Сжигание подстилочного помета: за и против

Нашли, что искали? Поддержите сайт:

Наиболее распространенная в Украине технология производства мяса бройлеров предусматривает выращивание цыплят на полу на глубокой несменяемой подстилке. Основные преимущества такой технологии — использование сравнительно несложного и дешевого оборудования, высокий уровень механизации технологических процессов, простота и низкая трудоемкость выполнения работ по уходу за птицей и по санации птичника, меньшее количество дефектов тушек, повышение их категорийности по сравнению с клеточным выращиванием. Основной же недостаток — потребность в значительном количестве дефицитных подстилочных материалов. В расчете на 1-го выращенного бройлера необходимо потратить 1−1,5 кг подстилки в зависимости от сезона и срока выращивания. За 5−7 недель выращивания цыплят до подстилки добавляется помет. В итоге — на каждого выращенного бройлера получаем около 3−5 кг подстилочного помета (ПП) влажностью от 15 до 50%. Если считать, что в Украине за год выращивается около 500 млн. цыплят-бройлеров, выход только подстилочного бройлерного помета составит как минимум 2 млн. тонн. Если же добавить сюда ПП, полученный при содержании других видов и производственных групп птицы — общий его выход можно оценить в количестве не менее 3 млн. тонн.



style="display:inline-block;width:336px;height:280px"
data-ad-client="ca-pub-4037835599918832"
data-ad-slot="7553000704">

Утилизация ПП наносит птицеводческим хозяйствам немало хлопот. Для его хранения и переработки нужны большие земельные участки. ПП содержит значительное количество вредных для окружающей среды веществ, семян сорняков, часто — яйца и личинки гельминтов, патогенные микроорганизмы. Он является также благоприятной средой для развития мух, грызунов, гельминтов и микроорганизмов и, при ненадлежащих условиях хранения, переработки и использования служит источником загрязнения наземных и грунтовых вод, почв и атмосферы вредными веществами, несет эпизоотическую и санитарно-эпидемиологическую угрозу для самих птицеводческих хозяйств, окружающих территорий и окружающей среды в целом.

Согласно государственному классификатору отходов, помет отнесен к III-й группе опасных веществ. Сельскохозяйственные предприятия, крестьянские и другие хозяйства, занимающиеся производством, переработкой и сбытом продукции животноводства и птицеводства, и при этом осуществляют размещение отходов (навоза и птичьего помета), являются плательщиками экологического налога. Стоимость их размещения на открытых полигонах в среднем составляет 100 грн./т. Из-за проблем с утилизацией помета у птицеводческих хозяйств возникают постоянные конфликты с местными экологическими и санитарными службами. Поэтому, с учетом вышеприведенного, каждое птицеводческое предприятие стоит перед проблемой: что делать с птичьим пометом?

Традиционным способом использования ПП является его переработка в органические удобрения, поскольку он содержит значительное количество питательных веществ для растений (азота, фосфора, калия, кальция, микроэлементов) (табл. 1). В США и некоторых европейских странах переработанный помет используют также в качестве кормового ингредиента для жвачных животных, потому что он содержит также значительное количество клетчатки, протеина, отдельных аминокислот, липидов, безазотистых экстрактивных веществ.

Таблица 1. Химический состав подстилочного помета после выращивания цыплят-бройлеров,% (по данным компании «СВ технологии»)

Наименование показателей Значение показателей
Содержание влаги, %

15, 9

Содержание сухого вещества, %

84,1

Содержание в расчете на сухое вещество

Азот, %

5,41

Кальций, %

2,25

Фосфор, %

2,13

Сырые липиды, %

4,04

Сырая клетчатка, %

21,52

Безазотистые экстрактивные вещества, %

36,74

Лизин, %

0,45

Гистидин, %

0,20

Аргинин, %

0,63

Аспарагиновая кислота, %

1,12

Треонин, %

0,56

Глутаминовая кислота, %

1,12

Пролин, %

0,57

Глицин, %

0,74

Аланин, %

0,31

Валин, %

0,31

Изолейцин и лейцин, %

1,08

Тирозин, %

0,27

Фенилаланин, %

0,32

Медь, мг/кг

3,125

Цинк, мг/кг

6,453

Железо, мг/кг

621,05

Марганец, мг/кг

253,03

Кобальт, мг/кг

66,71

Магний, мг/кг

24,02

Способы переработки ПП в органические удобрения или кормовые добавки должны обеспечивать обезвреживание патогенной микрофлоры, семян сорняков, яиц и личинок гельминтов, стабилизацию питательных веществ, дезодорацию конечного продукта, а это требует немалых затрат. Кстати, большие затраты на утилизацию помета и платежи за экологическое загрязнение стали одной из причин прекращения деятельности ряда бройлерных птицефабрик в Западной Европе. Кроме того, значительное количество птицеводческих предприятий в Украине не имеют в достаточном количестве сельскохозяйственных земель для использования всего объема получаемого помета как органического удобрения на собственных полях. Реализация же помета в любом виде другим предприятиям связана со значительными трудностями и расходами. В связи с этим, в последнее время все чаще в качестве альтернативы переработке помета в органические удобрения предлагают сжигание подстилочного и бесподстилочного помета тем или иным способом с целью получения тепловой и электрической энергии. У обеих вариантов есть свои сторонники и противники. Рассмотрим аргументы тех и других.

Производство на основе подстилочного помета органических или органо-минеральных удобрений.

Аргументы за:

а) получение ценного для растениеводства продукта в виде органических или органо-минеральных удобрений с высоким содержанием азота, фосфора и калия, правильное использование которых способствует улучшению структуры и микрофлоры почв, обогащению их гумусом, повышению урожайности сельскохозяйственных культур на 10−30%;

б) улучшение состояния окружающей среды в результате обезвреживания патогенной микрофлоры, семян сорняков, яиц и личинок сорняков, дезодорации неприятно пахнущих веществ;

в) возможность организации замкнутого цикла утилизации помета в вертикально-интегрированных агропромышленных объединениях.

Аргументы против:

а) значительное количество азота (до 50%) и других питательных веществ в процессе хранения, переработки и использования в качестве удобрения теряется;

а) большая продолжительность цикла переработки, в связи с чем названные выше негативные факторы действуют в течение значительного времени;

б) необходимы комплекс механизированных средств, значительные трудо-и энергозатраты на хранение и переработку сырья, хранения, транспортировки и использования полученных удобрений;

в) потребность в значительных земельных площадях для хранения, переработки и использования полученных удобрений. Максимальная доза внесения органических удобрений на основе птичьего помета: компоста — 60 т / га, сухого птичьего помета — 8 т / га;

г) в случае неправильной переработки, внесения избыточных доз помета происходит деградация земель, накопление в урожае сельскохозяйственных культур нитратов и нитритов, загрязнения земель семенами сорняков, окружающей среды — вредными веществами и неприятными запахами.

Использование подстилочного помета для получения энергии.

Аргументы за:

а) наиболее простое и наименее трудоемкое и энергозатратное решение проблемы утилизации помета;

б) быстрое на надежное обезвреживание всех вредных факторов и улучшение состояния окружающей среды;

в) получение тепловой или электроэнергии, которые с каждым годом растут в цене;

г) возможность обеспечения за счет сжигания помета собственных нужд в тепловой и электрической энергии;

д) золу от сжигания помета можно хранить годами без потерь питательных веществ, использовать как минеральное удобрение, содержащее калий, фосфор, кальций и ряд других элементов (табл. 2) в оптимальные агротехнические сроки;

е) короткий цикл производства, в связи с чем, упомянутые выше негативные факторы действуют в течение непродолжительного времени;

е) уменьшение транспортных расходов в 5−6 раз;

ж) не нужны значительные земельные участки для хранения и переработки помета.

Аргументы против:

а) потеря азота сырья в технологическом цикле;

б) достаточно высокая стоимость оборудования для сжигания помета (в то же время она не является больше, чем, например, для переработки помета в биогазовых установках);

г) возможные проблемы с реализацией полученных тепловой и электроэнергии и золы.

Таблица 2. Химический состав золы после сжигания подстилочного бройлерного помета (по данным компании «СВ технологии»)

Наименование вещества Содержание,%

SiO2

8,1

Al2O3

1,9

TiO2

0,2

Fe2O3

1,16

CaO

17.3

MgO

5,0

Na2O

9,2

K2O

16,3

P2O5

24,4

SO3

6,7

остальные

9,74

Анализируя плюсы и минусы каждого варианта, можно прийти к выводу, что энергетическая переработка ПП может быть вполне конкурентоспособной с вариантом переработки его в органические удобрения как минимум в птицеводческих предприятиях, не имеющих в достаточном количестве собственных земель сельскохозяйственного назначения.

Сейчас предлагаются несколько возможных вариантов энергетического использования ПП путем сжигания:

1) прямое сжигание в котельных установках для получения горячей воды, пара или электроэнергии;

2) газификация (пиролиз) помета с той же целью;

3) изготовление из ПП топливных гранул (пеллет) или брикетов, далее — гранулы или брикеты могут сжигаться на месте для получения горячей воды, пара или электроэнергии, или реализовываться для использования в качестве удобрения или в качестве топлива.

Переработка ПП методом прямого сжигания

Прямое сжигание ПП не требует обязательного его гранулирования или сушки. Теплота сгорания ПП находится в пределах 2600—3400 ккал/кг (10300—14250 МДж/кг). Содержание вредных веществ в продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу, при применении современных топочных устройств не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК). Сжигание 1 тонны ПП позволяет получить до 2 Гкал тепла в виде горячей воды или 3 тонн пара на технологические нужды. При этом экономится до 270 м3 природного газа или до 240 кг жидкого топлива. Коэффициент полезного действия котельных агрегатов при прямом сжигании помета составляет 60−85%. Выход золы составляет 10−18% от исходного количества ПП. Зола может вноситься под различные сельскохозяйственные культуры без дополнительной обработки в количестве 2−10 ц / га. Использование этой золы как удобрения способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур на 10−15%.

Особенностью ПП в качестве топлива являются высокая влажность, зольность, наличие в золе значительного количества щелочных и щелочно-земельных металлов, что вызывает его высокую шлакообразующую способность. В связи с этим, до последнего времени не всегда удавалось достичь устойчивого и надежного сгорания ПП в котельном агрегате. Сейчас эта проблема решена путем применения технологии сжигания в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое, которая обеспечивает надежное сгорание материала с влажностью до 60%.

В цех по сжиганию ПП обычно входят: котельная, склад сырья и хранилище для золы от сжигания ПП. Хранилище для золы можно и не строить, а сразу затаривать золу в мешки (биг-беги) или транспортировать к месту использования в закрытом транспорте.

Типоразмерный ряд цехов прямого сжигания ПП спроектировала группа компаний Агро-3 «Экология» (г. Москва). По данным этой группы компаний, для котельной, сжигающей, например, 75 т ПП за сутки, с тепловой мощностью 5 Гкал / час. (До 7 тонн пара в час.), необходимо помещение из сборного железобетона или металлоконструкций и сэндвич-панелей размерами 18×15 м, высотой 13 м.
Склад сырья для бесперебойного обеспечения котельной указанной мощности может быть расположен в неотапливаемом помещении площадью около 300 м2 (18×18 м ) с высотой 6 м.

Он также может быть сделан из металлоконструкций и сэндвич-панелей. Склад золы может быть расположен в неотапливаемом помещении площадью примерно 140 м2 (12×12) с высотой 6 м.

Для контроля за расходом топлива или уровня золы может быть использован датчик уровня зерна.

Обслуживающий персонал цеха — 3−4 работника в смену, потребляемая электрическая мощность — около 100 кВт.

Капитальные затраты на создание цеха по сжиганию ПП для получения горячей воды и пара зависит от тепловой мощности и количества сжигаемого ПП (табл. 3).

Таблица 3. Необходимая сумма капитальных затрат для создания цеха прямого сжигания ПП для получения горячей воды и пара

Наименование показателей

Количество сжигаемого ПП

75

150

225

1 Выработка тепла, Гкал/год.

5

10

15

2 Выработка пара, т/год.

7

14

21

3 Капитальные затраты, млн. грн.

18,4

32,8

51,2

в том числе:
3.1 Проектно-конструкторские работы

2,2

2,5

2,7

3.2 Оборудование

9,5

17,6

28,4

3.3 Монтаж

3,8

7,0

11,4

3.4 Пусконаладочные   работы

1,0

1,8

2,9

3.5 Строительно-монтажные работы (помещение котельной, склад ПП и золы и т.п.) *

1,9

3,9

5,8

* — Без стоимости земляных, бетонных, изыскательских работ и согласований.

Экономическую эффективность цеха по сжиганию ПП только для получения тепловой энергии можно примерно рассчитать исходя из замещения подстилочным пометом природного газа (4,7 грн./м3) в котельной, рассчитанной на получение аналогичного количества тепла, и фосфорных и калийных удобрений (2,0 грн . / кг) золой от сжигания ПП (табл. 4).

Таблица 4. Экономический эффект и срок окупаемости капитальных вложений

цеха сжигания помета.

Наименование показателей

Количество сжигаемого ПП за сутки, тонн

75

150

225

Капитальные затраты, млн. грн.

18,4

32,8

51,2

Количество сжигаемой подстилки за год, тыс. т

27,3

54,7

82,1

Теплопроизводительность котельной нетто (по отпуску тепла) Гкал/час.

4,7

9,5

14,5

Количество газа, которое замещается за год., м3

637

1 282

1948

Кількість газу, яка заміщується за рік, тис. м3

5580

11230

17064

Стоимость замещенного газа, млн. грн.

26,2

52,7

80,2

Количество полученной золы за год, т

3 970

7 940

11 910

Стоимость замещенных минеральных удобрений, млн. грн.

7,9

15,9

23,8

Общая стоимость полученной продукции (тепло + зола), млн... грн.

34,1

68,6

104,0

Годовые эксплуатационные расходы *, млн. грн.

2,9

4,8

7,2

Общий годовой экономический эффект, млн. грн.

31,2

63,8

96,8

Срок окупаемости капиталовложений, месяца

8

7

7

* — Эксплуатационные расходы включают стоимость электроэнергии, реагентов на химводоочистку, расходы на персонал и транспортные расходы.

Полученная тепловая энергия может быть использована на тепло, прежде всего, потребностей самого птицеводческого хозяйства, а также ближайших населенных пунктов. Однако на практике это не всегда возможно. В таком случае рекомендуется использовать полученную тепловую энергию для выработки электроэнергии. Так, при выработке 7 т / час. пары с параметрами 1,4 МПа и 250 ºС, подогреве сетевой воды до 80 ºС, можно производить каждый час еще и примерно 630 кВт • час. электроэнергии, из них 100 кВт • час. — будет потрачено на собственные нужды котельной, остальные — на нужды птицеводческого хозяйства или на реализацию. По удельной стоимости паротурбинной установки 8200 грн. / КВт общие капитальные затраты при этом возрастут еще на 5,2 млн. грн. Годовой экономический эффект только за счет реализации золы и электроэнергии составит 9,4 млн. грн., Срок окупаемости капитальных затрат 2,5 года.

Сейчас работы по проектированию цехов прямого сжигания помета, поставки для них оборудования и ряд других работ выполняет ряд учреждений: группа компаний АТТ (Альтернативное тепло и технологии г. Харьков), Ковровский завод топочного и котельного оборудования (г. Ковров, Россия), уже упомянутая группа компаний АГРО-3 «Экология» (г. Москва), НПЦ «ЭРКО» (г. Москва), LLC «Abono Group» и другие.

Мельник В.А., Институт птицеводства НААН

Популярность: 14%

Пообсуждать статью!

Просмотров: 403

Один комментарий к “Сжигание подстилочного помета: за и против”

  • Владимир Григорьевич
    23 января, 2015, 5:53

    Лучший вариант производить удобрения в гранулах (линия на 100 тн. переработки исходного сырья , с автономным энергетическим ресурсом стоит до 20 млн рублей .

Оставить комментарий или два

Оповещать о новых коментариях по RSS

При публикации материалов сайта, публикатор обязан разместить ссылку на источник.