Влияние животноводства на окружающую среду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1) Животноводство как отpасль наpодного хозяйства создает существенную экологическую напpяженность сельскохозяйственной территории. Ведение животноводства связано с:

- уничтожением природной растительности на больших пространствах и опустыниванием территорий вследствие перегрузки пастбищ;

- деградацией природной растительности на пастбищах;

- загрязнением поверхностных вод отходами животноводства при стойловом содержании скота, а также вблизи боен и перерабатывающих предприятий.

Традиционное пастбищное животноводство является пpичиной пастбищной эрозии почв.

Попадание отходов в окружающую среду ведет к загрязнению грунтовых и поверхностных вод нитратами, эвтрофикации водоемов в результате поступления биогенов, ухудшению санитарного и рыбохозяйственного состояния водоемов.

Поступление в почву слишком больших количеств навоза вызывает pяд отpицательных явлений у растений: слабое pазвитие коpневой системы, повышенное накопление в pастениях азота и калия. Отходы животноводства являются источником pаспpостpанения в воздушной сpеде различных, часто токсичных и имеющих запах газов. Наиболее распространенные из них аммиак, сеpоводоpод, метан. Неперепревший, плохоперепревший навоз, навоз от больных животных, навозные сточные воды могут стать источником распространения в окружающей среде возбудителей респираторных и кишечных болезней. С инфицированными сточными водами и навозом возбудители болезней попадают на почву, а осадками могут промываться в грунтовые воды или смываться в поверхностные водоемы. Ветеринарным законодательством предусмотрены меры, предотвращающие распространение возбудителей болезней с навозом и сточными водами. Кроме возбудителей болезней, с навозом на поля вносятся семена сорной растительности, что повышает засоренность посевов сельскохозяйственных культур и снижение их урожайности.

2) Навоз является важнейшим органическим удобрением. От других видов органики его выгодно отличают содержание многих питательных веществ, микроэлементов и положительное влияние на водный и воздушный режимы почвы, уменьшающее вредное воздействие почвенной кислотности на рост растений и жизнедеятельность микроорганизмов.

Однако навоз при неправильном использовании может быть источником распространения сорняков, опасных заболеваний. Для предотвращения засорения полей следует применять перепревший и полуперепревший навоз, а также при необходимости проводить его дезинфекцию. Это позволит избежать многих экологически неблагоприятных ситуаций. Загрязнение грунтовых и поверхностных вод соединениями азота в основном происходит при нарушении технологий применения (хранения) навоза, навозной жижи и птичьего помета. Значительный ущерб окружающей среды наносит бессистемное использование бесподстилочного навоза, навозных стоков и других отходов животноводства в нарушение научно обоснованных рекомендаций. При использовании навозной жижи необходимо исключить ее снос с удобряемых полей и попадание в водоемы путем устройства на краях участков оградительных валиков. Их также целесообразно создавать при внесении навоза на полях, имеющих значительный уклон, чтобы избежать его смыва талыми и дождевыми водами. Жидкий навоз содержит значительное количество патогенных организмов, при анаэробном его разложении образовываются вредные газы (сероводород, аммиак и т.п.), а также жирные кислоты, амины и другие соединения с неприятным запахом. Поэтому при отсутствии надлежащего контроля за его хранением и использованием создается реальная угроза распространения инфекционных болезней в зоне животноводческих комплексов.

Внесение бесподстилочного навоза и животноводческих стоков от крупного рогатого скота и свиней в грунт приводит к бактериальному его заражению. Патогенные бактерии сохраняются в почве полей орошения на протяжении 4-6 месяцев. Сельскохозяйственные культуры, которые выращивают на таких полях, заражаются патогенными бактериями. микробиологическая переработка навоза или помета, а также любых органических отходов имеет несравненные преимущества перед другими и обусловлена получением продуктов целевого назначения с заданными характеристиками и удовлетворяющих экологические требования: биоремедиация почв, получение биогаза, создание новых удобрений, кормовых и пищевых добавок и т.д.

Усовершенствование методов микробной переработки даст возможность более полно использовать отходы животноводства и растениеводства в пищевых целях.

3) Сточные воды комплексов животноводства, использование для земледелия пестицидов и ядохимикатов, отходы животноводческой перерабатывающей промышленности и многие другие факторы, приводящие к ухудшению состояния земли и окружающей среды в общем в сельской местности. В ряде регионов нашей страны есть признаками чрезвычайной экологической ситуации. Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов. Особенности образования этих сточных вод хорошо известны. сточный сельскохозяйственный животное молодняк. В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в нерастворенном, растворенном и коллоидном состояниях. Часть нерастворенных загрязнений, задерживаемых при анализах на бумажных фильтрах, называют взвешенными веществами. Наибольшую санитарную опасность представляют загрязнения органического происхождения.

