Ферментированный навоз как сделать

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

59-летний предприниматель и инженер Самат Абенов из поселка Енбекши Талгарского района Алматинской области на биогазовой установке (БГУ) собственного производства из навоза вырабатывает метан и производит органические удобрения для сельхозкультур.

Его 14-летние разработки и испытания подошли к логическому концу – компания изобретателя вышла на рынок и готова смонтировать любому желающему БГУ “под ключ”. По его словам, ее стоимость в десятки, сотни раз дешевле зарубежных аналогов и она нисколько не уступает им по эффективности.

Создание и использование этого оборудования направлено на утилизацию органических отходов, превращение их в такой же, как и используемый в городских квартирах, газ метан, тепловую и электроэнергию и, естественно, бережное отношение к экологии.

В качестве сырья используется не только навоз, но и другие отходы домашних животных после их забоя, а также отходы растений – ботва, стебли, корни и кожура овощей, фруктов и ягод.

Идея – лучшая из лучших

Началось все в 2003 году со скотобойни в хозяйстве Самата Абенова. Инженер захотел найти полезное применение образующимся биоотходам.

– Человек уже около 300 лет перерабатывает эти отходы, – рассказывает изобретатель. – Я долго шел к этому: изучал иностранный опыт, перечитал много книг. С готовым проектом принял участие в организованном министерством индустрии национальном конкурсе инновационных бизнес-планов “NIF 50K”. И из сотен участников мой проект оказался лучшим.

Полученный грант, 50 тысяч долларов, вложил в опытно-конструкторские работы: создал всю технологическую цепочку – начиная от подготовки сырья и заканчивая выработкой газа и удобрений.

На сегодня это моя 13-я модель – опытно-экспериментальный проект, в котором запатентован особый принцип перемешивания смеси. Я построил теплицу, которую отапливал с помощью своего газа и где использовал свои удобрения.

У нас есть кафе, там готовят пищу на собственном газе.

Мы добились хороших показателей в работе БГУ и сейчас хотим перейти на серийное производство и распространить это оборудование в Казахстане.

Газогенераторные бактерии

Обслуживает всю биогазовую установку один человек, рабочий-оператор. Сам шеф и его заместитель Юсуп Сариев только иногда следят за параметрами на разных участках с помощью разработанной компьютерной программы. Наблюдать за параметрами и управлять ими дистанционно можно с помощью Интернета.

В металлическом бункере смешивается сырье и теплая вода, затем вся эта масса проходит через помпу-дробилку и по трубе попадает в дозатор. В нем еще раз проверяется температура сырья.

А главное, с его помощью определяется необходимый объем смеси для поступления в “сердце” установки – биореактор. Он может работать непрерывно и соответственно не переставая выдавать свой главный продукт – биогаз. Идея внедрения в Казахстане водно-угольного топлива потерпела фиаско

– Содержащимся в отходах метанобразующим бактериям нужно создать определенные условия: температурный режим, исключить доступ воздуха и задать оптимальный способ перемешивания, – объясняет главные химические процессы Самат Камалович. – При соблюдении этих условий бактерии будут размножаться, перерабатывать органику и вырабатывать биогаз. Результат их деятельности после выработки газа и есть органические удобрения.

Мы разработали и запатентовали свой способ перемешивания смеси, так называемый принцип вращающегося барабана, когда крутится не внутренний ротор смесителя, а наоборот – сам барабан реактора. Постарались создать условия, близкие к идеальным, и у нас это получилось.

Из газа – свет и тепло

По словам заместителя директора Юсупа Сариева, находящиеся в биореакторе в момент нашего присутствия 230 килограммов смеси дают около 18 кубометров газа в сутки. Это газ с 65-процентным содержанием метана. С помощью дополнительного оборудования можно довести его долю до 95 процентов.

Один куб вырабатываемого биогаза при его сжигании в газогенераторе дает 2 киловатта электроэнергии. При выработке в сутки 18 кубов газа можно получить 36 киловатт, или 1,5 киловатта в час.

Эти 230 килограммов смеси в итоге превращаются в удобрение такого же веса – пропорция один к одному. При увеличения объема биореактора происходит небольшое снижение КПД – сказываются потери на периферийном оборудовании. Но все равно для среднего крестьянского хозяйства в самый раз!

Также с помощью газовых котлов можно отапливать помещения. По отходящей от биореактора трубе газ прямиком поступает в кухню принимающего гостей кафе. Излишки газа хранят в расположенном во дворе хозяйства газгольдере.

Конструкторы рассказали, что полученный на этом оборудовании газ можно и сжижать, после чего его можно разливать в баллоны. Но, во-первых, для компании это не цель, во-вторых, для этого необходимо дополнительное дорогое оборудование. Но возможности есть.

БГУ казахстанских Кулибиных можно использовать не только на животноводческих фермах и откормочных площадках, свинофермах, птицефабриках и мясокомбинатах. Сырье для них обязательно найдется и на консервных, плодоконсервных и спиртзаводах.

Удобрения без химикатов

– Все содержимое биореактора после его ферментации и выработки биогаза и есть органические удобрения, – продолжает Юсуп Сариев. – Можно использовать как в жидком виде, так и в твердом. В нашем магазине мы их уже продаем. Твердыми в размельченном виде обрабатывается нужный участок земли, жидкие же можно просто вылить в арык, по которому поливная вода поступает на поля или огороды.

Удобрения можно использовать как для овощных и бахчевых культур, так и для обработки фруктовых садов. Спрессованные в брикеты можно использовать и как топливо – отапливать ими помещение или готовить пищу. Можно использовать вместо саксаула (это подтверждает экологичность продукта) – готовить на их углях шашлыки.

Также оставшуюся после сжигания брикетов золу, богатую микроэлементами – железом, медью, никелем, мы смешиваем с жидкими удобрениями и получаем более обогащенные уже органоминеральные удобрения.

Полученный в БГУ продукт не содержат в себе различные паразитические элементы.

При обработке им полей урожайность увеличивается на 25–30 процентов с момента первого применения. Керосиновый холодильник

На старте – серийное производство

В компании готовы изготовить и смонтировать на территории заказчика любую БГУ в зависимости от комплектации – от простых до варианта с автоматической системой управления. Цена готовой БГУ зависит от объема биореактора, наличия дополнительного оборудования и многих других параметров.

