БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ СВИНОВОДСТВА В ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Кандидаты технических наук А. В. ВИНОГРАДОВ, А. В. УВАРОВ, доктор биологических наук Н. Е. ПАВЛОВСКАЯ, Б. В. ЛЕОНОВ, А. В. ЛУШНИКОВ (ФГБОУ ВПО "Орловский государственный аграрный университет")
В Орловской области на 2012-2015 гг. предусмотрено расширение свиноводческой отрасли сельского хозяйства. Финансирование будет осуществляться в рамках долгосрочной областной целевой программы1.
Высокая концентрация предприятий животноводства ставит ряд вопросов, связанных с охраной окружающей среды. Возникают претензии со стороны экологических служб и местного населения. Одной из основных проблем, возникающих при развитии свиноводства, является утилизация навоза. Свежий свиной навоз относится к третьему классу опасности, перепревший - к четвёртому2- Степень вредного воздействия на окружающую природную среду - средняя или низкая, но при этом экологическая система нарушается. Период её восстановления составляет от 3 до 10 лет. Небольшая ферма производит несколько десятков тысяч тонн навоза ежегодно, а крупные комплексы 2 - сотни тысяч тонн. Учитывая, что в боль-§ шинстве свинокомплексов навоз удаляют I водой, количество стоков увеличивается,
1 и требуются огромные навозохранилища.
2 Как правило, они представляют собой от-2 крытые наземные или заглублённые кон-| струкции, которые подвержены воздей-
а>
! 1 Долгосрочная областная целевая программа § "Развитие племенной базы свиноводства в Ор-m ловской области на 2012-2015 годы на основе | создания селекционно-генетических центров" ® (утверждена постановлением Правительства « Орловской области № 189).
2Приказ МПР России от 15.06.2001 г. № 511
"Критерии отнесения отходов к классу опасно-
сти для окружающей среды".
ствию атмосферных осадков. Хранилища эксплуатируются с перегрузкой, причём избыточные стоки и отходы сбрасываются на рельеф, что представляет непосредственную угрозу качеству поверхностных и подземных вод.
На сегодняшний день в Орловской области сложилась практика накопления отходов животноводства в навозохранилищах с последующим их вывозом на поля через 3-6 месяцев. Практически все крупные свинокомплексы имеют сложные и болезненные экологические проблемы (вряд ли можно найти крупный свинокомплекс, который бы не судился с экологическими службами из-за большого накопления навоза и неприятных запахов, поступающих в атмосферу). Сейчас для всех предприятий приказом Минсельхоза РФ3 определён зоосанитар-ный статус, что непосредственно влияет на размер экологических выплат.
В вопросе утилизации навоза важно не забывать также об экономических аспектах. Навоз всегда считался классическим органическим удобрением. Однако экономически оправданным и выгодным является его внесение на поля в том случае, если расстояние от фермы до поля составляет не более 5-10 км. По своему химическому составу - содержанию азота, фосфора, ряда микроэлементов, навозные стоки представляют собой
3 Приказ Минсельхоза РФ от 23.07.2010 № 258 'Об утверждении правил определения зооса-нитарного статуса свиноводческих хозяйств, а также организаций, осуществляющих убой свиней, переработку и хранение продукции свиноводства".
16
© А. В. Виноградов, А. В. Уваров, Н. Е. Павловская, Б. В. Леонов, А. В. Лушников
ценное органическое удобрение. Однако в эпидемиологическом отношении микроорганизмы, гельминты, содержащиеся в них, могут являться возбудителями инфекционных и паразитарных заболеваний. Кроме того, за время лежания навоза в лагунах из него улетучивается азот, сероводород, в нижних слоях образуется метан, который попадает в атмосферу.
Другим важнейшим фактором, влияющим на ситуацию в энергетике и экономике Орловской области, является существенное увеличение цен на энергоносители, в частности, на природный газ. Сейчас цены занижены благодаря субсидированию, но за 5 лет цены на него могут быть приравнены к мировым. Одним из наиболее рациональных выходов из сложившейся ситуации является применение биогазовых установок (БГУ) для переработки отходов свиноводства.
В последнее время Росприроднадзор становится всё более требовательным к предприятиям в вопросах соблюдения природоохранного законодательства, в том числе и к оплате негативного воздействия (согласно статье 16 Федерального закона "Об охране окружающей среды"4 негативное воздействие на окружающую природную среду является платным). К видам негативного воздействия на окружающую среду, подлежащим оплате, относятся: выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ от стационарных и передвижных источников загрязнения; сбросы загрязняющих и иных веществ, микроорганизмов в поверхностные и подземные водные объекты; размещение отходов производства и потребления.
Представим плату за негативное воздействие на окружающую среду в виде формулы:
П = Н + В + Ш,
где Н - плата за объёмы образовавшихся отходов (за 1 т свиного навоза 3-го класса опасности, образующегося за месяц, необходимо платить 497 руб.); В - плата за временное размещение навоза в навозохранилищах и его последующий вывоз на поля (затраты на погрузочно-разгрузочные работы и перевозку навоза до поля составляют в среднем 3-3.5 тыс. руб. и 286 руб. за временное хранение навоза за каждый месяц в собственном
4 Федеральный закон от 10.01.2002г. № 7-ФЗ "Об охране окружающей среды".
