Переработка навоза разных видов животных: способы, получаемые продукты, особенности процесса

Навоз – это обобщенное название экскрементов домашних птиц и животных, поэтому он всегда появляется там, где их выращивают.

Следовательно, необходимость в его переработке будет существовать всегда.

Если этот материал правильно не утилизировать, то в процессе естественного разложения он будет выделять огромный объем углекислого газа, а для его хранения потребуется очень много места.

В статьях Подстилка из опилок и Древесная стружка для животных мы рассказывали о том, как сделать из помета удобрение (перегной), однако такая переработка имеет смысл лишь тогда, когда готовое удобрение можно сразу же внести в почву.

В противном случае придется сушить навоз до переработки, ведь после перегнивания сушка разрушит много полезных веществ, причем после восстановления влажности эти вещества не вернутся в исходное состояние.

Если же неподалеку спроса на такое удобрение нет, то везти его даже на небольшое расстояние не имеет смысла, ведь 50–70 % его массы составляет вода. Поэтому другие методы переработки навоза будут востребованы даже среди жителей и предприятий сельской местности, ведь такое количество удобрения во многих случаях является избыточным.

Состав

Химический состав зависит от:

• вида живых существ;
• материала подстилки;
• способа уборки;
• способа отвода жидкости.

Вне зависимости от вида живых существ экскременты всегда состоят из следующих элементов:

• воды;
• органики;
• азота;
• различных микроэлементов.

Основным компонентом является вода, доля которой составляет 50–80% и зависит от многих факторов. Обычно больше всего воды содержит навоз крупного рогатого скота (КРС), однако в зависимости от способов отвода жидкости и удаления навоза этот процент может как увеличиваться, так и уменьшаться.

Доля органических веществ обычно составляет 20–35 % и наиболее сильно зависит от вида/породы живности и материала подстилки.

Больше всего органики содержит куриный помет, меньше всего ее в навозе КРС, однако количество подстилки и способ удаления экскрементов могут изменить это значение на несколько процентов в любую сторону.

Навоз любых животных, равно как и помет птиц, содержит множество различных микроэлементов, таких как:

• фосфор;
• калий;
• кальций;
• магний;
• сера;
• хлор;
• кремний;
• алюминий;
• железо.

Все микроэлементы представлены в виде кислот или окислов, а процентное содержание каждого из них укладывается в диапазон 0,01–1,5%.

Почему нужно перерабатывать навоз?

В естественных условиях экскременты распадаются на ил или гумус, а также сопутствующие вещества, такие как:

• воду;
• углекислый газ;
• азот в чистом виде или в форме различных соединений;
• метан;
• аммиак.

Распад в условиях избытка влаги ведет к увеличению доли метана и превращению органики в ил. Если же в процессе перегнивания или перед ним в навоз попадают грунт и фрагменты растений, то появляется перегной (гумус), то есть почва, максимально наполненная питательными веществами и обладающая оптимальной структурой.

Выделяющиеся в процессе распада газы попадают в атмосферу без какой-либо пользы. Кроме того, качества полученного естественным путем перегноя или ила заметно уступают перегною, полученному с помощью обработки экскрементов бифидобактериями и при соблюдении теплового режима.

Ведь бифидобактерии, а также различные грибы и другие микроорганизмы превращают экскременты в материал, максимально соответствующий потребностям большинства растений и являющийся идеальным удобрением.

Если навоз или помет сложен в бурты, то в нем одновременно протекает несколько процессов, которые превращают его в довольно опасное вещество.

Часть воды под действием гравитации уходит в почву под буртом, при этом вместе с ней туда же попадают личинки гельминтов и взрослые черви, а также возбудители различных болезней, которые в небольших количествах всегда присутствуют в фекалиях живых существ.

Одновременно с этим происходит медленное испарение воды, а вместе с ней теряется и небольшое количество азота.

В глубине бурта бифидобактерии, постепенно поедающие навоз, поднимают температуру, нагревая материал до уровня 40–60 градусов, при котором их активность становится максимальной.

Вместе с бифидобактериями в этом процессе участвуют различные грибы и другие микроорганизмы, которые преобразуют навоз или помет в сложное вещество, которое со временем превратится в гумус.

Если же уровень влажности упадет ниже критического значения, то процесс замедлится или полностью остановится, однако после его восстановления пойдет дальше.