По словам изобретателя, один куб биореактора с соответствующим периферийным оборудованием стоит от 500 долларов. То есть БГУ с 5-кубовым реактором обойдется примерно в 2 500 долларов. Монтаж и обучение управлению входят в эту цену.

По словам Самата Камаловича, аналогичное немецкое оборудование стоит в сотни раз дороже.

– К примеру, 30-кубовая установка пять лет назад стоила около 2,5 миллиона евро, – говорит инженер. – Но при этом могут возникнуть сложности с сервисом, запчастями. Придется заказывать их из Германии. К нам приезжали оттуда профессора, которые убедились, что наша БГУ по производительности не уступает их образцам.

При выращивании животных образуются фекалии, которые смешиваются с подстилкой и создают ценнейшие природные удобрения. Они являются отличным источником питательных, органических веществ и богатой бактериальной флоры, положительно влияющей на физико-химико-биологические свойства почвы, а следовательно – на урожайность. С этим удобрением нужно умело обращаться, чтобы избежать потерь ценных ингредиентов. В этой статье мы расскажем, как использовать куриный помет как удобрение – как применять для огурцов, картофеля, других овощей, как разводить его правильно.

Чем полезны органические удобрения

Минеральные удобрения представляют богатый источник макроэлементов, легко доступных для растений. Однако они не содержат органических соединений, являющихся предшественниками гумуса. Как известно, природные удобрения, такие как навоз, компост, характеризуются этим преимуществом. Они положительно влияют на физические и химические свойства почвы, ее микробиологическую жизнь. Ценность навоза зависит от вида животного, количества и типа используемой подстилки.

Помет кур имеет самую высокую концентрацию питательных веществ (азот, фосфор, калий). По сравнению с навозом крупного рогатого скота или свиней, куриный свежий помет содержит почти в 3 раза больше азота. Также он содержит кальций, магний и серу, намного выше, чем в навозе. При неправильном использовании — например, слишком высокой дозе, он может вызвать чрезмерное засоление почвы, в результате мы сталкиваемся с проблемами как у всходов, так и при последующем росте растений.

Помет – отличное дополнение к компосту и осенним удобрениям на участке. У него высокий pH, он раскисляет почву.

Химический состав

Перед тем, как начинать удобрение, нужно знать химический состав куриного помета. По составу это смесь экскрементов птицы и подстилки.

Химический состав помета зависит от вида птиц и подстилки, используемой для производства навоза.

Свежий помет содержит:

Таблица. Химический состав помета разных птиц

В среднем навоз КРС содержит 4-7 кг азота на 1 тонну, в зависимости от вида животных, а помет – до 15 кг азота на 1 тонну. В среднем свежий навоз содержит 1-1,5 кг/т серы и 1,5-2,5 кг/т магния. Наименьшее количество калия содержится в помете курей.

Птичий навоз содержит 3 формы азота:

органический,
мочевую кислоту,
аммоний (NH₄).

Из-за высокой концентрации мочевой кислоты и аммонийного азота при отсутствии заделки в грунт большая часть азота уходит в атмосферу в виде аммиака. При хранении происходят большие – до 50% потери азота в виде аммиака. Большинство фосфора содержится в минеральных соединениях. В случае калия преобладают водорастворимые формы. Помет птицы содержит множество ценных микроэлементов:

Куриный навоз имеет самое высокое содержание бора и молибдена.
Помет индейки богат медью, марганцем и цинком.

Большинство макро и микроэлементов доступно растениям в первый год после внесения удобрений. Срок их работы составляет всего 2 года.

В целом, помет кур – очень хорошее натуральное удобрение. Его незначительный недостаток – содержание камешков. Деревенские куры их глотают, потому что они нужны им для правильного пищеварения. Кроме того, если фекалии поступают из курятника или загона, где кормят кур, вместе с ним в сад или компост попадут семена злаков. После прорастания их нужно сполоть, чтобы они не заполнили огород.

Преимущества

улучшает структуру почвы;
увеличивает биологическую активность грунта;
улучшает укоренение растений;
улучшает условия вегетации растений;
обеспечивает оптимальные дозы питательных веществ, необходимых для правильного развития растений;
увеличивает урожайность;
при правильном применении, дозировке безопасен для растений;
экологически чистый, если получен от домашних кур;
предназначен для всех типов почв.

Гранулированный куриный помет для удобрения имеет еще одно преимущество – отсутствие неприятного запаха. Гранулы хорошо растворяются в воде, легко вносятся в субстрат, на котором высажены овощи, фруктовые деревья, цветы, другие растения.

Помет кур ускоряет биологическую активность почвы, растения лучше приживаются, улучшается их вегетация, что приводит к повышению урожайности.

Как вносить

Отбор помета для удобрения почвы надо начинать с самой старой кучи, не брать горизонтальные слои, а разбирать кучу сверху вниз, чтобы навоз был более ровным, с одинаковой ценностью.

Смешивание удобрения с почвой (перекопку) следует проводить как можно быстрее (рекомендуется максимум 12 часов с момента внесения), поскольку значительная часть аммиака испаряется в течение первых 12 часов после внесения в грунт. Чем быстрее удобрение смешается с почвой, тем меньше потери азота.

Насколько глубоко перекапывать?

Прикрытие органической массы тяжелой влажной почвой препятствует доступу воздуха, и в таких условиях внесенное удобрение долго разлагается – гниет, плесневеет. Процесс гниения означает, что соединения, которые создают гумус, не откладываются в почве. Органику следует перекапывать на такую глубину, чтобы она могла разложиться за вегетационный период. Оптимальная глубина перекопки зависит от плотности почвы, продолжительности внесения удобрений и степени их зрелости, то есть от ферментации помета во время хранения.

слишком глубокое заделывание препятствует разложению органики;
слишком мелкое – ускоряет.

Глубина заделки также зависит от дозы навоза: чем больше масса, тем глубже заделка. Более глубокая вспашка на более легких почвах является результатом обеспечения большего количества влаги для разложения удобрений, при этом количество воздуха там достаточное – даже слишком большое, так что его разложение в этом месте происходит слишком быстро, а небольшие количества коллоидных частиц ограничивают накопление гумуса.