4) Одним из возможных способов утилизации отходов животноводства является биологическая переработка с использованием микро- и макроорганизмов, позволяющая быстро и эффективно перерабатывать значительное количество навоза и помета.

Перспективным способом биологической утилизации отходов животноводства является культивирование на них микроорганизмов. Для ферментации навоза используют главным образом мицелиальные грибы (твердофазное культивирование), а на навозных стоках осуществляют глубинное культивирование бактерий, дрожжей и грибов. Выращивание бактериальных культур на отходах животноводческих комплексов не получило широкого распространения из-за ограниченного применения бактерий на кормовые нужды. Микробная биотехнология способна вовлечь в производство кормовых препаратов и добавок огромные массы жидких и плотных отходов агропромышленного комплекса растительного и животного происхождения. Прежде всего, это касается биотехнологических методов переработки отходов и превращения их в ценное сырье для получения кормов, горючих материалов, удобрений и сырья для химической промышленности. Утилизация навоза, птичьего помета и других отходов животноводства должна быть способом получения целевого продукта с дальнейшим использованием его в сельском хозяйстве. Это могут быть органические удобрения (компосты), кормовые добавки, бактериальные препараты стимулирующего и защитного действия, биоблокаторы вредителей заболеваний, оздоровительные грунты для теплиц, микробные удобрения и т.д.

5) Биологическая очистка сточных вод представляет собой биологическое окисление - широко применяемый на практике метод очистки сточных вод для хозяйственно-бытовой и производственной деятельности, позволяющий очистить их от многих органических примесей с использованием установки биологической очистки воды.

Биологическая очистка воды происходит в результате жизнедеятельности сообщества микроорганизмов (биоценоза), включающего множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Простые технологии биологической очистки сточных вод используются главным образом для удаления органики (БПК, ХПК).

Технологии с применением иммобилизированных микроорганизмов, работающих в анаэробных и аэробных условиях, позволяют производить глубокую очистку сточных вод от органических загрязнений и соединений азота. Биологическая очистка воды происходит в аэротенках. Аэротенк представляет собой открытое железобетонное сооружение, через которое проходит сточная вода, содержащая органические загрязнения и активный ил. Биофильтрах (или перколяционных фильтрах) клетки микроорганизмов находятся в неподвижном состоянии, так как прикреплены к поверхности пористого носителя. Образовавшуюся таким образом биопленку можно отнести к иммобилизованным клеткам. В этом случае иммобилизована не монокультура, а целый консорциум, неповторимый по качественному и количественному составу и различающийся в зависимости от его местонахождения на поверхности носителя. Сущность процесса биологической очистки на полях орошения и полях фильтрации заключается в контакте загрязнителей сточных вод, которые находятся во взвешенном, коллоидальном, или растворенном состоянии, с иммобилизованными микроорганизмами почвенного слоя. Эти микроорганизмы сосредоточены, в основном, на глубине до 0,4 м, что обеспечивает оптимальную аэрацию. Утилизация осадка сточных вод позволяет, например, извлекать сырье для строительных материалов. Небольшой процент осадков сточных вод допустимо включать в цементные смеси, использовать для производства кирпича. Часть веществ, полученных в результате утилизации осадков сточных вод, используется в качестве составных элементов красящих веществ. Эффективным способом обезвоживания отходов, образующихся при очистке сточных вод, является термическая сушка. Перспективные технологические способы обезвоживания осадков и избыточного активного ила, включающие использование барабанных вакуум-фильтров, центрифуг, с последующей термической сушкой и одновременной грануляцией позволяют получать продукт в виде гранул, что обеспечивает получение незагнивающего и удобного для транспортировки, хранения и внесения в почву органоминерального удобрения, содержащего азот, фосфор, микроэлементы. Извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей из сточных вод гарантирует, например, получение безвредной биомассы избыточного активного ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или удобрения. Важное значение также имеют методы утилизации активного ила, связанные с использованием его в качестве флокулянта для сгущения суспензий, получения из активного угля адсорбента в качестве сырья для получения строй материалов и т.д.

