Раздел 7. Перспективные технологии

Раздел 7 Перспективные технологии

Описание перспективных технологий для российских предприятий по интенсивному разведению свиней (ПТ)

ПТ-1. Система автоматического контроля и управления свинокомплексом

Описание технологии. Система позволяет осуществлять эксплуатацию, централизованный контроль и мониторинг большого количества регуляторов всех производственных цехов предприятия (рис. 7.1). Система включает централизованное управление всеми контроллерами, оптимизируя их возможности, имеет сетевое соединение. Управление осуществляется с помощью специально разработанной компьютерной программы.

Рисунок 7.1 - Схема работа системы автоматического контроля и управления свинокомплексом

Система автоматического контроля и управления свинокомплексом проводит информирование и контроль состояния каждого из регуляторов, расположенных в различных производственных цехах. Динамику изменения параметров микроклимата можно отследить на мониторе, можно вывести на печать. Система позволяет осуществлять удаленный контроль.

Степень проработки. Данная технология находится в РФ на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и может быть освоена как на новых, так и на действующих модернизируемых предприятиях по интенсивному разведению свиней.

Достигаемые экологические преимущества. Система позволяет проводить постоянный мониторинг микроклимата (загазованность, влажность, температуру) помещений, контролировать и исключать негативное воздействие на окружающую среду.

Экономические аспекты внедрения. Нет доступных данных.

Справочные материалы: http://www.bigdutchman.ru

ПТ-2. Система анализа половой охоты свиноматок

Описание технологии. Система позволяет просчитать оптимальный момент времени для проведения осеменения свиноматок (рис. 7.2).

Рисунок 7.2 - Схема работа системы анализа половой охоты свиноматок

Система автоматического анализа включает по три датчика движения, температуры, размещенными над станками индивидуального размещения свиноматок, контролируют их активность, передавая данные в базу данных системы анализа на компьютер или компьютерную сеть со специальным программным обеспечением.

На мониторе появляется информация о благоприятном времени осеменения свиноматки, при этом появляются визуальные сигналы или информация над станком, или на станке. Такая система позволяет проводить мониторинг и осуществлять контроль состояния каждого животного и отслеживать период осеменения.

Степень проработки. Данная технология находится в РФ на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и может быть освоена как на новых, так и на действующих модернизируемых предприятиях по интенсивному разведению свиней.

Достигаемые экологические преимущества. Система позволяет проводить мониторинг физиологического состояния животных (их активный период, при котором в окружающую среду выделяется наибольшее количество веществ, связанных с физиологическим состоянием "охота", контролировать процесс осеменения и исключить негативное воздействие на окружающую среду.

Экономические аспекты внедрения. Нет доступных данных.

Справочные материалы: http://www.bigdutchman.ru

ПТ-3. Система кормления поросят-сосунов

Описание технологии. Для более эффективного и рационального скармливания поросятам корма, готовят кормовой суп с помощью высокоэффективного теплообменника (оборудование терморегулируемое, кормовая смесь подогревается постоянно и имеет оптимальную температуру для скармливания поросятам.

Сам процесс кормления осуществляется при помощи роторного насоса с регулируемым числом оборотов. Приготовление осуществляется в замешивающей емкости объемом 180 л, оснащенной быстроходной мешалкой, которая установлена на весах c разрешением 0,1 кг. Система может быть представлена в различных модификациях (рис. 7.3, 7.4).

Рисунок 7.3 - Система кормления поросят-сосунов

Рисунок 7.4 - Система кормления поросят-сосунов

Управление осуществляется при помощи управляющего компьютера, который позволяет с помощью меню ввести программы подготовки смеси и контролирует все этапы приготовления и скармливания. Интерфейс компьютера позволяет пользователю изменить параметры и настройки, внести современные системы кормления. Все данные по потреблению кормов полностью фиксируются.

Степень проработки. Данная технология может применяться на новых, а также действующих модернизируемых свиноводческих предприятиях. Технология применяется на предприятиях РФ.

Достигнутые экологические преимущества. Поросята-сосуны очень чувствительно реагируют на ненадлежащую гигиену, поэтому система предусматривает кормление животных без остатка. Трубопровод продувается обратно в замешивающую емкость посредством проталкивающей воды. Затем трубопроводы, клапаны кормомест и кормоопуски прочищаются и дезинфицируются водно-воздушно-кислотной туманной смесью. Каждая чашечная кормушка оснащена датчиком уровня наполнения. Поэтому свежий корм подается только в действительно пустые кормушки. Грязные кормушки остаются тем самым незаполненными. Таким образом, могут быть заблаговременно распознаны группы животных с очень низким или вообще равным нулю потреблением корма.