Также важно равномерно распределить удобрение по огороду, полю, что значительно облегчит вспашку, смешивание с почвой.

Под какие растения вносить и не вносить

Помет кур рекомендуется для всех видов овощных, садовых, дачных и плодовых культур, декоративных, горшечных растений, хвойных деревьев и газонов. Благодаря тому, что это экологически чистое удобрение, оно особенно рекомендуется для экологичного выращивания растений. Его можно использовать на всех типах почв.

Применение помета изменяет pH почвы. У него высокий pH – 7,5 (от кур-несушек даже выше). Например, шпинат отлично реагирует на него, но таким образом можно уничтожить чернику, голубику, клюкву.

Помет следует использовать в первую очередь для растений с высокими потребностями в питательных веществах и с длительным вегетационным периодом:

кукурузы;
корнеплодов – сахарной свеклы, кормовой свеклы, среднеранних и поздних сортов картофеля;
грибов;
некоторых овощей.

Нельзя использовать птичий навоз для:

злаковых культур;
ячменя для пивоварения;
зернобобовых культур (клевер, люцерна);
растений с низкой потребностью в питательных веществах, но в то же время легко полегающих – гречихи, льна.

Под плодовые деревья и кустарники вносят органику осенью – рассыпают по поверхности земли и перекапывают. В последующие годы следует регулярно мульчировать плодовые растения компостированной подстилкой (засыпать 2-сантиметровым слоем в 40-50 см от ствола) или поливать раствором навоза с водой.

Дозировка

Помет рекомендуется использовать в дозах 10-15 т/га (100-150 кг на сотку), для тех же растений и в те же сроки, что и традиционный навоз КРС.

Следует помнить! Годовая доза вносимого помета не должна превышать количества – 170 кг N / га (1,7 кг на сотку). Оптимальная доза, в зависимости от потребностей растений в питании и плодородия почвы, может быть ниже допустимой. Лучше внести меньше помета, чем слишком много. Слишком большая доза может привести к засолению почвы, что плохо для растений.

Под плодовые вносят помет в следующих дозах:

сухой куриный помет – 15 кг/10 м 2 ;
свежий – 3-5 кг/10 м 2 .

Под овощные культуры под перекопку, кг на сотку:

картофель – 50-70;
томаты – 45-55;
огурцы – 55-60.

При частом использовании натуральных удобрений в больших дозах следует обращать особое внимание на содержание фосфора в почве, чрезмерное накопление которого может представлять угрозу для водной среды, а также вызывает зафосфачивание грунта и угнетение растений.

Чтобы быть уверенным в составе натуральных удобрений, можно воспользоваться помощью агрохимической лаборатории. Наиболее важные параметры, которые следует учитывать – это азот, фосфор, калий. Полученные результаты помогут рассчитать дозу удобрения, которую следует использовать, чтобы не превышать допустимое количество элементов.

Различия в видах кормов, способе содержания птицы влияют на состав удобрения:

Курицы, которые бродят по двору, едят траву, обеспечивают больше азота, чем фермерские.
Помет кур-несушек обычно более богат кальцием.
Фосфором богат помет с соломой.

Минимизация потерь

Потери азота в атмосферу при внесении помета могут быть значительными, достигая 50%. Это зависит от:

температуры воздуха при разбрасывании удобрения по огороду;
способа внесения;
реакции почвы.

При использовании помета нужно обязательно соблюдать несколько основных правил, благодаря которым потери будут меньше:

Помет кур используют сразу после вывоза из курятника или после непродолжительного хранения.
Помет лучше использовать в прохладные, пасмурные дни.
Как и в случае использования других натуральных удобрений, его нельзя вносить сразу после или до известкования.
Сразу после разбрасывания следует перемешать помет с почвой.

Перед использованием в огороде помет часто смешивают, например, с соломой, что позволяет более равномерно распределить его по почве. Кроме того, таким образом мы ограничиваем возможное негативное воздействие этого удобрения из-за высокой концентрации питательных веществ. К помету можно добавлять ингибиторы аммиака, уменьшающие потерю азота и запах помета.

Фото. Соломенная подстилка также является ценным дополнением к удобрению. Она обогащает почву перегноем.

Как и чем развести для жидкого удобрения, ферментации

Существует еще 2 правила внесения помета кур для подкормок:

помет должен пройти ферментацию;
его всегда нужно разбавлять.

Тогда полив пометом приведет к повышению урожайности.

Поливать разведенным пометом несложно. Однако его необходимо сначала ферментировать, а затем разбавлять.

Помет прямо из курятника очень хорош, особенно для подкормки овощей, фруктовых кустов, деревьев. Он содержит ингредиенты, которые быстро усваиваются растениями. К сожалению, он хоть и естественен, но перекормить им растения несложно. Поэтому нужно знать, как сделать из куриного помета жидкую подкормку, как ее правильно подготовить. Тогда полив станет безопасным.

Пошаговая инструкция, как ферментировать куриный помет и как разводить для удобрения:

Налейте воду. Высыпьте помет в ведро (желательно пластиковое) или бочку. Добавьте 10 литров воды. Это может быть водопроводная вода, дождевая вода или из пруда. На ведро емкостью 10 литров понадобится 1-3 кг навоза:
- Если он старый и с соломенной подстилкой, например, из курятника, можно добавить больше.
- Если свежий, только собранный из курятника или прессованный (в гранулах) – тогда дозировка меньше.

Оставьте в тени или полутени для брожения.

Ферментация. Процесс ферментации начинается через несколько дней. Быстрее – когда тепло, медленнее – когда прохладно. Легко узнать, что брожение продолжается: на поверхности образуется пена. На этом этапе рано использовать подкормку. Придется подождать несколько дней. Если после перемешивания палочкой пены больше не будет или появятся только отдельные пузырьки, раствор помета готов к использованию. Теперь его нужно развести (см. Пункт 3).

Фото. Так выглядит пена на помете в процессе ферментации. Здесь использовали старый навоз кур свободного выгула.

