 

-    получение экологически чистых удобрений,

-    получение метана для мини-ТЭЦ, газообразного топлива для автотракторной техники, обеспечения работы бесфреонового охладителя, производства «сухого» льда, соды и т.д.

Реализация биоэнергетических методов утилизации предполагает закупку, установку и обслуживание дорогостоящего оборудования с длительным сроком окупаемости.

 

Вермикультура  

 

Использование калифорнийского или иной селекции червя (например, «старателя») получило широкое распространение во многих странах. При этом преследуется три цели: утилизация отходов, получение кормового белка и повышение плодородия почвы.

Биомаса червей - отличный белковый корм для птицы и свиней, способный, однако, аккумулировать соли тяжелых металлов, действуя как биологический «насос». 

Свежий помет для выращивания червей непригоден из-за наличия в нем продуктов, ядовитых для червей. Поэтому его сначала компостируют обычным способом. Влажность созревшей смеси должна составлять примерно 75% при нейтральной кислотности.  Оптимальная температура для развития червей — около — 22 ^оС.

Есть предложение использовать биомассу для приготовления микробиологических сред.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3        ПЕРЕРАБОТКА ПОМЕТА В УСЛОВИЯХ ООО «БЕЛГРАН-

КОРМ-ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД»

 Также в процессе работы над проектом мы изучили способы пререработки помета в условиях ООО «Белгранкорм-Великий Новгород». Предприятие утилизирует помет методом компостирования. 

 

 На предприятии рактикуется  клеточное и подстилочное содержание птицы. В качестве подстилки используют в основном опилки. ( Слайд 19) Влажность подстилочного помета не более 50%. Безподстилочный помет имеет более высокую влажность (до 70%).

 Помет из птичников транспортируется на централизованные площадки и формируется буртами, которые в процессе переработки периодически подвергается ворошению с помощью ворошителя-аэратора «Бахус».   В течении первых двух недель бурт подвергается ворошению через 1-2 дня, третью и четвертую неделю – через каждые 3 дня, температура помета достигает 70ºС. 

 После четырех недель переработки формируется гумусный слой. Полное перегорание всех вредных  веществ в помете происходит после 6 – 8 недель переработки. В этот период ворошение проводят 2 раза в неделю. Затем процесс останавливают. На 8 неделе переработки осуществляют отбор проб для анализа качества готового гумуса.  

На протяжении восьми недель переработки помета постоянно замеряется температура и влажность, данные заносятся в журнал, также в журнале отмечается процесс ворошения. Если влажность превышает допустимые нормы – добавляют помет с подстилкой, если влажность ниже допустимого предела – добавляют помет без подстилки.

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4     ПЕРЕРАБОТКА ПОМЕТА ЛИЧИНКМИ МУХ

 

Проанализировав преимущества и недостатки основных методов утилизации птичьего помета, и предлагаем альтернативный способ утилизации помета – энтомологический метод, который позволяет работать как с твердой, так и с жидкой фракцией помета.   

 

Экологически чистая технология переработки куриного помета личинками домашних мух разработана Всероссийским научно-

исследовательским институтом животноводства совместно с рядом других научных учреждений.

 Суть технологии состоит в том, что в качестве корма для личинок насекомых – копрофагов используются органические отходы животноводства.

 Личинки мух, выращенные на органических отходах, обладают потрясающей энергией роста, их масса увеличивается в течение недели в 300-500 раз.

Через 5-6 суток из 1 т тонны птичьего помета получают около 100 кг биомассы личинок мух и около 700 кг биогумуса.  Биомасса личинок комнатной мухи - полноценный белковый корм для свиней, телят, птицы, пушных зверей, рыб.    

В нем содержится 50 % протеина, 14% жира, 10% клетчатки, 7% безазотистых экстрактивных веществ, 15% золы, а также около 4 % биологически активных веществ.

Биогумус, полученный после переработки экскрементов личинками мух, - высокоэффективное органическое удобрение.

Энтомологический метод в его современном виде включает три основных этапа: 

1.     Получения яиц для засева помета. 

2.     Переработка помета и получение биомассы личинок мух и зоокомпоста.

3.     Переработка личиностной биомассы.

 

 Технологическая схема процесса включает в себя следующие операции: 

1.     Приемка помета

2.     Заполнение лотков пометом

3.     Заселение в помет яиц мух

4.     Выращивание  личинок

5.     Отделение личинок от биогумуса

6.     Сбор личинок и биогумуса

7.     Сушка биомассы

Личинок мух выращивают в специальном устройстве - инкубаторе, конструкция которого играет немаловажную роль в их развитии.     

Инкубатор  для выращивания личинок мух  должен быть удобным в использовании, отличатся большой производительностью при малой занимаемой площади.

Выростное устройство включает в себя несколько лотков-культиваторов, которые вставляться в один каркас.   

Свежий птичий помет поступает в первую зону  – зону обогащения субстрата. В специальных емкостях-мешалках в птичий помет добавляется в количестве 10 % опилки с кровью, или сахарный жом. 

После перемешивания весь полученный субстрат загружают в лоткикультиваторы, в субстрат закладываются вылупившиеся из яиц мелкие личинки мух и, затем, лотки вставляются в выростной контейнер.

Следующая зона – зона получения яиц комнатной мухи.  В этом помещении  находится инсектарий для содержания плодных самок лабораторной популяции мух. Они содержатся в специальных садках, которые оборудованы источниками света и тепла и бактерицидными облучателями. 

