УДК 541.18.041.2:661.185
БИОДЕГРАДАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
Кулагина Е.М., Потапова М.В., Юсупова М.В., Фролова Я.М.,
Барабанов В.П.,
ФГБОУ ВО КНИТУ (КХТИ), Казанская школа- интернат №7
Казань, Россия, ул. К.Маркса 68, [link]
Средний уровень промышленной переработки вторичного сырья в сельском хозяйстве на сегодняшний день не превышает 20% от общего объёма. Большая часть этих отходов законодательно запрещена к захоронению. Разработка технологий переработки и утилизации отходов сельскохозяйственных предприятий является актуальной на сегодняшний день.
Свиной навоз и птичий помет являются агротехнически важными видами удобрения. Свежие отходы животноводческих комплексов (навозная жижа) непригодны для немедленного использования в качестве удобрения. Свежий свиной навоз собираемый со свиноферм методом гидросмыва характеризуются интенсивным загрязнением биогенными и органическими веществами , условно патогенной и патогенной микрофлорой, яйцами гельминтов, имеющих длительные сроки выживаемости (от 20 до 475 дней), кислой средой pH=5-6. В свином навозе содержится аммиак - минеральный азот, в количествах далеко превосходящих потребность почвы и растений, "сжигающий" растения. Свежий навоз способен вызывать эрозию и деградацию почвы, загрязнение подземных вод, загрязнение и "цветение" близлежащих водоемов, загрязнение атмосферы выбросами сероводорода, аммиака. Свежий навоз содержит большое количество сложной органики, имеющей длительный срок естественного разложения в почве. Свежий навоз опасен для окружающей среды. Прежде чем свежий навоз превратится в удобрение ему предстоит пройти выдержку, микробиологическое обезвреживание занимающее до 3 лет. Птичий помет в свежем виде тоже не рекомендуется к использованию в качестве удобрения. Естественное обезвреживание свиного навоза также и птичьего помета и осуществляется путём выдерживания в навозохранилищах, лагунах в течение в среднем 1.5-1 года. Во время открытого хранения навоз и помет выделяют в атмосферу значительные количества летучей органики не только обладающей интенсивным неприятными запахом, но и опасной для здоровья.
Одним из эффективных направлений интенсификации процесса переработки органических отходов птицеводческих и животноводческих комплексов являются биотехнологические методы, а именно – переработка отходов микроорганизмами.
В основе научных разработок по данному проекту лежат микробиологические исследования по изучению биоценоза помета птицы и навоза крупного рогатого скота. Создан новый консорциум микроорганизмов; способный осуществлять микробиологическую трансформацию труднодоступных органических и неорганических соединений в доступную для растений форму.
Для исследования возможности микробиологической переработки отходов был установлен исходный состав биоциноза помета птицы и навоза крупного рогатого скота. Были выделены 12 штаммов доминирующих микроорганизмов. Выделенное сообщество характеризуется многообразием бактериального состава. Большинство выделенных микроорганизмов составляет 0,2-4% от общего их количества в изучаемом биоцинозе. Выраженное доминирование характерно для 3 штаммов,составивших в сообществе микроорганизмов 68% (впоследствии иденфицированных как Ваc. subtilis, Bac.cereus, Candida utilizes .)
С целью выделения наиболее активных деструкторов в сообществе все микроорганизмы высевались на мясопептонный агар и питательные синтетические среды с добавками в определенных концентрациях помета и навоза. Наиболее активно росли на таких средах штаммы, идентифицированные как Ваc. Subtilis , Bac.cereus , Bac.mycoides .
Методом спектра мутности оценены параметры популяции клеток наиболее активного штамма Ваc. Subtilis. Оценивались следующие параметры: радиус клеток ( rэкв, мк,) , число клеток в единице объема (Nх∙106, 1/см 3), объем клеток (Vэкв, мкм3 ) , масс клеток (М∙10-4, кг/м3 ). Показано , что культура стабильна и не меняет свои параметры в течении 48 часов. Что свидетельствует о перспективности получения и использования микробиологического препарата в промышленных целях.
Характеристикой деструктивной активности так же может служить изменение концентрации органических веществ (целлюлоза, лигнин, и др.) в питательных средах с добавками в определенных концентрациях куриного помета. Из результатов проведенных опытов следует, что доминирующими в селекционированном консорциуме микроорганизмов являются Ваc. subtilis, Bac.cereus .Проведены лабораторные, полупромышленные опыты по получению органического удобрения из помета птицы с помощью созданного консорциума микроорганизмов.
Процесс производства удобрения проходил на специализированной бетонированной площадке. Подстилочный и безподстилочный помет смешивается в пропорциях 40:60 , формировался бурт высотой не более 1,5- 1.8 м. В полученную смесь вносили жидкий консорциум микроорганизмов в количестве 100 мл на 1 т птичьего помета путем разбрызгивания по всему объему бурта. Происходил процесс аэробной ферментации до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-30 0 С. Процесс биодеградации протекал в течении 20-25 суток.
Был определен состав полученного удобрения. Данные свидетельствуют о получение качественного экологически чистого органического удобрения из непищевых органических отходов птицеводческих и животноводческих предприятий.