Как разводить. Ферментированный помет всегда нужно разбавлять. Чаще всего соотношение 1:10, то есть 1 часть суспензии на 10 частей воды. Однако есть различия:
- когда растения молодые, у них слабые корни или наблюдается засуха, лучше разбавить кашицу больше, в соотношении 1:20;
- более низкая концентрация может использоваться, например, для удобрения фруктовых деревьев или разросшихся, хорошо укоренившихся томатов.

Совет. Лучше использовать перебродившую суспензию в течение 2 недель. Тогда она самая полезная.

Затягивать с подкормками слишком долго не стоит еще по одной причине – комары. В ведре, в заквашенной жиже, комары очень любят откладывать яйца. Цикл их развития составляет от 2 недель (если очень тепло) до 5 недель (если холодно). Таким образом, при быстром потреблении навозной жижи уничтожаются сотни личинок и яиц комаров (без использования химикатов).

Варианты – как еще использовать

Кроме полива, есть другие варианты, как использовать куриный помет в качестве удобрения, раскислителя почвы, для компоста.

Осенняя подкормка

Помет нужно перекопать с почвой после раскидывания, но не слишком глубоко – на 10-20 см. Когда его не накрывают, он постепенно теряет азот.

Обогащение компоста

Помет курицы содержит много азота, поэтому является отличной добавкой для ускорения компостирования. Выкинув его в компост, нужно накрыть его. Материалы, которые содержат мало азота, например, листья, опилки, щепа, стружка, солома, сухие стебли, очень хороши для покрытия. Компост с пометом имеет настолько богатый состав, что обычно не требуется дополнительных, например, искусственных удобрений.

Раскисление почвы

При внесении помета (или компоста с куриным навозом) обычно нет необходимости в известковании почвы. Помет щелочной – pH около 7,5, он снижает кислотность почвы.

Когда лучше удобрять – сроки

Когда лучше вносить помет в грунт зависит от типа почв (механического состава), рельефа и климатических условий, например:

лучшие результаты дает внесение органических удобрений летом или ранней осенью;
на тяжелых почвах осеннее удобрение дает лучшие результаты, чем весеннее;
на легких почвах лучшие эффекты дает весеннее внесение.

На легких почвах, особенно на склонах и в регионах с большим количеством осадков, органические удобрения разлагаются быстро. А после осеннего внесения происходит сильное вымывание азота и частично калия. На более тяжелых почвах разложение происходит медленно, а лучшие сорбционные свойства этих почв ограничивают чрезмерное вымывание компонентов.

Лучшее время для внесения удобрений – безветренный, пасмурный или слегка дождливый день, потому что именно тогда происходит наименьшая потеря азота в атмосферу (в виде аммиака).

Добавление свежего помета с большим количеством соломы может вызвать снижение урожайности. Использование помета в летние месяцы обычно не рекомендуется в годы, когда планируется известкование, так как кальций ускоряет разложение (минерализацию) навоза, вызывая некоторую потерю азота и фосфора. Однако, если необходимо провести обработки, то кальциевые удобрения следует вносить в стерню, а помет – внести поздней осенью или весной с интервалом не менее 6 недель.

Помет также можно с успехом использовать для уже посаженных растений. На овощных культурах рекомендуется равномерно распределить удобрения и смешать их с почвой на глубину примерно 15 см. Затем можно посадить овощи. Точно так же и в полевых культурах. Таким же образом можно подготовить почву для посева осенью.

Может ли помет нагрести вред?

Помет, полученный от куриц – чрезвычайно богатое питательными веществами и экономичное удобрение. Однако он может содержать потенциально токсичные элементы, такие как кадмий, хром, медь, свинец. Они легко накапливаются в съедобных растениях, угрожая здоровью и жизни человека.

К сожалению, он не лишен нескольких важных недостатков.

Во-первых, при ненадлежащем и чрезмерном использовании он выбрасывает в атмосферу большое количество аммиака – газа, вызывающего невыносимый запах.
При чрезмерном внесении вызывает засоление почв.
Для некоторых культур вреден, посевам которых может даже навредить.
Вреден для окружающей среды, способствуя загрязнению поверхностных вод фосфором.
Содержит токсичные элементы. Корма для птицы относительно часто содержат так называемые потенциально токсичные элементы, например, кадмий, мышьяк, кобальт, медь, цинк, марганец. Некоторые производители яиц и мяса птицы добавляют их в корм, чтобы стимулировать рост птиц и способствовать лечению определенных заболеваний. При неосторожном использовании такого помета в течение длительного периода времени они могут попасть в почву и привести к их накоплению в земле выше безопасного уровня. Растения, произрастающие на такой почве, поглощают потенциально токсичные элементы и в результате естественного процесса биоаккумуляции удерживают их в тканях. Особенно легко они усваиваются овощами и накапливаются в их съедобных частях.

Помет птиц – одно из важнейших удобрений, используемых для повышения плодородия почвы. Он богат питательными микроэлементами и макроэлементами, необходимыми для растений, чрезвычайно выгоден по сравнению с неорганическими удобрениями, которые обладают гораздо меньшей способностью обогащать почву необходимыми ингредиентами. Однако важно правильно его использовать, правильно подготовить и вносить в правильной дозировке.

Правильное внесение помета позволит сократить потери питательных веществ. Поскольку это удобрение с универсальными свойствами, оно повышает урожайность удобренных растений и положительно влияет на почву. Регулярное употребление значительно улучшает физико-химические, биологические свойства грунта. Почва становится теплее, повышается усвояемость питательных веществ и активность полезной почвенной фауны и флоры, увеличивается содержание гумуса.

Избавиться от таких отходов производства, как навоз или помет, стремятся все животноводы. Но не все могут превратить отходы в выгодный бизнес. Тем не менее возможность для этого есть: рентабельность органических удобрений может составлять 300%, в то время как с молока можно получить лишь 15% дохода, рассказывают аграрии, сумевшие наладить переработку навоза.