Для обеспечения качественной гигиены оборудования следует проводить очистку чашечных кормушек. Чтобы данный процесс проходил как можно проще, чашечные кормушки могут быть выполнены в съемном варианте.

Экономические аспекты внедрения. Новая система позволяет использовать для кормления не только заменители молока, престартеры. В качестве престартера могут применяться недорогие собственные смеси. Благодаря особой форме замешивающей емкости можно также подготавливать минимальные порции. Чашечные кормушки монтируются преимущественно между двумя станками для опороса в перегородку, что позволяет осуществлять для кормления 13 поросят и более одновременно. Животные в соседних станках стимулируют друг друга к поеданию корма, что позволяет быстрее опустошать кормушки и наполнять их чаще свежим кормом. Инвестиционные затраты таким образом также существенно снижаются.

Справочные материалы. http://www.schauer.ru/, http://www.bigdutchman.ru.

ПТ-4. Система жидкого кормления для выращивания поросят-отъемышей

Описание технологии. Полностью автоматизированная система кормления поросят весом от 6 до 40 кг. Система предназначена для кормления поголовья от 1000 до 4500 голов. Осуществляется с помощью компьютера с программным обеспечением и технологического оборудования.

Корм замешивается в баке-смесителе и распределяется с помощью интеллектуальной дозирующей системы, состоящей из эксцентрикового шнекового насоса и установки подачи воздуха. Благодаря этому несколько раз в день можно дозировать маленькие порции корма. Опционально порциями также можно подавать теплый корм.

В установке предусмотрена безостаточная очистка трубопроводов и патрубков кормушек сжатым воздухом, благодаря чему достигается оптимальный уровень гигиены (рис. 7.5).

Загрузкой отдельных компонентов корма в мешалку управляет компьютер. Программное обеспечение позволяет выбрать разное соотношение отдельных рецептур. Система проводит учет остаточного корма и промывочной воды. Клапан медикации для дозировки лекарств открывается одновременно с первым клапаном. Через отдельный трубопровод можно в корм добавлять специальные смеси (витамины, лекарства, растворенные в воде).

Рисунок 7.5 - Схема работы системы жидкого кормления для выращивания поросят

Степень проработки. Технология применяется на территории РФ.

Достигаемые экологические преимущества. Клапан раздачи разработан таким образом, что может дозировать небольшие порции корма с высокой точностью и в соответствии с потребностью животных. Второй подвод напорного воздуха закрывает клапан очень осторожно, без толчков, что позволяет проводить бесшумную дозировку корма. Клапан медикации не позволяет происходить смешиванию корма и лекарственных препаратов и их выход за пределы кормовой системы. Сенсоры системы Biocontrol устанавливают у кормушек время, которое свиньи затрачивают на полное опорожнение кормушки. По установленному времени определяется дальнейшее количество корма, что позволяет эффективно использовать корм.

Экономические аспекты внедрения. За последние годы стоимость используемых видов кормов возросла, что существенно сказывается на себестоимости продукции. Затраты на точную систему жидкого кормления окупятся за счет высокого качества и поедаемости корма, отсутствию потерь.

Справочные материалы: http://www.bigdutchman.ru

ПТ-5. Система автоматического кормления свиней

Описание технологии. Система автоматического кормления свиней является автоматизированной системой, которая позволяет осуществлять непрерывный и точный учет корма, свободно потребленного каждым отдельным животным при групповом содержании. Она состоит из сети кормовых станций, связанных с персональным компьютером. Система была разработана для удобного управления, осуществляемого с помощью ПК, современные интерфейсы позволяют выполнять дистанционное обслуживание, кроме того возможно соединение с базами данных по планированию свиноводства.

Программное обеспечение имеет широкий выбор программ кормления, позволяет осуществлять контроль за состоянием здоровья, предусматривает возможность маркировки, учет зоотехнических показателей, ведение записей, сбор данных и передачу в главный компьютер. Каждая кормовая станция снабжена контроллером и сопутствующим оборудованием, которое идентифицирует животное, определяет норму и кормушку, в которую подает корм. Кормушка снабжена устройством точного дозирования медикаментов, рассчитанное на 5, 10 л, автоматическое смачивание корма непосредственно в кормушке (возможно комбинированное кормление дробленая кукуруза, сыворотка.

Рисунок 7.6 - Система автоматического кормления свиней

Подход к кормушке оборудован регулируемым по ширине расколом, который обеспечивает доступ к кормушке только одного животного. На входе кормушки могут устанавливаться весы, позволяющие системе вести ежедневный учет массы животных. Производится несколько модификаций системы автоматического кормления (рис. 7.6, 7.7).