Если все это происходит не в оптимальных условиях (при низкой или высокой температуре, низкой или высокой влажности и т. д.), то снижается качество готового перегноя, ведь нарушается баланс веществ в готовом продукте.

Может резко возрасти активность микроорганизмов, вырабатывающих те или иные вещества, результатом чего станет:

• увеличение/снижение кислотности гумуса;
• потеря питательных веществ из-за их перехода в метан или аммиак;
• сильная потеря азота;
• сильное размножение патогенной микрофлоры, которая может перекинуться на расположенные неподалеку растения из-за чего они заболеют.

Более подробную информацию о бифидобактериях и способах их внесения в экскременты животных или птиц вы найдете тут (Бактерии).

Что можно получить?

Переработка не устраняет выброса углекислого газа и других побочных продуктов, но позволяет получить от этого процесса какую-то пользу.

В большинстве случаев после переработки из навоза получают:

• сухое удобрение;
• удобрение (перегной);
• твердое топливо;
• биогаз;
• пиролизный газ;
• утепляющий материал.

Сухое удобрение

Высушенный и гранулированный навоз или помет является хорошим удобрением, которое вносят в землю во время осенней вспашки.

Одним из существенных плюсов этого материала является отсутствие гельминтов, то есть разнообразных червей-паразитов, живущих в кишечнике птиц и животных. Поэтому готовый материал можно хранить даже неподалеку скважин или проточной воды.

Кроме того, сухое удобрение содержит все те же вещества, которые входят в состав исходных навоза или помета, поэтому наполняет почву не только идеально подходящей органикой, но и восстанавливает потраченный на рост растений азот.

Сухой гранулированный навоз или помет заменяет собой целый комплекс различных удобрений и по своему воздействию на почву полностью идентичен перегною из исходных материалов.

Единственный его минус — необходимость обильного полива почвы, в которую внесли гранулированный материал, а также добавление в воду препаратов, содержащих бифидобактерии.

Без этого эффект от внесения такого удобрения будет гораздо ниже, ведь он раскиснет от содержащейся в почве влаги лишь к середине зимы, а активное перегнивание начнется лишь в середине весны, когда почва прогреется до температуры, комфортной для естественного размножения бифидобактерий.

Принцип получения сухого удобрения следующий:

• свежий навоз или помет отжимают с помощью сепаратора, чтобы удалить большую часть влаги (этот этап можно пропустить, если он пролежал на открытом воздухе несколько недель и потерял влагу естественным способом);
• отжатый материал смешивают с дополнительными веществами, регулирующими кислотность и другие параметры состава;
• смесь нагревают, чтобы очистить от гельминтов и удалить остаток влаги;
• с помощью мельницы высушенный продукт перемалывают в муку;
• с помощью пресса-гранулятора из этой муки формируют гранулы необходимого размера и формы.

Последним шагом является фасовка готовых гранул по мешкам или пакетам, которые запаивают или зашивают с помощью специальной машины.

Если вас заинтересовал такой способ переработки отходов жизнедеятельности домашней живности и птиц, то рекомендуем прочитать эту статью (Гранулирование: технология и оборудование).

Перегной

Для такой переработки любые экскременты сваливают в кучи (бурты) и обрабатывают препаратами, содержащими бифидобактерии.

Благодаря увеличению количества бактерий, они сразу же приступают к переработке материала и нагревают всю кучу до высокой температуры.

Наиболее качественный перегной получается из навоза на подстилке из измельченных растений.

Она компенсирует недостаток органики, а также наделяет готовый материал способностью разрыхлять почву.

Твердое топливо

В свежем навозе или помете доля органических веществ в форме различных углеводородов редко превышает 30%, однако после высушивания и потери влаги количество этих веществ увеличивается до уровня 90–95%.

Теплотворная способность высохшего навоза или помета примерно вдвое ниже, чем у древесины такой же влажности, однако для получения дров сначала нужно спилить дерево, затем распилить его на чурбаки и поколоть на дрова.

Переработка отходов жизнедеятельности домашнего скота и птиц в твердое топливо не только сокращает вырубку деревьев, но и избавляет от скопления огромных куч навоза или компоста.

Кроме того, зола от сгоревших высушенных экскрементов – это одно из лучших калийно-фосфатных удобрений, которые можно вносить с перегноем из травы или измельченной древесины.