Переработка на продажу

Технологии утилизации отходов существуют более 5 тыс. лет, рассказывает Семенцов. Еще древние китайцы при помощи рисовой соломы и бамбуковых труб компостировали навоз в буртах. Процесс его переработки занимал от 3–4 месяца. Сейчас, чтобы поставить производство удобрений на поток, применяют экспресс-компостирование сырья в модульных ферментационных установках непрерывного действия. Такое оборудование, например, разработал ВНИИКОМЖ. В зависимости от комплектации оно стоит от 2 млн руб. По данным его продавцов, если хозяйство будет использовать оборудование в коммерческих целях и производить удобрение только летом, то окупаемость составит два сезона. Можно делать пять кубометров компоста в день, каждый продается по 1,5–30 тыс. руб. в зависимости от качества, уточняет Семенцов.

Энергия от навоза

Ежедневно в любом животноводческом хозяйстве накапливается большое количество экскрементов животных – навоза, который является прекрасным удобрением для растительных культур. Но в наши дни навоз в чистом виде практически не используется в сельском хозяйстве по ряду причин. Для чего нужна его обработка, в чем она заключается и каким образом из навоза получают удобрения?

Переработка и утилизация навоза

Свежие экскременты не вывозятся на поля по ряду причин:

они содержат вредные бактерии, яйца глистов (гельминтов), личинки насекомых и семена всевозможных сорняков;
газы, образующиеся при распаде фекалий, вредят корням растений;
многие органические элементы в свежих испражнениях животных находятся в связанном состоянии, и поэтому почти не усваиваются растениями;
также неблагоприятны происходящие в них слишком бурные химические реакции и чрезмерное выделение тепла: это чревато болезнями растений, снижением урожайности, и даже полной гибелью всего посева.

Перед внесением навоза в почву необходимо обеззаразить субстанцию, а химический состав сделать безопасным и легкоусвояемым для растений. Именно поэтому как удобрение используют вылежавшийся субстрат, который разложился хотя бы частично или превратился в полноценный перегной.

В основном российские фермы имеют дело с отходами жизнедеятельности коров, свиней, лошадей и кроликов. По составу различают подстилочный навоз (фекалии животных вместе с подстилкой) и бесподстилочный.

Этапы полного цикла переработки включают в себя:

сбор фекалий животных;
доставку их в специальные хранилища;
размещение в хранилищах по определенной технологии, в зависимости от вида конечного удобрения, которое требуется получить в процессе перепревания субстрата.

Навозохранилища бывают как открытого типа (котлованные), так и закрытого (наземные). В зависимости от стадии разложения навоза и применяемой технологии, в них получают полуперепревший, полностью перепревший субстрат и перегной.

Укладка отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота (КРС) в резервуары осуществляется тремя основными способами: рыхлым, плотным и рыхло-плотным. Название способа говорит о степени уплотнения выкладываемых слоев.

Например, при плотном способе переработка навоза КРС в удобрения происходит следующим образом: слой утрамбовывается, что приводит к вытеснению влаги и воздуха. При этом в массе сохраняется много полезного для растений азота, а вредные микроорганизмы погибают.

Такова традиционная технология переработки навоза, основной недостаток которой – длительность процесса. Ведь для образования полноценного перегноя необходимо от нескольких месяцев до года.

Поэтому сегодня широко используют микробиологические средства, позволяющие максимально быстро получить из фекалий животных полноценное качественное удобрение.

Технологии переработки навоза в удобрение

Сегодня в фермерских хозяйствах используют различные методы переработки испражнений животных.

Компостирование. Для изготовления компоста используют любые виды экскрементов (твердые, жидкие, с подстилкой и без) плюс наполнители природного типа. Например, резаная солома или торф с навозом перемешивается бульдозерами и помещается в бурты. Куча выкладывается слоями: первый – прошлогодний субстрат, второй – трава, ботва, негодные в употребление плоды овощей и фруктов, третий – слой свежих испражнений. Слои повторяют несколько раз, сверху кучу поливают водой и оставляют вылеживаться. Повышение температуры внутри бурта уничтожает глистов и сорняки, а вся масса постепенно перегнивает.
Вермикомпостирование – переработка навоза с использованием червей. При этом методе в пласты дополнительно подсыпают костную муку или золу для создания кислой среды для жизни червей. Впоследствии популяции червей вместе с перегноем попадают в удобряемую землю, что также повышает плодородность почвы.
Переработка навоза личинками мух. Сырье загружается в специальные биоустановки для переработки вместе с личинками мух. В результате этого процесса получают не только перегной, но и белковый корм.
Компостирование с применением гуматов (биодобавок органического происхождения) и глауконита (природный минерал). Добавление гуматов к слоям компоста значительно ускоряет процесс ферментации субстрата. Да и органическая ценность конечного продукта в результате применения повышается в несколько раз, что позволяет использовать меньший объем с сохранением желаемой эффективности. Дополнительное применение глауконита при переработке навоза обеспечивает лучшее обеззараживание и очистку сырья.
Настаивание. Данная система заключается в том, что жидкую часть испражнений помещают в специальный резервуар, где заливают водой из расчета один к одному. Раствор настаивают в течение недели, после чего используют для полива растений, но не в чистом виде, а в пропорциях: одна часть настоя на десять частей воды.
Получение биогаза, который выделяется в результате метанового разложения биомассы. Например, переработка коровьего навоза объемом около тонны может дать до 50 кубометров биогаза с содержанием метана до 60%. Этот газ впоследствии используется в качестве топлива.

Современные фермеры для утилизации экскрементов широко используют самые разнообразные препараты на основе селекций бактерий. Такая биологическая добавка не только убыстряет процесс переработки исходного сырья, но и позволяет сохранить полезные вещества, а также снижает уровень неприятного запаха в хранилищах.

Виды биологических добавок с бактериями разных типов могут быть довольно разнообразными:

для масс, уложенных в бурты;
бактерии, способные жить без кислорода;
бактерии для переработки свиного навоза, превращающие его в часть подстилки, которую требуется менять один раз в несколько лет.

Переработка навоза с помощью бактерий применяется довольно широко, поскольку этот метод можно назвать практически полностью безопасным и экономичным.

Существующие способы утилизации позволяют получать из фекалий животных не только полезные удобрения. Например, из навоза свиней и коров уже давно успешно изготавливают топливные брикеты – полностью экологически чистое и безопасное топливо для различных отопительных систем. Однако подобные методы переработки в России используются не так широко, а основная часть утилизированного навоза применяется все-таки для нужд сельского хозяйства.