В инсектарии поддерживается определенная температура и влажность, параметры которых должны быть оптимальны для плодовитости мух и их жизнедеятельности.

К нижней части каждого инкубатора  подводят  подачу свежего воздуха. А в его верхней части устанавливается вытяжной патрубок. Каждый вытяжной патрубок соединяясь образуют основную вытяжную трубу в конце которого установлен биофильтр. Через вытяжную трубу постоянно удаляются накопившиеся газы в результате термофильных процессов проходящие в птичьем помете.

После установления лотков-культиваторов контейнер герметично закрывают и перекатывают в зону доращивания личинок, где их подсоединяют к вентиляционному каналу. В этой зоне постоянно поддерживается температура воздуха на уровне +30 °С, а в каждый контейнер подается свежий вентиляционный воздух температурой (+28 – +30) °С.

В данном устройстве выращивание опарыша производится в горизонтальных лотках-культиваторах, а их отделение от переработанного субстрата обеспечивается действием на личинок  мух высоких температур. Дно каждого лотка оборудовано источником тепла. На раме каркаса установлен терморегулятор, который настроен так, чтобы источник тепла нагревал субстрат постепенно, медленно в течении 45 минут и в конце этого времени создавалось температура в пределах от +45 до +52 °С, при которой отделение личинок от субстрата будет полной.

Такой режим способствует не только более полному отделению личинок мух из переработанного субстрата, но и затраты на технологический процесс отделения личинок и получение биомассы будут наименьшими.

Экспериментально установлены, что при поддержании оптимальной температуры и влажности субстрата развитие личинок заканчивается в течении 3,1 – 3,4 суток. По истечению данного срока, контейнер со зрелыми, уже отделившимися от субстрата, личинками мух перекатывают в следующую зону – зону изъятия личинок  и фасовки удобрений. Удобрения транспортируются на склад, а личинки в зону сушки, часть личинок  закладывается на окукливание. 

Полученную личиночную массу можно использовать как в натуральном, так и в переработанном виде. В натуральном виде их в основном можно использовать в небольших хозяйствах. Личиночная масса в свежем виде гораздо полезнее и питательнее  для объектов откорма, но требовательна  к условиям  хранения и их следует скармливать птице в тот же день после их отделения. К тому же, автоматические системы раздачи кормов рассчитаны на использование сухих кормовых смесей.

В более крупных хозяйствах с содержанием большого количества птиц удобнее использовать живую биомассу личинок мух в переработанном виде. Переработанные высушиванием опарыши хранятся три-четыре года без потери полезных свойств и удобны в использовании в качестве добавок в комбикорма или самостоятельного корма, причем, в высушенном состоянии белковая масса не утрачивает большинства первоначальных свойств.

 Существуют различные методы сушки опарыша, среди которых, выделяются механическое обезвоживание, контактный массообмен, тепловое обезвоживание и комбинированный метод, при котором сочетаются тепловое воздействие и  изменение внешнего давления.

Проработав эти методы, мы сочли наиболее оптимальным использование тепловой сушки личинок мух, которая возможна в нескольких вариациях.

Нами был избран конвективный метод при которой сушка опарыша производится в "кипящем слое". 

Суть метода высушивания опарыша в кипящем слое заключается в том, что если через слой материала - личиночной массы, постоянно перемешиваемого, пропускать с определенной скоростью горячий воздух, то слой в начале разрыхляется, а затем переходит в состояние, напоминающее капельную жидкость, т. е. в состояние псевдоожижения. В таком слое личиночная масса разрыхляется и интенсивно перемещается; благодаря этому все частицы массы омываются сушильным агентом. Это способствует выравниванию температуры в слое личиночной массы, что особенно важно для равномерной сушки всего материала.

Достоинством сушилки такого типа является простота конструкции и возможность регулировать режим сушки путем подачи сушильного агрегата с различными параметрами. При этом время пребывания материала в объеме аппарата строго определенное.

Применение такого метода, наряду с получением ценного белкового корма, дает возможность обеспечить охрану окружающей среды от загрязнении животноводческими отходами ферм и птицефабрик, улучшить санитарно-гигиеническую обстановку, многократно снизить эпидемиологическую и эпизоотологическую опасность на животноводческих объектах.

Кроме того, использование насекомых для получения кормового белка позволит в животноводческих и птицеводческих хозяйствах получать высококачественное удобрение, обеспечить экологическую безопасность среды, поднять уровень рентабельности отрасли, обеспечив хозяйства дешевым белковым кормом животного происхождения.

Таким образом, использование мух для получения белкового корма является перспективной, неэнергоемкой и дешевой технологией.

Биомасса личинок комнатной мухи - полноценный белковый корм для свиней, телят, птицы, пушных зверей, рыб. 

Биогумус,  полученный после переработки помета личинками мух, это высокоэффективное органическое удобрение.

Применение данной технологии целесообразно на предпрятиях, практикующих комбинированный способ содержания птицы, т.е применять технологию переработки личинками мух параллельно с принятой на предприятии.

 Преимуществом  предложенной технологии является то, что при использовании сухой личиночной биомассы, предприятия АПК имеют возможность минимум на 90% увеличить свою рентабельность и перейти на полностью безотходные экологичные формы хозяйствования.