Однако получение твердого топлива – это довольно дорогой процесс, ведь необходимо быстро (за несколько минут) удалить из исходного материала огромное количество влаги, доля которой составляет 50–80% от массы навоза или помета.

Для снижения затрат на энергоносители тепло получают, сжигая свежий или подсушенный навоз/помет, а также с помощью полученных из этого материала биогаза или пиролизного газа.

Это снижает выход готового топлива, однако обеспечивает тепловой энергией, которую можно тратить на нагрев горячей воды в системах отопления или водоснабжения.

Также тепловую энергию можно использовать и в других целях, к примеру, высушивая навоз/помет для производства гранул.

Твердое топливо из навоза или помета выпускают в виде брикетов или пеллет (гранул). Для производства пеллет используют те же грануляторы, которые применяют и при изготовлении сухого удобрения.

А для получения брикетов используют ту же технику, что и при выпуске брикетов из опилок или щепы. Более подробно о таком оборудовании вы можете прочитать в этих статьях:

• Евродрова своими руками;
• Производство топливных брикетов из опилок.

Единственное отличие заключается в меньшем давлении, ведь для склеивания древесины ее необходимо сжимать до выделения лигнина, что происходит при давлении в 50–80 атмосфер. Для прессования навоза или помета достаточно сжать его с усилием в 5–10 атмосфер.

Более подробную информацию по всем вопросам, связанным с переработкой отходов жизнедеятельности домашних птиц и скота в твердое топливо, вы найдете тут.

Биогаз

Биогаз – это продукт жизнедеятельности гнилостных анаэробных (то есть не зависящих от кислорода) микроорганизмов, которые питаются любой органикой, в том числе той, что содержится в навозе или помете.

Основа биогаза – метан (CH₄), который не имеет цвета и запаха, а по теплотворной способности сопоставим с природным газом и заметно уступает таким углеводородам, как ацетилен, пропан или бутан.

Помимо метана, биогаз содержит небольшое количество сероводорода и других летучих веществ с сильным запахом, поэтому он сильно пахнет, причем этот запах очень похож на тот, который можно встретить на старых болотах.

Для получения биогаза свежие экскременты помещают в биореактор, то есть большую бочку, которую затем герметично закрывают, в связи с чем все процессы происходят с минимальным участием кислорода.

Туда же добавляют бифидобактерии — их число сразу же увеличивается до необходимого, и им становится не нужным тратить время на размножение и увеличение популяции.

Биореакторы изготавливают в виде термоса, причем внутренняя емкость обложена надежной теплоизоляцией, благодаря чему бактерии быстро нагревают содержимое, и его температура держится на уровне 50–60 градусов.

Высокая влажность и достаточная температура помогает бактериям эффективно перерабатывать органику, в результате чего получаются:

• биогаз;
• техническая (пригодная для полива) вода;
• ил (который можно использовать в качестве комплексного удобрения).

Чем больше объем навоза, тем быстрей бактерии вырабатывают биогаз, который постепенно наполняет верхнюю часть бочки, формируя в ней небольшое давление. Это благотворно влияет на деятельность всех микроорганизмов, участвующих в процессе, ведь именно так они работают в болотах, где эффективность получения газа из органики максимальна.

Когда давление достигнет оптимального значения, откроется клапан, и газ начнет наполнять газопровод, который соединяет его с накопителем или потребителем.

Некоторые схемы биореакторов изготавливают без клапанов, поэтому газ сразу же поступает в трубу, а небольшое давление формируется за счет ограничения подачи газа с помощью специальных жиклеров.

Несмотря на довольно большие капитальные затраты, а также удельное количество выделяемого газа, этот способ утилизации довольно популярен.

Ведь сырье для него поступает регулярно, а готовое горючее можно использовать не только для отопления коровника или других строений, в которых держат птицу или скот, но и для работы газовых электрогенераторов.

Этот способ переработки будет особенно востребован там, где нет возможности использовать для отопления сетевой газ, а топить электричеством очень дорого из-за высоких тарифов.

Тем более, что биореактор и дополнительное оборудование можно сделать даже самостоятельно, ведь там нет ничего сложного, требующего изготовления в заводских условиях.

Более подробную информацию по этому вопросу вы найдете тут.

Пиролизный газ

Пиролиз – это термическое разложение любого вида топлива при недостатке или полном отсутствия кислорода на простые углеводороды. Мы уже рассказывали о процессе пиролиза и свойствах пиролизного газа в этой статье, там вы найдете много полезной информации по этому вопросу.