навозохранилище); Ш - штраф за несвоевременную оплату или неуплату за загрязнение окружающей среды (штраф на должностное лицо до 6 тыс. руб., на юридическое до 100 тыс. руб.).
При несвоевременной оплате П за один месяц составит: 497 + 3786 + 100 000 = = 104 283 руб. Сумма платежей может увеличиться пятикратно, если у сельхозпроизводителя отсутствуют утверждённые лимиты на размещение отходов и лицензия на право обращения с отходами.
Плата за негативное воздействие при внедрении БГУ на свинокомплексе существенно уменьшается: вместо навоза получается ценное органическое удобрение (исключается плата за объёмы образования отходов - Н = 0), полученное биоудобрение можно хранить бесплатно (необходимо только соблюдать правила хранения), исключается штраф из-за отсутствия факта нарушения, остаются затраты только на перевозку 3.5 тыс. руб.5 (П = 0 + 3500 + 0 = 3500 руб.). То есть, при внедрении БГУ на свиноводческих предприятиях может быть достигнута значительная экономия только за счёт уменьшения экологических выплат. Основным экономическим эффектом должно стать получение экономии/дохода за счёт выработки и использования/продажи газа, электроэнергии и тепла, а также биоудобрений.
Практическое внедрение биогазовых технологий в производство требует достаточно убедительной информации об их эффективности в наших отечественных реалиях. Руководители предприятий хотят знать, насколько правдивы обещания производителей БГУ. Кроме того, в регионе необходимо иметь опытную площадку для проведения анализа субстратов, которые предполагается исполь- 4 зовать на том или ином предприятии. g Такая площадка создана в ФгБоу ВПО ? "Орловский государственный аграрный g университет" (Орёл ГАУ). Эксперимент ° по производству биогаза проводился сотрудниками Орёл ГАУ в производствен- | ных условиях ООО "Мясная компания" 5 с применением биогазовой установки g БГУ-0.1М производства ГНУ "Всероссий- §
5 Виноградов А.В., Леонов Б.В. Преимущества 1 применения биогазовых установок на бойнях ® скота и основания для внесения изменений в <р действующие санитарные правила для предприятий мясной промышленности // Вестник НГИЭИ. 2013. № 6.
Таблица 1
Характеристики полученного биогаза
Вид исследуемого субстрата
Объём разовой загрузки, т
Получено биогаза за весь период (с одной загрузки), м3
Химический
состав биогаза, %
Навоз свиной свежий - 80%, Каныга - 20% (влажность -98%)
0.024
0.65
Метан -Пропан
14.5 - 1.5
ский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства".
В БГУ заливался субстрат, объём которого измерялся, устанавливалась температура, необходимая для протекания процесса в мезофильном режиме (37 °С), и контролировалась с помощью установленной автоматики. Далее проводилось наблюдение процесса получения биогаза - измерялось время от загрузки субстрата до начала его получения (14 сут.), до максимального его выхода и завершения процесса выработки (23 сут.), измерялся объём получаемого биогаза и рассчитывалось его производство (объём) на единицу объёма субстрата (на 1 т). В ходе загрузки контролировался состав субстрата, его влажность, крупность фракций (до 7 мм). После выгрузки продукта переработки опре-делялся его химический состав. Определялись культуры микроорганизмов, присутствующих в субстрате.
Полученные в ходе эксперимента результаты приведены в табл. 1. Газ получен путём анаэробного сбраживания субстрата. Режим сбраживания - ме-зофильный (+37 °С). Субстрат сбраживался в биогазовой установке БГУ-0.1М. Выход биогаза составил 27.08 м3/т при 14.5% метана и 1.5% пропана в его
составе. При сжигании био-газ давал устойчивый факел. Процент содержания метана в биогазе получен ниже, чем следовало ожидать по информации литературных источников. Причина этого, очевидно, в недостаточном количестве анаэробных бактерий в субстрате ввиду того, что загрузка была одиночной. В ходе последующих добавок субстрата в установку эффективность производства метана должна вырасти. Подтверждение этой версии требует дальнейших исследований.
После переработки в БГУ из субстрата получены биоудобрения, которые были подвергнуты исследованию. Результаты анализа сбраживаемой в БГУ массы (субстрата), взятой на опытной площадке в свиноводческом предприятии ООО "Мясная компания", и полученных биоудобрений приведены в табл. 2. Из данных следует, что после сбраживания в БГУ характеристика биоудобрения по основному химическому составу улучшилась. Так, сбраживание привело к увеличению органического вещества (49.81% по сравнению с 49.04% в навозе) в биоудобрении. Увеличилось содержание азота и фосфора, рН приблизилось к нейтраль-
Таблица 2
Характеристики исходного субстрата и биоудобрения
Наименование показателя
Навоз до метантенка (свиной навоз + остатки перера
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.