Способ биологической переработки птичьего помета

 

Использование: сельское хозяйство, биоконверсия сельскохозяйственных отходов, в частности птичьего помета. Сущность изобретения: в птичий помет влажностью 80-90% вносят консорциум бактерий Streptococcus thermophilus, streptococcus bovis, dactobacillus salivarius var salicinicus, laetobacillus salivarius var. salivarius, lactobacillus acidophilus) ВКПМ В-5972 в количестве 0,01-4,0%, смесь ферментируют при естественных условиях, затем в ферментируемую смесь вносят влагопоглощающий материал, в качестве которого может быть использован торф или твердофазный помет. Смесь ферментируют при 60-80^oС, при аэрации и перемешивании в присутствии личинок синантропных мух до естественного снижения температуры до 25-30^oС, затем дополнительно вносят вышеуказанный консорциум в количестве 0,01-8,0% и вновь ферментируют при температуре окружающей среды. В результате получают продукт, который может быть использован как в качестве удобрения, так и в качестве кормовой добавки. Используемый консорциум депонирован в ВКПМ под N В-5972. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к биоконверсии сельскохозяйственных отходов и может быть использовано для получения экологически чистого эффективного удобрения под сельскохозяйственные культуры и кормовой добавки. Создание крупных птицеводческих хозяйств и перевод птицеводства на промышленную основу вызывает значительные нарушения экологического равновесия, загрязнение окружающей среды, в том числе воздушного пространства и территорий хозяйства и прилегающего района.

Известен ряд способов утилизации навоза и птичьего помета. К их числу относится метановое сбраживание для получения биогаза, длительное компостирование навоза или помета для получения органических удобрений, смешивание с различными наполнителями с этими же целями, химическая обработка помета. Используется также термическое высушивание помета при различных температурных режимах. Применяют переработку помета насекомыми и червями. Известно несколько технических решений для осуществления микробиологической конверсии навоза и помета.

Наиболее близким по техническому решению является способ получения удобрения из птичьего помета и влагопоглощающего материала. Эта смесь загружается в специальные реакторы, продувается кислородсодержащим газом и ферментируется в течение 70-90 ч. Готовый продукт имеет влажность 30-45% Данный способ предусматривает проведение ферментации птичьего помета, смешанного с влагопоглощающим материалом, за счет микроорганизмов, исходно находящихся в помете. Для осуществления указанной технологии требуется реактор специальной конструкции, где проводят продувку смеси кислородсодержащим газом в продольном и поперечном направлениях в период ферментации. Перед загрузкой в реактор смесь нагревают специальным медным электродом.

Целью изобретения является: создание безотходной технологии переработки птичьего помета; улучшение экологической обстановки процесса переработки птичьего помета; обеззараживание помета и получение экологически чистых продуктов высокой биологической ценности с заданными свойствами; повышение производительности процесса переработки за счет создания возможности крупнотоннажной переработки помета.

Указанная цель достигается тем, что биоконверсию птичьего помета проводят в три этапа в присутствии консорциума бактерий 5842 и продуктов их жизнедеятельности.

Консорциум бактерий 5842, используемый в производстве биоактиваторов для растениеводства, состоит из молочнокислых палочек и стрептококков (Streptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var. salicinicus, Lactobacilus salivarius var. salivarius, Lactobacillus x) acidophilus).

На первом этапе птичий помет подвергают переработке в присутствии жидкой культуры консорциума бактерий 5842, который вносят в количестве 0,01-4% Концентрация жизнеспособных клеток в жидкой культуре должна быть не менее 100 ˙ 10⁶ кл. в 1 мл. Влажность перерабатываемого помета 65 ± 25% Ферментацию осуществляют при температуре окружающей среды 15 ± 10^оС в течение 3 ± 2 сут.

На втором этапе биоконверсию птичьего помета осуществляют в аэробных термофильных условиях. Второй этап целесообразно проводить с добавлением влагопоглощающего материала, например торфа, земли, твердофазного помета, соломы для доведения пометной массы до влажности 60±20% Аэрирование ферментируемого помета осуществляют с помощью механического перемешивания, а также с помощью личинок синантропных мух. Процесс ферментации запускают при исходной температуре перерабатываемого субстрата 15 ± 5^оС. Через несколько суток в зависимости от исходной влажности субстрата температура ферментируемого помета возрастает до 60-80^оС и поддерживается на этом уровне в результате интенсивной аэрации, необходимой для жизнедеятельности термофильных микроорганизмов. Процесс ферментации завершают через 7±2 сут, о чем судят по снижению температуры перерабатываемого помета до 25-30^оС.

Для получения экологически чистого эффективного удобрения и кормового продукта полученный на втором этапе субстрат подвергают дальнейшей трансформации с помощью молочнокислых бактерий консорциума 5842. С этой целью после понижения температуры субстрата до 25-30^оС в него вносят жидкую культуру консорциума 5842 в количестве 0,01-8% и осуществляют третий этап биоконверсии птичьего помета. Субстрат перемешивают для равномерного распределения молочнокислых бактерий по всему объему ферментируемой массы и осуществляют процесс молочнокислого брожения в течение 2-3 дней при температуре окружающей среды 25 ± 5^оС. Готовый продукт, имеющий влажность 50 ±5% при необходимости, гранулируют и сушат. Используемый консоpциум депонирован в ВКПМ под N В-5972.