Для того, чтобы процесс пиролиза шел эффективно, и полученный газ обладал достаточной теплотворной способностью, навоз или помет необходимо предварительно просушить.

Избыток влаги будет выходить в виде пара, увеличивая объем газа, но снижая процентное содержание водорода и углерода, а значит, снижая и его теплотворную способность.

Для снижения влажности используют те же механизмы, которые применяют при изготовлении из навоза сухого удобрения. Высушенный материал по транспортеру подает в накопитель, откуда отправляется в пиролизную печь, которая состоит из двух отделений:

• топки;
• пиролизной камеры.

В зависимости от конфигурации печи топка может работать на различных материалах, однако основным источником энергии для нее является пиролизная камера – часть газа оттуда поступает в топку, где сгорает с выделением необходимого количества тепла.

Это позволяет обойтись без привлечения дополнительных энергоносителей, а значит, снижает стоимость готового пиролизного газа.

Кроме того, топка может нагревать не только камеру, но и воду в системах отопления или горячего водоснабжения. Ведь температура дыма после того, как он нагрел пиролизную камеру, составляет несколько сотен градусов.

Несмотря на то, что навоз или помет по удельному количеству вырабатываемого пиролизного газа заметно уступают древесине, скошенной траве и многим другим материалам, этот способ переработки пользуется спросом.

Ведь он не только избавляет от представляющих серьезную опасность буртов навоза или помета, но и превращает экскременты в золу, которая является одним из лучших комплексных удобрений, снижающих кислотность почвы и увеличивающих ее плодородность.

Утепляющий материал

После высыхания экскременты птиц и скота превращаются в легкое, не слишком прочное вещество с очень низкой теплопроводностью.

По этому параметру высохшие навоз или помет находятся между измельченной древесиной и такими современными материалами, как минеральная вата или пенопласт.

Для использования в качестве утеплителя подходит только навоз или помет на подстилке из:

• соломы;
• сена;
• опилок;
• стружки;
• других измельченных натуральных растительных материалов.

После уборки навоз выдерживают на свежем воздухе 1–4 недели, чтобы он подсох, затем наносят на стену и через несколько дней оштукатуривают.

Чтобы утеплитель не отслаивался вместе со штукатуркой, его либо укладывают между брусками обрешетки, к которым затем крепят штукатурную сетку, либо фиксируют штукатурной сеткой, прикрепляя ее к стене с помощью дюбель-гвоздей.

Этот материал хорошо подходит для утепления строений, в которых содержат скот или птиц. Поздней осенью и ранней весной, когда идут проливные дожди, и возрастает влажность воздуха, он начинает выделять едва заметный запах исходного сырья, то есть навоза или помета.

Для жилого дома это неприемлемо, однако там, где навоз и помет появляются ежедневно, такой способ утепления позволит серьезно сэкономить. Кроме того, он хорошо пропускает водяной пар, благодаря чему воздух внутри помещения всегда будет сухим, что выгодно отличает его от пенопласта.

Зависимость характеристик от метода удаления

Основные характеристики навоза, то есть влажность и содержание органических веществ, напрямую зависят от метода его удаления.

Чаще всего для очистки помещений, в которых содержат скот или птиц, применяют следующие виды удаления навоза/помета:

• самотек;
• ручной;
• механический;
• смыв.

При очистке самотеком экскременты стекают в накопители через щели пола или специальные отверстия, а из накопителей их извлекают транспортером или насосом. Собранный этим способом навоз имеет естественную влажность и немного подстилочного материала, поэтому и количество органики в нем соответствует стандартным значениям.

При ручной очистке уровень влажности зависит от конструкции помещения, в котором содержат скот или птицу.

Если конструкция предусматривает отвод жидкости и задержку крупной фракции, то влажность будет гораздо ниже стандартной, если же нет, то влажность будет сопоставима со стандартной.

При этом доля органических веществ в любом случае будет гораздо выше, ведь такие экскременты убирают вместе с подстилочным материалом.

При уборке методом смыва влажность экскрементов резко повышается, а удельное содержание органики заметно падает даже несмотря на количество подстилочного материала.

Для механической очистки применяют различные скреперы, собирающие навозную массу и перемещающие ее к решетке, через которую они попадают в навозоприемник.