Рисунок 7.7 - Схема системы автоматического кормления свиней

Степень проработки. Системы автоматизированного кормления свиней нашли широкое применение на предприятиях по производству свинины в зарубежных странах. Технология рекомендуется для ряда предприятий Российской Федерации.

Достигаемые экологические преимущества. Эффективность использования кормов, индивидуальное целенаправленное кормление, групповое содержание и свободное перемещение свиней, снижение стресса и улучшение кондиций, увеличение продуктивного использования. Одна кормовая станция обслуживает 60-80 свиноматок.

Экономические аспекты внедрения. Индивидуальное дозированное кормление оптимизирует кормозатраты. Данных по экономическим показателям применения системы различных модификаций нет.

Справочные материалы: http://www.bigdutchman.ru, http://www.schauer.ru/

ПТ-6. Сочетание биологической обработки навоза и удаления аммиака

Описание технологии. Система обработки навоза основана на сочетании механического разделения и биологической обработки с последующим выделением азота при удалении аммиака.

На первом этапе обработки, жидкий навоз разделяется на твердую и жидкую фракции. Жидкий навоз откачивается из временного резервуара на ленточный фильтр-пресс, который удаляет 1-2% содержания сухого вещества. Жидкая фракция затем обрабатывается полимерами для увеличения флокуляции и седиментации остального сухого вещества. Осадок от флокуляции и твердых частиц из ленточного пресса далее разделяется с помощью шнекового пресса на фракцию твердых волокон, содержащую большую часть фосфора из жидкого навоза (>90%). Жидкая фракция, проходя через этот этап обработки, содержит около 1% сухого вещества.

Следующим этапом является аэробная биологическая очистка, осуществляемая в емкостях для обработки, связанная с этапами по отделению N от жидкой фракции. Газы, выделяющиеся во время аэробной биологической активности, собираются и выводятся в воздушный скруббер с серной кислотой. Тепло, образующееся в ходе биологической обработки, может быть восстановлено.

После биологической обработки проводится серия повторных циклов отделений аммиака. Во-первых, биологически обработанная жидкая фракция отделяется без использования химии. Это необходимо для того, чтобы воспользоваться преимуществом увеличения рН, которое достигается при биологической обработке. Первое отделение уменьшает буферную емкость жидкого навоза за счет удаления аммиака и карбоната, и, таким образом, уменьшает количество необходимых химических добавок.

Перед вторым отделением, рН очищенных сточных вод увеличивается путем добавления химических веществ, таких как MgO, или NaOH. Дальнейшие циклы отделения можно проводить, увеличивая рН постепенно, пока не будет, достигнут желаемый уровень аммиака в жидкой фракции. Воздух из башни для отделения отводится к кислотному скрубберу, который является независимым от скруббера, используемого для биологической обработки.

После процедуры отделения, очищенные сточные воды лишенные N и Р могут вноситься или разбрызгиваться на полях или подвергаться дальнейшему фракционированию, если органическое вещество осаждают добавлением небольшого количества сульфата железа. Конечными продуктами всего процесса (включая фракционирование) являются фосфорные удобрения, -концентрат в качестве жидких удобрений и ирригационная вода.

Степень проработки. Возможность разделения навоза на жидкую и твердую фракции может быть реализована и позволяет снизить выбросы аммиака. Находит широкое применение при достаточном количестве площадей.

Достигаемые экологические преимущества. Твердая фракция из процесса разделения содержит высокий уровень P (>90%), и легко транспортируется на дальние расстояния. Конечные сточные воды после аэрации и отделения совершенно без запаха и свободны от патогенных организмов. Сочетание различных процессов в последовательности (аэробная биологическая очистка, аэрационная и химическая обработки) обеспечивает эффективное удаление аммиака при минимальном использовании химических веществ.

Экономические аспекты внедрения. В зависимости от размера и системы, стоимость установки может достигать от 150 000 евро до 200 000 евро. Разделение уменьшает затраты на хранение навоза, транспортировку и внесение, которые являются основными факторами в зонах интенсивного животноводства.

Справочные материалы: Источник: BREF (EU), 2015 [63]

ПТ-7. Отделение фосфора на основе гипсового осадка

Описание технологии. Гипсовый осадок (на основе оксида магния) смешивают с жидким навозом (2-6 кг на тонну жидкого навоза в зависимости от содержания сухого вещества в навозных стоках) или твердым навозом. После реакции, растворенный P в жидком навозе осаждается солями Ca и Mg и оседает в нижней части навозохранилища. Две фракции могут откачиваться из емкости отдельно: жидкая фракция (богата N и K) может вноситься на поля, где фосфорные удобрения не нужны и фракция осадка богатая P может транспортироваться на поля, где требуется фосфор.