В результате применения консорциума молочнокислых бактерий 5842 на первом этапе биоконверсии куриного помета происходит угнетение роста гнилостных и условно патогенных микроорганизмов, а также обогащение ферментационной среды биологически активными веществами и прежде всего молочной кислотой. Обеззараживающий эффект от внесения консорциума 5842 наблюдали на образцах помета, переработанного в присутствии консорциума молочнокислых бактерий; такие образцы не зарастали вульгарной микофлорой при естественных условиях в течение длительного хранения. Образцы же помета, переработанного без применения консорциума, при хранении зарастали вульгарной микофлорой. Добавление молочнокислых бактерий на завершающем этапе термофильной ферментации помета обогащает его биологически активными веществами, содержащимися в среде культивирования консорциума, при этом аэробная термофильная ферментация сменяется процессом молочнокислого брожения.

П р и м е р 1. В помет влажностью 80% находившийся в лагуне птичника, внесли жидкую культуру консорциума бактерий 5842 до конечной концентрации 0,01% Первый этап ферментации проводили при естественных условиях птичника и накопительного коллектора в течение 3 сут. Затем этот помет переместили в траншею и дополнительно внесли твердофазный помет. Полученную смесь подвергли аэробной термофильной ферментации при температуре смеси 60^оС. Аэрирование ферментируемого помета осуществляли с помощью механического перемешивания, а также с помощью личинок синантропных мух. Ферментацию проводили в течение 6 сут до естественного снижения температуры субстрата до 25^оС. После этого в субстрат вносили жидкую культуру консорциума бактерий 5842 в количестве 8% и равномерно перемешивали с помощью шнеков. Ферментирование с участием молочнокислых бактерий осуществляли 2 сут при температуре окружающей среды 20^оС. Концентрация молочнокислых бактерий в переработанном помете влажностью 50% составила 10⁵ кл/г, а содержание молочной кислоты не менее 0,05% Полученный таким образом продукт может быть использован как в качестве кормовой добавки, так и в качестве эффективного биоудобрения. Полученный продукт гранулировали и сушили до влажности 12 ± 2% Продукт имел следующие показатели качества, (по сухому веществу): Азот 6,1 Общий фосфор 5,2 Калий 2,7 Зольность 21,3 Количество молочной кислоты не менее 0,1 Цвет темно-коричневый, запах ржаного хлеба. Образцы полученного препарата были испытаны в качестве кормовой добавки для бройлеров, а также в качестве биоудобрения. Ниже приведены результаты испытаний. 1. Образцы полученного препарата были измельчены и внесены в корма бройлеров в течение всего цикла откорма (56 сут) в количестве 3,5,8 и 10% По окончании опыта по скармливанию препарата в виде добавок в корм бройлеров получили результаты, представленные в таблице. В течение всего откорма цыплята охотнее склевывали препарат, чем корма.

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что препарат продукт переработки птичьего помета по описываемому способу может быть использован в качестве добавки в корма. 2. Гранулы размером 0,6-1,0 см вносили в почву из расчета 15 т/га. На обработанном участке был посажен картофель. Прибавка урожая на участке с внесением препарата птичьего помета составила по сравнению с контролем (без внесения препарата птичьего помета) 18,9% Внесение препарата повышало биологическую активность почвы от 210 до 294 мг/ч СО₂ с 1 м², на 1-2 порядка повышало численность сапрофитной микрофлоры почвы, в 5-10 раз повышало содержание усвояемого фосфора почвы.

П р и м е р 2. В помет влажностью 90% находившийся в лагуне птичника, внесли жидкую культуру консорциума бактерий 5842 в количестве 4% Первый этап ферментации проводили при естественных условиях птичника и накопительного коллектора в течение пяти суток. Затем этот помет в виде гидросмыва поместили в траншею и дополнительно внесли торф. Полученную смесь подвергли ферментации с помощью аэробных термофильных микроорганизмов при 80^оС. Аэрирование ферментируемого помета осуществляли с помощью механического перемешивания, а также с помощью личинок синантропных мух. Ферментацию проводили в течение восьми суток до естественного снижения температуры субстрата до 30^оС. После этого в субстрат внесли жидкую культуру консорциума бактерий 5842 в количестве 0,01% и равномерно перемешивали с помощью шнеков. Ферментирование с участием молочнокислых бактерий осуществляли двое суток при температуре окружающей среды 30^оС. Концентрация молочнокислых бактерий в переработанном помете влажностью 55% составила 10³ кл/г, а содержание молочной кислоты не менее 0,02% Полученный таким образом продукт может быть использован как в качестве кормовой добавки, так и в качестве эффективного удобрения. Полученный продукт гранулировали и сушили до влажности 12 ± 2% Продукт имел следующие показатели качества, (по сухому веществу): Азот 5,9 Общий фосфор 5,1 Калий 2,4 Зольность 20,5 Количество молочной кислоты не менее 0,04 Цвет темно-коричневый, запах ржаного хлеба.

Формула изобретения

1. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА, предусматривающий смешивание птичьего помета с влагопоглощающим материалом с последующей аэробной термофильной ферментацией полученной смеси, отличающийся тем, что перед смешиванием в помет вносят консорциум бактерий (Streptococcus fhermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var. salicinicus, Lactobacillus salivarius var. salivarius, Lactobacillus acophilus) N ВКПМ В-5972, смесь ферментируют при естественных условиях, влагопоглощающий материал вносят в полученный ферментируемый помет, аэробную термофильную ферментацию осуществляют при перемешивании в присутствии синантропных мух до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25 - 30^oС, а затем вторично в смесь вносят указанный консорциум и ферментируют ее при естественных условиях.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что консорциум вносят в помет в количестве 0,01 - 4,0%, а в ферментируемую смесь - 0,01 - 8,0%.

РИСУНКИ

Рисунок 1