Что выгоднее – традиционная переработка навоза в удобрение или же применение современных способов утилизации, зависит уже от планов и возможностей конкретного фермерского хозяйства и наличия рынка сбыта для производимой продукции.

Оборудование для переработки

Оборудование для переработки навоза различается в зависимости от выполняемых им операций.

Прежде всего, экскременты необходимо выгрести из стойл животных. В современных фермерских хозяйствах для этого используется специальное оборудование, например:

гидравлическое: лотки для испражнений оборудованы специальными трубами, в которые периодически подается напор воды и смывает отходы;
механическое: сточный лоток представляет из себя конвейер со скребками, которые передвигают отходы;
щелевые полы, через которые животные сами продавливают испражнения в специальный канал, откуда он уже убирается из помещения и т.д.

Далее масса транспортируется к местам хранения с помощью тракторных тележек, пневматических установок, насосных станций, грузовой техники и т.д.

В зависимости от выбранной операции утилизация навоза осуществляется с помощью различных видов современного сельскохозяйственного оборудования:

Ворошители компоста: слои в компостной куче нужно периодически переворачивать, иначе масса будет перегнивать неравномерно.
Установки переработки в биогаз: загружаемая в биореактор жидкая часть фекалий нагревается до определенной температуры и бродит, вырабатывая газ. Полученное топливо можно продать или использовать прямо в хозяйствах для обогрева и получения электроэнергии.
Сепараторы: используют для отделения жидких и твердых фракций. Для этого в процессе сепарирования фекалии проходят через специальное сито (решетку).

Современное оборудование для трансформации отходов жизнедеятельности животных, может представлять собой целый завод, единый производственный комплекс, предусматривающий выполнение всех необходимых для полноценной утилизации сырья операций.

Выгоды современных методов утилизации

Традиционные методы переработки навоза эффективно используются до сих пор. Но по сравнению с более современными технологиями они уже имеют существенные недостатки:

В итоге это приводит к тому, что необработанный навоз просто накапливается рядом с животноводческими фермами, что вызывает серьезные нарекания у экологов.

Необработанные скопления экскрементов животных, а также их неправильное хранение могут представлять реальную угрозу для окружающей среды. Животноводческих комплексов множество, и недостаточно эффективная их работа по переработке и утилизации отходов жизнедеятельности животных приводит к плачевным последствиям: загрязняются и отравляются нитратами и микробами почвы, грунтовые воды, воздух и близлежащие водоемы. Нарушения условий хранения навоза может способствовать распространению инфекционных заболеваний.

Современные способы утилизации предлагают фермерам гораздо больше возможностей:

Ну и, наконец, утилизация отходов жизнедеятельности животных решает не только вопросы коммерческой выгоды. Современные технологии и машины для утилизации навоза отвечают всем требованиям экологичного, бережного отношения к окружающей природе, сохраняя ее для будущих поколений.

Технология это не новая. Она начала развиваться еще в 18 веке, когда Ян Гельмонт – химик – обнаружил, что навоз выделяет газы, которые способны к воспламенению.

Его исследования продолжил Алессандро Вольта и Хэмфри Деви, которые нашли в газовой смеси метан. В конце 19 века в Англии биогаз из навоза использовали в уличных фонарях. В середина 20 столетия были обнаружены бактерии, которые производят метан и его предшественников.

Дело в том, что в навозе поочередно работают три группы микроорганизмов, которые питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих бактерий. Первыми начинают работу ацетогенные бактерии, которые растворяют углеводы, белки и жиры в навозной жиже.

Далее происходит гидролизное окисление под действием гетероацетогенных микроорганизмов, в результате чего появляются вещества, которые являются питательной средой для метанобразующих бактерий.

После переработки анаэробными микроорганизмами питательного запаса образуется метан, вода и диоксид углерода. Из-за наличия воды биогаз на данной стадии не способен гореть – ему нужна очистка, поэтому его пропускают через очистные сооружения.

Что такое биометан

Газ, полученный в результате разложения навозной биомассы, является аналогом природного газа. Он почти в 2 раза легче воздуха, поэтому всегда поднимается вверх. Этим объясняется технология производства искусственным методом: вверху оставляют свободное пространство, чтобы вещество могло выделяться и накапливаться, откуда его потом выкачивают насосами для использования в собственных нуждах.

Метан сильно влияет на возникновение парникового эффекта – гораздо больше, чем углекислый газ – в 21 раз. Поэтому, технология переработки навоза – не только экономичный, но и экологичный способ утилизации отходов животноводства.

Биометан используют для следующих потребностей:

приготовления пищи;

в двигателях внутреннего сгорания автомобилей;

для отопления частного дома.

Биогаз выделяет большое количество тепла. 1 кубический метр равноценен сгоранию 1,5 кг каменного угля.

Как получают биометан

Получить его можно не только из навоза, но и водорослей, растительной массы, жира и других животных отходов, остатков переработки сырья рыбных цехов. В зависимости от качества исходного материала, его энергетической емкости, зависит конечный выход газовой смеси.

Минимально получают от 50 кубометров газа с тонны навоза крупного рогатого скота. Максимально – 1 300 кубометров после переработки животного жира. Содержание метана при этом – до 90%.

Один из видов биологического газа – свалочный. Он образуется при разложении мусора на загородных свалках. На Западе уже есть оборудование, которое перерабатывает отходы населения и превращает их в топливо. Как вид бизнеса – это неограниченные ресурсы.

Под его сырьевую базу попадают:

пищевая промышленность;

животноводство;

птицеводство;

рыбный промысел и перерабатывающие комбинаты;

молокозаводы;

производство алкогольных и слабоалкогольных напитков.

Любая промышленность вынуждена утилизировать свои отходы – это дорого и нерентабельно. В домашних условиях при помощи небольшой самодельной установки можно решить сразу несколько проблем: бесплатное отопление дома, удобрение земельного участка высококачественным питательным веществом, оставшимся от переработки навоза, освобождение места и отсутствие запахов.

Технология получения биологического топлива

Все бактерии, которые принимают участие в образовании биогаза, являются анаэробными, то есть кислород для жизнедеятельности им не нужен. Для этого сооружают полностью герметичные емкости для брожения, отводные трубы которых также не пропускают воздух извне.