У собранного таким образом навоза уровень влажности и наполненности органикой зависит от количества и типа подстилки, а также от возможности отвода жидких фракций.

Особенности утилизации

Химический состав экскрементов каждого вида домашних птиц или животных довольно сильно отличается друг от друга, благодаря чему можно подобрать способы переработки, наиболее подходящие для той или иной живности.

Но это не говорит о том, что экскременты определенного вида животных или птиц нельзя применять каким-то другим способом.

Кроме того, мы подбирали способ переработки навоза или помета, собранного любым способом, не подразумевающим увеличение его влажности или процентного содержания органических веществ.

Уборка с помощью воды полностью нарушает всю картину, поэтому собранный материал необходимо либо отделять от воды, либо перерабатывать не предусматривающим снижение влажности способом.

КРС

Крупный рогатый скот, то есть все разновидности коров, производит навоз с минимальным количеством органических веществ и азота, а также максимальной влажностью.

Поэтому материал лучше всего подходит для получения перегноя, ведь при такой переработке количество органических веществ большой роли не играет, тем более, что соломенная или деревянная подстилка тоже является органическим веществом.

Именно таким способом чаще всего проводят утилизацию навоза хозяйства, занимающиеся разведением КРС.

Если же изготавливать из коровьего навоза гранулы или топливные брикеты, то из-за избыточной влажности придется тратить больше энергии на сушку.

Объем пиролизного газа и биогаза напрямую зависит от содержания органических веществ относительно общей массы экскрементов, включая мочу, поэтому навоз КРС даст наихудший результат.

При использовании этого материала для утепления стен придется долго ждать снижения влажности до приемлемого уровня.

Кроме того, после снижения влажности объем навоза сильно сократится, из-за чего исходного материала потребуется заметно больше, чем наиболее подходящих для такого применения козьего и овечьего видов навоза.

Свиной

Свиной навоз, благодаря относительно высокому содержанию органики и азота, а также невысокой влажности, является универсальным материалом, который одинаково хорошо подходит для всех видов утилизации.

Он также превосходит навоз КРС по скорости потери жидкости естественным путем, причем последние впитываются в землю, поэтому при получении перегноя из него необходимо учитывать этот факт.

Кроме того, экскременты свиней содержат гораздо больше гельминтов, чем отходы жизнедеятельности других животных или птиц, поэтому хранить их нужно осторожно, не допуская бесконтрольного разлития или попадания в почву до перегнивания.

Конский

Этот вид навоза содержит больше органических веществ и азота, а также немного меньше влаги. Кроме того, кони очень требовательны к количеству и качеству подстилки, что еще больше увеличивает количество органики.

Тем не менее, для переработки в гранулы и топливо их влажность все еще слишком большая, а для получения достаточного количества биогаза или пиролизного газа в них недостаточно органики.

Зато при использовании в качестве штукатурки они успешно конкурируют с лидером – то есть экскрементами овец и коз. Поэтому лучшим способом переработки этого материала является получение перегноя с применением бифидобактерий.

Птичий

Птичий помет менее влажный, чем любой из видов навоза, однако его очень сложно разделить на твердые и жидкие фракции.

Также он содержит заметно больше органических веществ и гораздо более агрессивный по отношению к почве, поэтому переработка птичьего помета в перегной возможна лишь на тех участках, где не будет никаких посадок 3–5 лет.

Куриный помет хорошо подходит для переработки в твердые и газообразные виды топлива, благодаря высокому содержанию органики и дает неплохие результаты при использовании в качестве утеплителя.

Особенно эффективен птичий помет с подстилкой из соломы или других натуральных материалов, ведь он содержит больше органики и после высыхания обладает меньшей теплопроводностью.

Однако помет кур и другой домашней птицы содержит много различных паразитов, поэтому хранить его необходимо с осторожностью, не допуская попадания на почву, особенно рядом с источниками чистой воды.

Видео по теме

Видео о переработке куриного помета в газ в пиролизных установках:

Вывод

Любой тип навоза или помета можно переработать в удобрение или топливо, а также применить для утепления подсобных помещений.

Выбор наиболее оптимального способа утилизации зависит от многих факторов, главными из которых являются капитальные затраты на приобретение и монтаж оборудования, а также способ удаления экскрементов из мест обитания птиц или животных.

Большинство способов переработки предусматривает получение из этого материала не только основного, но и побочного продуктов, то есть тепловой энергии и калийно-фосфатных удобрений.