В зависимости от температуры жидкого навоза, фракционирование и осаждение Р (фосфора) потребует от трех дней до трех недель.

Осадок складывается в 600-700 кг мешки и может перевозиться тракторным подъемником и смешиваться пропеллерным миксером (1-10 часов в зависимости от объема жидкого навоза в хранилище). Гипс и MgO могут добавляться из отдельных мешков. Обе фракции откачиваются из бака с подкачивающим насосом для транспортировки и внесения обычным оборудованием для внесения.

Степень проработки. Способность навоза осаждаться при смешивании с гипсом и образовывать твердую фракцию может быть реализована и позволяет снизить выбросы фосфора.

Достигаемые экологические преимущества. Достигается более концентрированный баланс фосфорных удобрений. Более эффективное использование P в сельском хозяйстве уменьшает попадание P в воду. Согласно предварительным результатам, выпадение осадков также уменьшает испарение аммиака. Применимость может быть ограничена в связи с вероятностью вредных выбросов . Необходима оценка риска.

Экономические аспекты внедрения. Не требуется никаких особых инвестиций. По сравнению с обычной практикой, дополнительные затраты включают сырье и дополнительную работу из-за внесения осадка. Рентабельность зависит от цен на необходимые химические вещества и расстояния транспортировки фосфорных отложений.

Справочные материалы: Источник: BREF (EU), 2015 [63]

ПТ-8. Очистка отработанного воздуха под полом при системе размещения с полностью решетчатым полом

Описание технологии. Дополнительно к вытяжке для удаления воздуха из помещения, станок оборудован вентиляционным каналом, расположенным под полом и сообщающимся с поверхностью жидкого навоза (рис. 7.8).

Рисунок 7.8 - Схема очистки отработанного воздуха под полом при системе размещения с полностью решетчатым полом

Только отработанный воздух, извлеченный из-под пола, обрабатывается системой очистки воздуха (мокрым скруббером). Массовый ток выбрасываемого воздуха, проходящего через систему обработки воздуха - это лишь небольшая доля общего количества воздухообмена, который определяется потребностью животных в чистом воздухе. Для сравнения, часть потока воздуха, направляемого в блок воздухообработки, содержит большую долю загрязняющих веществ (аммиак и запахи).

Степень проработки. Отработанный воздух, проходя через обычную систему вентиляции, становится менее загрязненным и выпускается без очистки воздуха. Открытая поверхность ламелей на полностью щелевых полах снижается на 40% для того чтобы улучшить эффективность извлечения отработанного воздуха под полом. Еще, из-за ширины решетчатого пола и распределения давления, невозможно полностью предотвратить прохождение воздуха из подполового отсека в надпольный отсек.

При другой конфигурации системы, отработанный воздух отсасывается через каналы линейного выхода, расположенные под потолком и через подпольный отвод воздуха, расположенный над поверхностью жидкого навоза.

Достигаемые экологические преимущества. Система сокращает выбросы загрязнителей воздуха.

Экологические аспекты внедрения. Экспериментальное исследование в Дании по сравнению данной технологии с обычной системой, только с выделением отработанного воздуха из помещения, показали, что норма вентиляции навозных каналов только в 10 на свинью улучшает микроклимат в помещении и значительно уменьшает выбросы от отработанного воздуха в помещении. В частности, на 70% выбросов аммиака, 50% выбросов запаха и 90% выбросов сероводорода, как ожидается, будут уменьшены по сравнению с системой выбросов из помещения. В таблице 7.1 показаны концентрации и выбросы запаха, сероводорода и аммиака, представленные для разных норм вентиляции и расположения точки всасывания по сравнению с контрольными измерениями в помещении с обычной системой.

Таблица 7.1 - Концентрации и выбросы запаха, сероводорода и аммиака, измеренные по уровню вентиляции навозного канала в объеме 10 и 20 на свинью (32 свиней в станке)