После заливки в резервуар сырьевой жидкости и повышения температуры до нужной величины бактерии начинают работу. Начинает выделяться метан, который поднимается с поверхности навозной жижи. Он направляется в специальные подушки или резервуары, после чего фильтруется и попадает в газовые баллоны.

Отработанная бактериями жидкость скапливается на дне, откуда ее периодически откачивают и также отправляют на хранение. После этого в резервуар закачивают новую порцию навоза.

Температурный режим функционирования бактерий

Для переработки навоза в биогаз необходимо создать подходящие условия для работы бактерий. некоторые из них активизируются при температуре выше 30 градусов – мезофильные. При этом процесс идет медленнее и первую продукцию можно получить через 2 недели.

Термофильные бактерии работают при температуре от 50 до 70 градусов. Сроки получения биогаза из навоза сокращаются до 3 дней. При этом отходы представляют собой ферментированный шлам, который используют на полях в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. В шламе отсутствуют патогенные микроорганизмы, гельминты и сорняки, так как они погибают при воздействии высоких температур.

Есть особый вид термофильных бактерий, которые способны выжить в среде, нагретой до 90 градусов. Их добавляют в сырье, чтобы ускорить процесс брожения.

Понижение температуры ведет к снижению активности термофильных или мезофильных бактерий. В частных хозяйствах чаще используют мезофиллы, так как для них не нужно специально подогревать жидкость и производство газа обходится дешевле. Впоследствии, когда будет получена первая партия газа, его можно использовать для подогрева реактора с термофильными микроорганизмами.

[warning]Важно! Метаногены не переносят резких скачков температур, поэтому зимой их необходимо содержать в тепле постоянно[/warning]

Как подготовить сырье для заливки в реактор

Для производства биогаза из навоза не нужно специально подсаживать микроорганизмы в жидкость, потому что они уже находятся в экскрементах животных. Нужно лишь поддерживать температурный режим и вовремя подливать новый раствор навоза. Его необходимо правильно готовить.

Влажность раствора должна быть 90% (консистенция жидкой сметаны), поэтому сухие виды экскрементов для начала заливаются водой – кроличий помет, конский, овечий, козий. Свиной навоз в чистом виде не нуждается в разбавлении, так как содержит много мочи.

Следующий этап – разбить твердые частицы навоза. Чем мельче будет фракция, тем лучше бактерии переработают смесь и тем больше газа получится на выходе. Для этого в установках применяют мешалку, постоянно работающую. Она снижает риск образования твердой корки на поверхности жидкости.

Для производства биогаза подходят те виды навоза, которые имеют самую высокую кислотность. Их еще называют холодными – свиной и коровий. Снижение кислотности приостанавливает деятельность микроорганизмов, поэтому необходимо следить в начале, сколько времени необходимо, чтобы они полностью переработали объем резервуара. Затем долить следующую дозу.

Технология очистки газа

При переработке навоза в биогаз получается:

Чтобы биогаз стал пригодным для использования в хозяйстве, его необходимо очистить от примесей. Чтобы удалить сероводород применяют специальные фильтры. Дело в том, что летучие сероводородные соединения, растворяясь в воде, образуют кислоту. Она способствует появлению ржавчины на стенках труб или резервуара, если они изготовлены из металла.

Высокое содержание углекислоты также требует очистки, но этот процесс более трудоемкий. В домашних условиях самым простым и дешевым способом очистки биогаза от примесей является вода. Процесс происходит в 2 этапа:

Полученный газ сжимается под давлением 9 – 11 атмосфер.

Подается в резервуар с водой, где примеси растворяются в жидкости.

В промышленных масштабах для очистки применяют известь или активированный уголь, а также специальные фильтры.

Как уменьшить содержание влаги

Самостоятельно избавиться от примесей воды в газе можно несколькими способами. Один из них – принцип самогонного аппарата. По холодной трубе газ направляется вверх. Жидкость при этом конденсируется и стекает вниз. Для этого трубу проводят под землей, где температура естественным образом снижается. По мере подъема, температура также поднимается, и осушенный газ попадает в хранилище.

Второй вариант – гидрозатвор. После выхода газ поступает в емкость с водой и там очищается от примесей. Такой метод называется одноэтапным, когда с помощью воды биогаз чистят сразу от всех летучих веществ и влаги.

Принцип гидрозатвора

Какие установки применяют для получения биогаза

Если установку планируется разместить вблизи фермы, то лучшим вариантом будет разборная конструкция, которую легко перевезти в другое место. Основной элемент установки – биореактор, в который заливается сырье и происходит процесс брожения. На крупных предприятиях используют цистерны объемом 50 кубических метров.

В частных хозяйствах строят подземные резервуары в качестве биореактора. Их выкладывают из кирпича в подготовленную яму и обмазывают цементом. Бетон повышает степень безопасности конструкции и препятствует попаданию воздуха. Объем зависит от того, сколько сырья в день получают с домашних животных.

Поверхностные системы также популярны в домашних условиях. При желании установку можно разобрать и перенести в другое место, в отличие от стационарного подземного реактора. В качестве цистерны используют пластиковые, металлические или поливинилхлоридные бочки.

По типу управления имеются:

автоматические станции, в которых долив и откачка отработанного сырья осуществляется без участия человека;

механические, где весь процесс контролируется вручную.

В домашних условиях рекомендуется использовать электрические измельчители навоза, а также мешалки, которые будут контролировать процесс образования корки.

С помощью насоса можно облегчить освобождение резервуара, в который попадают отходы после брожения. Некоторые народные умельцы применяют насосы для откачки газа из подушек (например, автомобильных камер) в очистное сооружение.

Схема самодельной установки для получения биогаза из навоза

Перед сооружением биогазовой установки на своем участке необходимо ознакомиться с потенциальной опасностью, которая может взорвать реактор. Главное условие – отсутствие кислорода.

Метан – это взрывоопасный газ и он способен воспламеняться, но для этого его необходимо нагреть выше 500 градусов. Если биогаз смешается с воздухом, возникнет избыточное давление, которое разорвет реактор. Бетонный может треснуть и будет не пригоден для дальнейшего использования.

