Біотехнологія утилізації відходів агропромислового комплексу.

 

 

Різні види забруднень потребують різних підходів та масштабів очисних робіт.

Самі великі забруднення нашого часу це:

· нафта та нафтопродукти

· пестициди та інші хімічні засоби захисту рослин

· відходи агропромислового комплексу.

Значна концентрація тварин на обмеженому просторі в умовах порушення рівноваги між поголів’ям та площею земельних угідь супроводжується накопиченням великої кількості гною, стічних вод та інших органовмісних відходів. Подібні відходи містять у своєму складі значну кількістьпатогенних мікроорганізмів, яєць та личинок гельмінтів, насіння бур’янів, солей важких металів.Потрапляючи у грунт та водойми, гнойова рідина спричинює забруднення ґрунтових вод, біологічне зараження ґрунту патогенними мікроорганізмами та викликає масові отруєння водних організмів внаслідок різкого збільшення вмісту аміаку.

Такі компоненти відходів, як метан, діоксид вуглецю, аміак, сірководень забруднюють повітря.

Метан, потрапляючи у атмосферу зумовлює парниковийефект.

Сільськогосподарські угіддя можуть сприймати підвищені дози органічних добрив у вигляді гною у обмежених кількостях. Критерієм є вміст азоту, якій складає 250-300 кг/га.

Таким чином гнойова маса є забруднювачем навколишнього середовища, на яку припадає 43-66%загального біологічного навантаження.

Для усунення цих негативних явищ розробляються спеціальні технології утилізації гною.

Утилізація ( від лат. «utilis» -корисний) – застосування з користю.

Біоконверсія – це трансформація речовин з однієї форми в іншу біологічними агентами (живими мікроорганізмами або ферментами).

повернутися до змісту

Методи утилізації гною

Усі існуючі методи утилізації відходів тваринництва умовна поділяються на традиційні та нетрадиційні.

При традиційних методах утилізація здійснюється біологічними агентами (обєктами) – мікроорганізмами, дощовими черв’яками. Вибір біологічної системи суттєво залежить від консистенції гнойової біомаси 

Найбільш розповсюдженим методом утилізації гною є використання його для покращення родючості грунтів . У гною міститься значна кількість азоту, калію, фосфору та органічних речовин. Крім, того гній є джерелом гумусу – основного фактору родючості грунтів.

У грунті органічні речовини гною трансформуються автотрофними мікроорганізмами й іншими біологічними об’єктами. Неорганічні речовини адсорбуються частинками ґрунту або осаджуються, але не руйнуються. Особливо небезпечні у такому випадку важкі метали.

 

Рідку фракцію (стічні води) утилізують методом мінералізації органічних речовину ґрунті та водоймищах. Процес утилізації відбувається за рахунок життєдіяльності різних груп організмів, які використовують органічні та неорганічні сполуки стічних вод як поживні речовини і джерело енергії.серед відомих методів очищення стічних вод біологічне знезараження є найбільш доступним та надійним

Аеротенки – це бетонні або залізобетонні резервуари, крізь які повільно протікає суміш активного мулу і попередньо відстояної стічної рідини. 

Біологічні фільтри - це металеві або залізобетонні резервуари, заповнені фільтрувальним матеріалом (шлаком, керамзитом, гравієм). Мікроорганізми знаходяться в нерухомому стані, закріпленими на фільтровальному матеріалі (носії) у вигляді біологічної плівки. 

Біологічна плівка – це об'єкти зі складною структурою з живих та мертвих клітин, клітинних фрагментів і позаклітинних полімерів, які закріплені на поверхні. 

Біологічні ставки – водоростеві, рачкові, рибоводні. Функціонують лише у теплий період року при повній безконтрольності процесу. 

Поля зрошення та фільтрації – це спеціально відведені ділянки землі для очищення стічних вод.

Біомаса належить до поновлюваних джерел енергії.

Біомаса – це органічна речовина, яка утворюється в процесі фотосинтезу, коли за допомогою хлорофілу рослинна клітина фіксує сонячну енергію з наступним перетворенням її в енергію хімічних зв’язків синтезованих органічних сполук. Гнойова біомаса теж містить значну кількість енергії. Високий енергетичний потенціал гною дає можливість використовувати його як субстрат для інших мікроорганізмів, які потім можна використати на корм тваринам, а також для одержання палива.

Одним з найбільш перспективних методів утилізації відходів агропромислового комплексу є їх біоконверсія в енергоносій біогаз шляхом мікробіологічної ферментації.

Метанове анаеробне зброджування є найбільш раціональним шляхом використання енергії відходів. Воно відбувається спеціальних біогазових або біоенергетичних установках, у яких за рахунок анаеробної біоконверсії метаноутворюючими мікроорганізмами органічних речовин одержують енергоносій у вигляді біогазу, високоякісне знешкоджене органічне добриво та кормові добавки.

повернутися до змісту

Біометаногенез – процес перетворення органічних сполук біомаси на біогаз за участю метаноутворюючих анаеробних мікроорганізмів. Коефіцієнт трансформації енергії біомаси в енергію метану досягає 80%. 

Біогаз- це газ, якій складається приблизно з 50-70% метану (CH₄) та 50-30% вуглекислого газу (CO₂).  

Біометаногенез багатостадійний процес, уході якого біополімери перетворюються на ацетат, форміат, метанол, метиламін, оксид та діоксин вуглецю, аміак, сірководень та водень. Він проходить у три послідовні стадії, у якій приймають участь різні групи мікроорганізмів .