Измерения	Контр. помещ.	Эксперимент 1		Эксперимент 2
		Канал	Помещение	Канал	Помещение
Скорость вентил., /ч/свин	53	20	43	19	39
Концент. запах. езE/	630	820	140	910	170
Выброс запах. езE/s на 1 000 kg	80	64	22	71	27
-концентр-я,	197	505	70	475	30
-выбросы, мг /ч на свин	4,3	3,8	1,1	4,0	0,4
Измерения	Контр. помещ.	Эксперимент 1		Эксперимент 2
		Канал	Помещение	Канал	Помещение
Скорость вентил., /ч/свин	50	22	33	18	31
-концентр.,	7,4	14	1,5	18	1,1
-выбросы, g -N/ч на св	7,3	5,2	1,0	6,4	1,1
Измерения	Контр. помещ.	Эксперимент 3		Эксперимент 4
		Канал	Помещение	Канал	Помещение
Скорость вентил., /ч/свин.	52	10	49	10	48
Концент. запах. езE/	480	890	170	1230	200
Выброс запах. езE/s на 1 000 kg 99	99	31	33	47	38
-концентр.,	246	485	87	777	22
-выбросы , mg /ч на свин.	4,8	2,0	1,4	3,0	0,3
Измерения	Контр. помещ.	Эксперимент 3		Эксперимент 4
		Канал	Помещение	Канал	Помещение
Скорость вентил., /ч/свин	50	10	43	11	39
-концентр.,	9,3	20	26	27	2,2
-выбросы, g -N/ч на св	8,2	3,6	2,0	4,7	1,5
NB: Experiment 1: Точка всасывания под зоной испражнения, 20 на свинью;
Experiment 2: Точка всасывания под зоной отдыха, 20 ;
Experiment 1: Точка всасывания под зоной испражнения, 10 ;
Experiment 2: Точка всасывания под зоной отдыха, 10
Источник: BREF (EU), 2015 [63]

Ожидается, что за счет очистки воздушным скруббером с 95% эффективностью сокращения выбросов аммиака, около 20% максимальной мощности вентиляции помещения и более 65% от общего количества выделяемого аммиака может быть уменьшено с помощью системы очистки воздуха.

Исследования проведенные в Германии показали, что концентрация аммиака в воздухе животноводческого помещения над решетчатым полом достигает максимального значения около 4 , когда работают и подпольная, и надпольная вентиляционные системы и около 2 в зимнее время, когда работает только система вентиляции под полом. Выбросы аммиака будут уменьшаться примерно на 70% в общей сложности. Кроме того, уменьшаются выбросы пыли и запах. Однородность потока воздуха при умеренных скоростях на протяжении всего животноводческого помещения может быть достигнута благодаря оптимизации расположения и размеров приточного и вытяжного отверстий. Таким образом, минимизируется перенос аммиака с поверхности жидкого навоза в воздух животноводческого помещения.

Методика применима для систем содержания свиней с решетчатым полом. Так как только часть вытяжного воздуха должна быть очищена, размеры агрегата по обработке воздуха и эксплуатационные расходы на энергию и воду снижаются. Экономия затрат ожидается около 50% по сравнению со стандартными системами обработки воздуха.

Перспектива внедрения. Оптимизированный воздушный поток уменьшает концентрацию аммиака и других загрязняющих веществ в воздухе помещений, что улучшает уровень жизни животных и охрану труда. Методика разрабатывается для полномасштабной реализации.

Справочные материалы: Source: [68]

ПТ-9. Очистка потока отработанного воздуха системой вентиляции, расположенной под частично решетчатым полом со скрепером и отделением мочи

Описание технологии. При этой системе размещения поголовья свиней "система Perstrup" частичное извлечение отработанного воздуха под полом сочетается с разделением мочи и фекалий внутри помещения. В частности, технические характеристики станков включают в себя частично решетчатый пол и наклонный канал навоза с желобом для слива мочи, где навоз часто удаляется с помощью скребка. Частичный отвод воздуха из навозного канала проводится непосредственно через вентиляционный канал под твердой частью пола в загоне, в то время как остальной отработанный воздух удаляется через отдельный выход в помещении (рис. 7.9).

Рисунок 7.9 - Схема очистки потока отработанного воздуха системой вентиляции, расположенной под частично решетчатым полом со скрепером и отделением мочи

Степень проработки. Очистка отработанного воздуха из-под пола очень эффективна при снижении концентрации аммиака в помещении после установки системы отделения мочи в помещении.

Достигаемые экологические преимущества. В исследовании проведенном на откормочной свиноферме в Дании была оценена система вентиляции только при наличии навозного канала (без разделения) и частичной очистки отработанного воздуха из-под пола, относительно концентраций и выбросов аммиака и запаха и эффективности отделения свиного навоза. Результаты показаны в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Средние концентрации и выбросы аммиака и запаха измеренные в испытаниях

		Система размещения системы вентиляции под полом
	Единицы измерения	Канал для жидкого навоза без отделения внутри помещения	Канал для жидкого навоза с отделением внутри помещения
Концентрация аммиака в помещении		0.3	0.3
Концентрация аммиака под полом		5.6	5.5
Выбросы аммиака на отдел	g -N/ч	59	60
Концентрация запаха в помещении	езЕ/m	3483 (388-601)	474 (381-589)
Концентрация запаха под полом	езЕ/m	737 (609-890)	913 (757-1 102)
Выбросы аммиака	езЕ/m на 1 000 kg	313 (266-368)	363 (309-426)
NB: в скобках - 95% доверительный интервал
Источник: BREF (EU), 2015 [63]

Статистический анализ не показал различий в выбросах аммиака между контрольным помещением и помещением оснащенным оборудованием внутри. Однако концентрации аммиака в помещении были очень низкими по сравнению с отработанным воздухом под решетками из-за очень эффективной эвакуации из-под пола. В среднем, концентрация была ниже 0,5 в помещении и примерно в 10 раз ниже, чем под полом. В заключение, поверхность жидкого навоза ниже реек пола была основным источником выбросов аммиака.