Видео: Биогаз из птичьего помета

Чтобы давление не сорвало крышку, применяют противовес, защитную прокладку между крышкой и резервуаром. Емкость заполняют не до конца – должно оставаться как минимум 10% объема для выхода газа. Лучше – 20%.

Итак, чтобы сделать у себя на участке биореактор со всеми приспособлениями, необходимо:

Удачно выбрать место, чтобы оно находилось подальше от жилья (мало ли что).

Рассчитать предположительное количество навоза, которое ежедневно выдают животные. Как считать – читать ниже.

Определиться, где проложить загрузочную и отгрузочную трубу, а также трубу для конденсации влаги в полученном газе.

Определиться с местом расположения резервуара для отходов (по умолчанию удобрения).

Вырыть котлован, исходя из расчетов количества сырья.

Выбрать емкость, которая будет служить резервуаром для навоза и установить ее в котлован. Если планируется бетонный реактор, тогда дно котлована заливается бетоном, стенки выкладываются кирпичом и штукатурятся бетонным раствором. После этого необходимо дать время просохнуть.

Стыковки между реактором и трубами также герметизируются на этапе закладки резервуара.

Обустроить люк для осмотра реактора. Между ним ставится герметичная прокладка.

В конце работ проверить реактор на герметичность.

Расчет количества газа

Из одной тонны навоза можно получить примерно 100 кубических метров газа. Вопрос – сколько помета дают домашние животные в сутки:

Умножить эти показатели на количество голов и получится суточная доза экскрементов, подлежащих переработке.

Больше газа получают от коров и свиней. Если добавить в смесь такие энергетически мощные растения как кукуруза, свекольная ботва, просо, то количество биогаза увеличится. Большой потенциал у болотных растений и водорослей.

Самый высокий – у отходов мясоперабатывающих комбинатов. Если такие хозяйства есть поблизости, то можно скооперироваться и установить один реактор на всех. Сроки окупаемости биореактора 1 – 2 года.

Отходы биомассы после получения газа

После переработки навоза в реакторе побочным продуктом является биошлам. При анаэробной переработке отходов бактерии растворяют около 30% органического вещества. Остальное выделяется в неизменном виде.

Жидкая субстанция также является побочным продуктом метанового брожения и также используется в сельском хозяйстве для корневых подкормок.

Углекислый газ – ненужная фракция, которую производители биогаза стремятся удалить. Но если растворить ее в воде, то эта жидкость также может приносить пользу.

Полное использование продуктов биогазовой установки

Чтобы полностью утилизировать продукты, получаемые после переработки навоза, необходимо содержать теплицу. Во-первых – органическое удобрение можно использовать для круглогодичного выращивания овощей, урожайность которых будет стабильной.

Во-вторых – углекислый газ используется как подкормка – корневая или внекорневая, а его на выходе получается около 30%. Растения поглощают углекислоту из воздуха и при этом лучше растут и набирают зеленую массу. Если проконсультироваться со специалистами данной области, то они помогут установить оборудование, которое переводит углекислый газ из жидкой формы в летучее вещество.

Видео: Биогаз за 2 дня

Дело в том, что для содержания животноводческой фермы полученных энергоресурсов может быть много, особенно летом, когда не нужен подогрев коровника или свинарника.

Поэтому рекомендуется заняться еще одним прибыльным видом деятельности – экологически чистая теплица. Остатки продукции можно хранить в охлаждаемых помещениях – за счет все той же энергии. Холодильное или любое другое оборудование может работать на электричестве, которое вырабатывает газовая аккумуляторная батарея.

Использование в качестве удобрения

Кроме выработки газа биореактор полезен тем, что отходы используются в качестве ценного удобрения, которое сохраняет почти весь азот и фосфаты. При внесении в почву навоза 30 – 40% азота безвозвратно теряется.

Чтобы уменьшить потери азотных веществ, в грунт вносят свежие экскременты, но тогда выделяющийся метан повреждает корневую систему растений. После переработки навоза метан идет на собственные нужды, а все питательные вещества сохраняются.

Калий и фосфор после ферментации переходят в хелатную форму, которая усваивается растениями на 90%. Если смотреть в общем, то 1 тонна ферментированного навоза способна заменить 70 – 80 тонн обычных животных экскрементов.

Анаэробная переработка сохраняет весь имеющийся в навозе азот, переводя его в аммонийную форму, что на 20% увеличивает урожаи любых культур.

Такое вещество не опасно для корневой системы и может вноситься за 2 недели до высадки культур в открытый грунт, чтобы органика успела переработаться на этот раз почвенными аэробными микроорганизмами.

Перед использованием биоудобрение разводят водой в соотношении 1:60. Для этого подходит как сухая , так и жидкая фракция, которая после сбраживания также поступает в резервуар для отработанного сырья.

На гектар нужно от 700 до 1 000 кг/л неразбавленного удобрения. Учитывая, что с одного кубического метра площади реактора в день получается до 40 кг удобрений, то за месяц можно обеспечить не только свой участок, но и соседский, продавая органику.

Какие питательные вещества можно получить после отработки навоза

Основная ценность ферментированного навоза как удобрения – в наличии гуминовых кислот, которые как оболочка сохраняют ионы калия и фосфора. Окисляясь на воздухе при длительном хранении, микроэлементы утрачивают свои полезные качества, но при анаэробной переработке, наоборот, приобретают.

Кроме основных – азота, калия и фосфора – в составе биоудобрения есть микроэлементы. Но их количество зависит от исходного сырья – растительного или животного происхождения.

Способы хранения шлама

Лучше всего хранить ферментированный навоз в сухом виде. Так его удобнее фасовать и транспортировать. Сухое вещество меньше теряет полезных свойств и его можно хранить в закрытом виде. Хотя в течение года такое удобрение вообще не портится, но дальше его нужно закрыть в мешок или емкость.

Жидкие формы необходимо сохранять в закрытых емкостях с плотно закручивающейся крышкой, чтобы не выветривался азот.

Основная проблема производителей биоудобрений – сбыт в зимнее время, когда растения находятся в состоянии покоя. На мировом рынке стоимость удобрений такого качества колеблется в пределах 130$ за тонну. Если наладить линию по расфасовке концентратов, то окупить свой реактор можно в течение двух лет.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Читайте также: