Гость AgroXXI.ru — Хамитов Эдуард Асгатович, член английской Ассоциации Инженеров и Технологов (IET), автор двух патентов, расскажет об относительно новой технологии переработки отходов животноводства.
AgroXXI.ru: Эдуард Асгатович, почему декантеры сегодня вызывают всё больший интерес в животноводстве?
Э. Хамитов: Декантеры — это центрифуги для двух- или трёхфазного разделения суспензий. Технология относительно новая, но сейчас она активно используется в АПК, в том числе при содержании животных и при переработке отходов убоя. В этом материале я хотел бы поделиться своим опытом применения декантеров для утилизации навоза и навозной жижи. При выращивании и содержании скота образуется большое количество навоза, поэтому вопрос его переработки нужно решать заранее.
AgroXXI.ru: Какие требования действуют в России при работе с навозом и помётом?
Э. Хамитов: В Российской Федерации порядок работы с навозом и помётом установлен законодательством о побочных продуктах животноводства, или ППЖ, действующим с 1 марта 2023 года. Надзор за его соблюдением ведёт Россельхознадзор. Хранение и переработка навоза допускаются исключительно на специально подготовленных площадках, расположенных отдельно от помещений для животных и с их подветренной стороны. Основание должно иметь бетонное, герметичное плёночное покрытие либо глиняный слой толщиной не менее 20 см. Поэтому вопрос утилизации навозной жижи решается ещё на этапе проектирования фермы — чтобы в дальнейшем не столкнуться с санкциями надзорных органов, претензиями местных жителей или техническими проблемами в процессе работы.
AgroXXI.ru: Какие технологии сепарации навоза сегодня наиболее распространены?
Э. Хамитов: Широкое распространение получили два типа технологий по сепарации навоза — фильтровальная и центробежная. Фильтровальная основана на применении шнекового пресса. Центробежная — на применении центрифуг, то есть декантеров. У каждой технологии есть свои плюсы и минусы.
AgroXXI.ru: Расскажите о вашем практическом кейсе.
Э. Хамитов: Мы работали с очень крупным производителем свинины, который серьёзно относится к вопросу качества своего производства. В портфолио клиента несколько десятков ферм, поэтому унификация и отработка технологии по утилизации навоза — важный вопрос с точки зрения себестоимости продукции. На фермах нашего клиента проводится переработка бесподстилочного навоза. Навозные стоки по сути представляют собой суспензию жидкости и твёрдых включений. Если выдерживать навозные стоки в исходном состоянии, происходит гравитационное разделение: твёрдая фракция оседает на дно. Самым бюджетным хранилищем для навозных стоков являются лагуны — земляные котлованы с гидроизоляцией толщиной 1–3 мм. Но в результате такого разделения происходит заиливание. Теряется рабочий объём лагуны, а очистить осадок, не повредив мембрану, практически невозможно. Поэтому мы отработали технологию на базе центробежного разделения с помощью декантера на жидкую и твёрдую фракции.
AgroXXI.ru: Что происходит с фракциями после разделения?
Э. Хамитов: Дальнейшая переработка с технической точки зрения не составляет большой сложности. Жидкая фракция выдерживается в лагуне. Для свиного навоза она должна выдерживаться в лагуне не менее 12 месяцев. Твёрдая фракция подвергается буртованию на бетонной площадке. В буртах она хранится от 1 до 6 месяцев в зависимости от сезона, технологии компостирования и места размещения бурта. В течение этого времени происходит биотермическое обеззараживание. После буртования и обезвреживания твёрдую фракцию вносили в виде удобрений на поля. Жидкую фракцию вносили внутрипочвенным способом — инжектированием, чтобы исключить появление неприятных запахов.
AgroXXI.ru: Как вы подбирали оборудование для такого проекта?
Э. Хамитов: Предварительно мы провели пилотные испытания с помощью мобильной установки и протоколированием всех данных — как на входе, так и на выходе. Благодаря этому смогли подобрать подходящую центрифугу, так как качество навоза и его сепарация на фракции очень зависят от местных условий. Использовалось лабораторное оборудование для оценки работы центрифуги. По факту пришлось выбирать более производительную модель в отличие от табличных рекомендаций. Соответственно подбиралось и вспомогательное оборудование: насосы, мацератор, шнековый транспортер и прочее. По завершении пилотных испытаний был составлен отчёт, и его результаты позже использовались при масштабировании и при проектировании новых ферм. Лабораторные исследования продуктов разделения также показали, что минеральные растворённые вещества при центробежном разделении переходят в твёрдую фазу.
AgroXXI.ru: Если кратко описать технологию центробежной сепарации навозных стоков, как она выглядит?
Э. Хамитов: На первом этапе стоки попадают в буферную ёмкость, где происходит накопление и гомогенизация по составу. Далее навозные стоки подаются через мацератор-измельчитель на декантер. В декантере происходит центробежное разделение суспензии на жидкую и твёрдую фракции. Твёрдая фракция с помощью шнекового транспортера перемещается на площадку и далее на компостирование. Жидкую фракцию перекачивают в лагуны. Важным отличием декантера является наличие автоматической системы управления. Работа декантера происходит в полностью автоматическом режиме под управлением промышленного контроллера. Данная система обеспечивает безопасность и надёжность работы всего оборудования на этапе разделения на фракции. В систему управления интегрированы самодиагностика и предупреждение о нештатных ситуациях.
AgroXXI.ru: Какие показатели эффективности вам удалось получить?
Э. Хамитов: Процент твёрдой фракции по объёму на выходе декантера составлял порядка 10% (СВ). Жидкая фаза на выходе содержала по объёму порядка 4% (СВ). Коэффициент задержания твёрдой фракции составил порядка 60% без применения полимеров-флокулянтов. Это очень хороший результат, так как после сепарации твёрдая фракция в жидкой фазе больше не приводила к заиливанию лагун, и соответственно проблем с последующей откачкой не возникало.
AgroXXI.ru: С какими техническими сложностями вы столкнулись при внедрении?
Э. Хамитов: Во-первых, кислотность свиного навоза очень высокая. Газы, выделяющиеся в помещении, где установлена центрифуга, приводили к окислению контактов электронного и электрического оборудования. Поэтому пришлось учитывать высокую коррозионность атмосферы в помещении. Также пришлось вносить коррективы в выбор оборудования: высокая кислотность навозных стоков потребовала особого исполнения вспомогательного оборудования — насосов, мацератора и трубопроводной арматуры. Кроме того, в процессе эксплуатации обнаружилось появление в трубопроводах минерала струвита. Его необходимо периодически удалять, чтобы не происходила блокировка труб и арматуры. Это было учтено в дальнейшем при проектировании для облегчения обслуживания и ремонта. При буртовании также обнаружилось, что несвоевременное ворошение буртов может привести к самовозгоранию твёрдой фракции и потере питательной ценности как удобрения. Поэтому ворошение должно производиться на регулярной основе, чтобы избежать чрезмерного повышения температуры.
AgroXXI.ru: А что показал экономический расчёт?
Э. Хамитов: Ранее клиент использовал шнековый пресс. В расчёте пяти лет владения центрифугой оказалось, что это экономически выгоднее, чем использование шнекового пресса. Поэтому все последующие проекты были с использованием центрифуги.
AgroXXI.ru: Что бы вы рекомендовали коллегам, которые только выбирают технологию утилизации навоза?
Э. Хамитов: Не ориентироваться только на табличные рекомендации. Навоз — очень переменный продукт, и его сепарация сильно зависит от местных условий. Нужны пилотные испытания, лабораторный контроль, корректный подбор центрифуги и вспомогательного оборудования. Важно заранее закладывать коррозионностойкое исполнение, удобство обслуживания, меры по контролю струвита и регулярное ворошение буртов. Тогда декантер действительно становится надёжной технологией в животноводстве.