Экономические аспекты внедрения. Исследования показали, что даже при скорости вентиляции ниже 20% от максимальной мощности, т.е. 20 на одну свинью, очистка воздуха под полом была очень эффективной. Предыдущие датские исследования показали, что средняя скорость воздуха 0,1-0,2 м/с через рейки имеет решающее значение для получения эффективной эвакуации воздуха под полом. При кратности воздухообмена 20 на одну свинью, скорость воздуха можно рассчитать до 0,14 м/с в свинарнике с системой "Perstrup".

При эффективной эвакуации воздуха под полом более 90% выбросов аммиака может быть собрано всего при 20% максимальной мощности вентиляции. С другой стороны, выбросы запаха были на 16% выше в помещении оснащенным оборудованием внутри, из-за более высоких концентраций запаха в точках выхода воздуха из-под пола.

Отделение мочи внутри помещения, показало высокую эффективность разделения; в частности, собранный твердый навоз в среднем содержал 22% сухого вещества или 93% от общего количества сухого вещества. Однако содержание сухого вещества в твердой фракции было слишком низким, а количество твердого навоза было слишком большим (53% от общего числа), чтобы сделать систему экономически выгодной. Есть еще необходимость совершенствования с целью повышения содержания сухого вещества и уменьшения количества навоза собранного в твердой фракции до менее, чем 25% от общего количества.

Перспектива внедрения. В районах, где производители вынуждены транспортировать жидкий навоз на большие расстояния, есть стимул для сокращения больших объемов жидкого навоза. Естественное разделение навоза внутри свинарника снизит объем перевозок. Если воздушный скруббер устанавливается для сокращения выбросов аммиака, расходы будет существенно ниже.

Справочные материалы: Source: [68]

ПТ-10. Система размещения свиней в загонах с почти нулевым уровнем выбросов в окружающую среду

Описание технологии. Посредством системы размещения свиней в станках с почти нулевым уровнем выбросов в окружающую среду формирование и выпуск загрязнителей воздуха может быть снижен до нуля. Это достигается сочетанием различных мер, касающихся управления жидким навозом (охлаждение с периодическим удалением с помощью системы скребков), проекта здания (отдельные загоны в большом помещении с большим количеством воздуха) и вентиляции (приточно-вытяжной вентиляции с высоким КПД). Система очистки отработанного воздуха тоже была установлена. Система сочетает в себе также элементы, которые предлагают преимущества касающиеся благополучия животных. Кормушки для супоросных свиноматок также предназначены для того, чтобы свести к минимуму стресс и агрессию в группе (рис. 7.10).

Рисунок 7.10 - Система размещения свиней в загонах с почти нулевым уровнем выбросов в окружающую среду

Степень проработки. Используемые в настоящее время меры:

- Жидкий навоз ниже решетчатого пола охлаждается водяными трубами, которые заключены в бетонные каналы. Охлаждение жидкого навоза до приблизительно 15°С очень эффективно снижает образование загрязняющих воздух веществ, в частности аммиака. Тепловые насосы позволяют восстановить полученное тепло, для поросят в гнезде. Это в свою очередь вызывает значительное энергосбережение.

- Каналы для навоза мелкие. Примерно три раза в неделю жидкий навоз удаляется системой скребков. Таким образом, количество жидкого навоза внутри животноводческого помещения, следовательно, выброс загрязняющих веществ в атмосферу, сведены к минимуму.

- Строительство помещения (здание формируется таким образом, что крыша также составляет потолок и различные производственные площади находятся в одном пространстве) предлагает в три раза больше объема воздуха на одно животное, чем обычные системы содержания свиней на свиноферме. Это ведет к резкому снижению скорости вентиляции, а, следовательно, обеспечивает экономию энергии. Кроме того, когда количество тепла увеличивается, эта система размещения позволяет осуществлять непрерывный сброс тепла из области размещения животного, что приводит к снижению температуры в зоне жидкого навоза (рис. 7.11).

