- 9.6.1. Проблема хранения и переработки отходов
Если сельское хозяйство ведется традиционными способами, то отходов животноводства образуется немного, и их несложно использовать для удобрения расположенных поблизости пахотных земель. Сегодня, когда в животноводстве применяется интенсивная технология, жидкие и твердые отходы образуются в большом количестве, и площадь близлежащих земель может оказаться недостаточной для их использования. Хранить и перерабатывать такие отходы весьма непросто. Кроме того, в последнее время проблемы использования отходов животноводства привлекают пристальное внимание специалистов по охране окружающей среды и органов здравоохранения, которых тревожит возможность проникновения загрязнений в водоемы и распространения таким путем возбудителей заболеваний. Необходимо научиться наиболее полно и экономично использовать ту часть отходов, которую можно применять как удобрения, и в то же время решить проблемы, связанные с возможным загрязнением среды из-за большого объема таких отходов. Важность задачи потребовала разработки и внедрения различных систем переработки отходов.
Отличительной особенностью аэробной биологической системы, которая столь успешно применяется для переработки бытовых сточных вод, является свободный доступ воздуха к аэробным микроорганизмам, участвующим в превращении различных веществ, содержащихся в отходах, в относительно стабильные конечные продукты. Было показано, что контролируемая переработка отходов сельского хозяйства в аэробных условиях вполне возможна. Ряд научных центров в Европе и Северной Америке приняли участие в исследованиях и разработке программ использования различных систем переработки. Главными особенностями системы, используемой на фермах, должны быть долговечность, простота в эксплуатации и желательно автоматизация всех процессов. Сегодня уже предложено несколько таких маломасштабных систем.
- 9.6.2. Системы переработки отходов в аэробных условиях
.Для переработки твердых отходов необходимо много времени и средств, поэтому на фермах с интенсивной технологией для их удаления стали широко использовать воду. Образующуюся взвесь закачивают в хранилища или в системы переработки.
Водоем для окисления
Это наиболее простая установка, представляющая собой неглубокую (не более 150 см) емкость, наполненную отходами и имеющую достаточную площадь поверхности для обеспечения аэрации. На поверхности этого водоема растут фотосинтезирующие водоросли, которые повышают эффективность системы благодаря выделению кислорода. Скорость поступления отходов не должна быть слишком высокой. Недостатки таких установок состоят в том, что 1) переработка отходов требует много времени; если объем отходов велик, необходимы водоемы большой площади; 2) накапливаются твердые отходы, которые разлагаются в анаэробных условиях; 3) создаются условия для размножения насекомых. Но есть и два преимущества: не нужна механизация и обслуживающий персонал.
Аэрируемый водоем сходен с водоемом для окисления и отличается лишь тем, что в нем установлено механическое устройство для усиления аэрации, перемешивания и сохранения твердых частиц в суспендированном состоянии. При одинаковой загрузке такой водоем может быть меньше по площади и глубже, чем водоем для окисления. Для него проще оценить время переработки и качество стоков.
Такие системы особенно удобны для сбора и переработки отходов, когда жидкость нельзя сливать в природные водоемы, а также для сохранения воды для целей ирригации.
Каскадные бассейны
Каскадные бассейны — это тоже простая немеханизированная система, применяемая в Англии. В отличие от водоемов для окисления отходы поступают в нее постоянно, и время удержания их в системе невелико. Они включают первичный отстойник (желательно с дефлекторами, позволяющими контролировать скорость протекания), в котором осаждаются крупные частицы,
а также каскад мелких бассейнов, разделенных перегородками или плотинами, через которые перетекает вода. Переливаясь из бассейна в бассейн, вода аэрируется. Если время удержания подобрано правильно, то глубина переработки оказывается не меньше, чем в водоеме для окисления. Как и в неаэрируемых водоемах, перемешивание осадка идет плохо, а активность микроорганизмов может подавляться из-за недостатка кислорода или же слишком медленной диффузии конечных продуктов обмена.
Канава Пacвupa (Pasveer ditch)
Эта система для окисления отходов является модификацией установки с активным илом и представляет собой одну непрерывную, вытянутую в длину емкость, которую часто располагают под полом хлева, откуда поступают отходы; в ней они и окисляются. Жидкость (толщина слоя 0,3—0,6 м) аэрируют и перемешивают с помощью ротора, помещенного в емкость. Имеются приспособления для добавки новой порции отходов и удаления отработанной жидкости. Эта и ряд других систем, основанных на принудительной аэрации, во многом сходны с реакторами непрерывного действия, в которых развивается особая микрофлора (аналогичная таковой в хлопьях активного ила), метаболизирующая субстрат. Сходство заключается в том, что отходы (субстрат) поступают в объеме, небольшом по сравнению с общим их объемом, перерабатываемым в реакторе. Этот тип перерабатывающего устройства активно изучался для выяснения его пригодности для переработки отходов животноводства в контролируемых условиях.
Основной недостаток всех этих систем — невозможность увязать поступление кислорода с его потреблением. Их эффективность можно будет повысить, если удастся точнее оценить скорость расщепления разных субстратов и лучше изучить микроорганизмы, участвующие в процессе.