6) Биогаз - газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид - бактерии гидролизные, второй - кислотообразующие, третий - метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида. Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород. Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов - соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля - технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков - жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки - мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов - очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа. 50-87% метана, 13-50% CO₂, незначительные примеси H₂ и H₂S. После очистки биогаза от СО₂ получается биометан. Биометан - полный аналог природного газа, отличие только в происхождении. Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы или сильфия, а также водорослей. Выход газа может достигать до 300 мі из 1 тонны.

Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья. Свалочный газ - одна из разновидностей биогаза. Получается на свалках из муниципальных бытовых отходов.

7) По типу конструкции биогазовые установки бывают следующих типов:

- без обогрева и без промешивания ферментируемой органики в реакторе;

- без обогрева, но с промешиванием органической массы;

- с обогревом и промешиванием;

- с обогревом, с промешиванием и с приборам, позволяющими контролировать и управлять процесс ферментации.

Биогазовая установка первого типа подходит для небольшого хозяйства и рассчитана на психрофильные бактерии: внутренний объем биореактора 1-10 м³ (переработка 50-200 кг навоза за сутки), минимальная комплектация, полученный биогаз не хранится - сразу поступает к потребляющим его бытовым приборам. Такую установку можно использовать только в южных районах, она рассчитана на внутреннюю температуру 5-20°С. Удаление ферментированной (сброженной) органики производится одновременно с загрузкой новой партии, отгрузка выполняется в емкость, объем которой должен быть равным или больше внутреннего объема биореактора. Содержимое емкости храниться в ней до введения в удобряемую почву.

второго типа также рассчитана на небольшое хозяйство, ее производительность несколько выше биогазовых установок первого типа - в ее оснащение входит перемешивающее устройство с ручным или механическим приводом.

Третий тип биогазовых установок оснащен помимо промешивающего устройства принудительным обогревом биореактора, водогрейный котел при этом работает на альтернативном топливе, производимом биогазовой установкой. Выработкой метана в таких установках занимаются мезофильные и термофильные бактерии, в зависимости от интенсивности обогрева и уровня температуры в реакторе.

Последний тип биогазовых установок наиболее сложен и рассчитан на нескольких потребителей биогаза, в конструкцию установок вводятся электроконтактный манометр, предохранительный клапан, водогрейный котел, компрессор (пневматическое промешивание органики), ресивер, газгольдер, газовый редуктор, отвод для загрузки биогаза в транспорт. Эти установки работают непрерывно, допускают установку любого из трех температурных режимов благодаря точно настраиваемому обогреву, отбор биогаза выполняется в автоматическом режиме. В накопительные емкости помещают различные органические отходы. Это продукты жизнедеятельности домашнего скота и птицы, пищевые отходы, отходы лесопереработки.

1) Крупное сырье сначала измельчают. Потом жидкие (их перекачивают насосами) и твердые продукты (перемещают транспортерами) попадают в переходную емкость, где их перед дальнейшим «путешествием» дополнительно нагревают.

2) Полностью подготовленная биомасса поступает в главную емкость - в биореактор. Он должен быть абсолютно герметичным, кислотостойким, надежным. Прочность этой камеры - та характеристика, которая даст возможность получить качественный продукт.

3) В биореакторе, оборудованном устройствами для подогрева и перемешивания, сырье начинает бродить и разлагаться. Оптимальной считается температура 40°. Через некоторое время в бункере начинает скапливаться газ, образовываться удобрения.

4) Готовый биогаз следует в газгольдер, который может стоять отдельно, или быть расположенным в одном корпусе с реактором. Затем он, благодаря создаваемому в «держателе газа» давлению, следует в систему очистки, после нее - к потребителю.

8) современная биогазовая установка состоит из:

Переходная емкость, в которую попадает сырьё в самом начале переработки для подогрева.

Миксеры, для измельчения крупных частиц травы и навоза.

Емкость для газа (газгольдер), в которой хранится полученный газ, необходима для поддержания запасов и давления в системе.

Биореактор, самая главная часть биогазовой установки, в которой происходит брожение сырья и вырабатывается газ.

Газовая система, набор труб и шлангов подачи и отвода полученного газа.

Сепараторы сортируют переработанное сырьё на твёрдые и жидкие удобрения.

Насосы для перекачки сырья и воды.

Приборы измерения и контроля за давлением в реакторе и температурой подогревающей жидкости.

Когенерационная станция, служит для распределения полученного газа.

Аварийные горелки для стравливания лишнего газа из реактора и газгольдера, необходимы для поддержания заданного давления.

9) Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов - соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля - технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков - жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки - мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов - очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.

10) Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО₂, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана - лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.

Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.

животноводство навоз удобрение

Размещено на Allbest.ru