Рисунок 7.11 - Размещение свиней в загонах с почти нулевым уровнем выбросов в окружающую среду

Достигаемые экологические преимущества. Сертифицированная вытяжная установка для обработки воздуха удаляет не менее 70% аммиака, запаха и пыли из отработанного воздуха. Из-за снижения интенсивности вентиляции и концентрации вредных газов, это позволяет уменьшить размеры блока очистки отработанного воздуха. Это уменьшает расход ресурсов (энергии, воды и вспомогательных материалов), а также инвестиций и эксплуатационных расходов. Выбросы аммиака, запаха и пыли снижаются до очень низкого уровня. Интегрированная система вентиляции и теплообмена обеспечивает значительную экономию энергии. Использование ресурсов для обеспечения функционирования очистки отработанного воздуха (энергии, воды и вспомогательных материалов) уменьшается. Более низкая температура в помещении приводит к улучшению качества воздуха в помещении за счет более низкой концентрация вредных газов.

Экономические аспекты внедрения. По сравнению со стандартными системами, затраты на строительство помещения в расчете на одного поросенка, как ожидается, будут ниже, основываясь на продуманной конструкции крыши, проекте помещения и неглубоких навозных каналах. Более низкие уровни загрязняющих веществ в воздухе помещения и более низкий уровень вентиляции приведут к уменьшению инвестиций и снижению эксплуатационных затрат по сравнению с обычными системами.

Перспективы внедрения. Система предлагает преимущества в уровне жизни животных и условиях труда за счет улучшенного качества воздуха и климата в помещении. Животные получают значительно больше места, чем требуется. Улучшение в уровне жизни животных в сочетании с улучшением климата в помещении, как ожидается, приведет к повышению производительности. Кроме того, персонал будет меньше страдать от респираторных заболеваний, вызванных, например, аммиаком.

Сокращение общего объема выбросов почти до нуля предоставляет возможность располагать больше животноводческих помещений вблизи жилых районов и природных заповедников.

Уровень смертности поросят, как ожидается, снизится, особенно при наличии просторных станков для опороса, потому что прохладная среда, окружающая свиноматку, заставит поросят быстро вернуться к своему гнезду.

Как ожидается, при наличии вольеров для кормления, стресс и агрессия среди супоросных свиноматок сократится.

Первый проект запущен и находится в стадии строительства Источник: BREF (EU), 2015).

Справочные материалы: Источник: BREF (EU), 2015 Source: [63]

ПТ-11. Краски с содержанием фотокаталитического диоксида титана () для нанесения защитного покрытия

Описание технологии. Краска с содержанием фотокаталитического диоксида титана () может использоваться для покрытия стен свинарников с целью уменьшения концентрации аммиака внутри помещений и его выхода во внешнюю среду.

Степень проработки. С помощью фотокаталитического окисления (двуокись титана) () может разрушать содержание аммиака в воде и в воздухе, что приводит к образованию , или NO и воды одним из трех основных способов:

- 2 + 1.5 = + 3

- 2 + 2 = + 3

- 2 + 2.5 = 2 NO + 3 .

Фотокатализ - это ускоренная фотореакция при наличии катализатора, участвующего в химическом преобразовании субстрата, без прохождения самого преобразования. В сертификате безопасности продукции доступном от производителей говорится, что краски не оказывают никакого отрицательного воздействия на здоровье оператора и животного.

Достигаемые экологические преимущества. В полевых экспериментах тестировали разницу в концентрации аммиака между помещениями окрашенными обычной краской и помещениями окрашенными краской с содержанием . Средняя суточная концентрация аммиака была ниже при обработке краской с на 1,65 . Эффективность снижения концентрации аммиака при обработке краской с составляла 30,50%. Замеры ПГ (парниковых газов) также были ниже в помещениях окрашенных краской с содержанием .

Экономические аспекты внедрения. Стоимость обработки площади в 150 краской с содержанием по 70  составляет 126 евро. Следовательно, стоимость разрушения 1 кг аммиака составляют 3,1 евро.

Справочные материалы: Источник: BREF (EU), 2015 [63]

ПТ-12. Процесс и технологии для полной глубокой переработки сельскохозяйственных отходов в биологические удобрения и энергию

Описание технологии. Применение современных физических, физико-химических и микробиологических процессов и технологий для полной глубокой переработки сельскохозяйственных отходов в биологические удобрения и энергию, а также сочетание различных технологий позволяет сельхозпредприятиям, радикально решив экологическую проблему, полностью обеспечить свои потребности в удобрениях и энергии, повысить плодородие почв и свою конкурентоспособность (рис. 7.12).

Рисунок 7.12 - Технологическая схема получения биогаза и удобрений из органических отходов АПК

В процессе биологической, термофильной, метангенерирующей обработки органических отходов образуются экологически чистые, жидкие, высокоэффективные органические удобрения. Эти удобрения содержат минерализованный азот в виде солей аммония (наиболее легко усвояемая форма азота), минерализованные фосфор, калий и другие, необходимые для растения биогенные макро- и микроэлементы, биологически активные вещества, витамины, аминокислоты, гуминоподобные соединения, структурирующие почву [48].

Получаемый биогаз плотностью 1,2 (0,93 плотности воздуха) имеет следующий состав (%): метан - 65, углекислый газ - 34, сопутствующие газы - до 1 (в том числе сероводород - до 0,1). Содержание метана может меняться в зависимости от состава субстрата и технологии в пределах 55-75%. Содержание воды в биогазе при 40°С - 50 ; при охлаждении биогаза она конденсируется. Энергоемкость получаемого газа - 23 , или 5500 . Энергия, запасенная в первичной и вторичной биомассе может конвертироваться в технически удобные виды топлива или энергии несколькими путями.

Степень проработки. Наиболее отвечающим экологическим, техническим и экономическим требованиям являются способы анаэробного сбраживания. При этом получаются жидкие биоудобрения и биогаз, из которого генерируется электрическая и тепловая энергия. Навоз гомогенизируется и подвергается анаэробному сбраживанию. Биогаз сжигается в газопоршневой установке с получением электрической и тепловой энергии. Сброженный шлам разделяется на твердую и жидкую фракцию. Жидкая фракция используется как жидкое биоудобрения. Твердая фракция представляет собой после просушивания твердые удобрения (рис. 7.13).

Рисунок 7.13 - Блок-схема производства

Переработка методом термохимической газификации с получением электрической и тепловой энергии из твердых фракций В навозе, помете, растительных остатках, отходах деревообработки, кроме химических веществ, заключено большое количество солнечной энергии, перешедшей в растения при фотосинтезе. Поэтому это сырье нужно рассматривать как возобновляемые источники энергии. Одним из наиболее эффективных способов получения энергии из такого сырья мы считаем термохимическую газификацию. Газификация характеризуется повышенным энергопотенциалом. Газификация представляет собой процесс высокотемпературного превращения биомассы в газ, называемый генераторным или синтетическим, и золу в специальных реакторах (газогенераторах) с ограниченным доступом воздуха (рис. 7.14).

Из 1 т растительного сырья получают около 2500 газа с теплотой сгорания до 2200 . В зоне газификации развивается температура до 1500°С. В сочетании с мгновенной закалкой синтезгаза это обеспечивает отсутствие в нем каких-либо токсичных примесей.

Рисунок 7.14 - Комплекс газификации

Достигаемые экологические преимущества. Из 1 биогаза можно получить 2 кВтч электрической энергии и 3 кВтч тепловой энергии, сжигая его в газопоршневой установке. В основе этой технологии лежит микробиологическая деструкция органической части навоза/помета в анаэробных условия с последующим биосинтезом метана.

По сравнению с анаэробным сбраживанием (получение биогаза) термохимическая газификация генерирует из единицы сырья больше потенциальной энергии. Так, из 1 т нативного свиного навоза или навоза КРС при термохимической газификации можно получить 440 кВтч потенциальной энергии, тогда как при анаэробном сбраживании с получением биогаза 250 кВтч.

Газификация является более эффективным и чистым процессом, чем обычное сжигание. Произведенный в газогенераторе газ используется как обычное котельное топливо взамен природного газа и/или как моторное топливо для газопоршневых установок, где сжигается с получением электрической и тепловой энергии до безопасных для окружающей среды газов: , , водяного пара. Он может быть также использован в качестве сырья для получения дизельного топлива. В газогенераторе можно использовать отходы дерева, кору, низкокалорийные растительные отходы, навоз, помет, содержащие высокий процент влаги (до 40%). Высокая энергопроизводительность газогенератора позволяет получить из 1 кг древесных отходов, несмотря на их более низкую энергетическую ценность, столько же энергии, как и при сжигании 1 кг высокосортного каменного угля в классическом котле. Попутно при газификации навоза/помета образуется зола, являющаяся ценным комплексным минеральным удобрением.

Экономические аспекты внедрения. По данным ОАО "Башгипроагропром" капитальные затраты составляют - 36 700 тыс. руб. Экономия на минеральных удобрениях - 2500 тыс. руб./1000 га. Прибавка урожайности в пересчете на пшеницу - 2000 тыс. руб./1000 га.

Справочные материалы: Рекомендации разработаны ОАО "Башгипроагропром" с участием ООО "Прогресс-Т" (г. Самара), ООО "Гринтек" (г. Москва, г. Н-Новгород) и ООО "ЭМ-кооперация" (г. Москва, г. Пермь) [48].