Гранулированные органоминеральные удобрения из отходов животноводства: возможности и перспективы

к.т.н. Гарзанов А.Л., Дорофеева О.А, (ООО «АГК ЭКОЛОГИЯ»)

д.т.н. Брюханов А.Ю. (ИАЭП – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ),

Павлов М.Б. (ООО «Энергокомплектация»)

Филонидов А.В. (ООО «Молоко-Холдинг»)

Рекомендованный в информационно-техническом справочнике наилучших доступных технологий ИТС НДТ 41-2017 метод утилизации навоза (сепарация, компостирование твердой и карантинная выдержка жидкой фракций) с их последующим внесением в почву в качестве органического удобрения прост, применяется давно и повсеместно, но требует глубокого переосмысления ввиду меняющихся тенденций в животноводстве.

К основным недостатком указанного метода стоит отнести:

• высокие капитальные затраты на создание лагун (до 2500 руб./м³ их объема – ИТС НДТ 41-2017, т.е. до 1000 руб. на 1 условную голову);
• длительность обработки – 2-3 месяца для твердой фракции и 6-12 месяцев – для жидкой (РД-АПК 1.10.15.02-2017);
• вывод из с/х оборота значительных площадей земельных угодий (до 0,2 м² на 1 усл.гол.);
• высокие дозировки внесения из-за низкого NPK (под зерновые – 30-45 т/га, под картофель – 38-50 т/га, под кукурузу 50-80 т/га – РД АПК 1.10.15.02-2017) и связанные с этим расходы (спецтранспорт и спецсредства, ГСМ, трудозатраты, и т.п.);
• нерентабельность перевозок далее 50 км (стоимость доставки превышает стоимость груза);
• значительные потери питательных веществ при хранении в межсезонье (до 40-50%);
• загрязнение почвы, воздуха, поверхностных и подземных вод в районах накопления: заболеваемость населения этих районов в 1,6 раза превышает среднюю по стране /1/.

Поэтому при крупнотоварном производстве необходимо искать новые подходы к обоснованию НДТ утилизации жидкого и полужидкого навоза.

Не секрет, что крупнотоннажное животноводство при выходе за экологически безопасный уровень концентрации поголовья (2 усл. гол./га) превращает район его размещения в зону экологического бедствия (фото 1,2).

Преодолеть это экологическое ограничение интенсивного животноводства можно лишь переходом на качественно новые для России технологии производства из навоза востребованного продукта с высокой добавленной стоимостью, способного стать драйвером роста экономической эффективности животноводческих предприятий.

Такой технологией является производство гранулированных органических удобрений (ГОУ). Их производство из отходов животноводства решает целый куст взаимосвязанных проблем: безотходной и быстрой утилизации отхода III класса опасности, высвобождения сельскохозяйственных угодий, занятых под лагуны и навозохранилища, а также восстановления плодородия земельных угодий. Это важный аспект технологии, т.к. внесение минеральных удобрений лишь на 20-25% восполняет вынос из почвы питательных элементов при интенсивном растениеводстве /2/.

Однако в исходном навозе влажностью 92-97% уровень NPK крайне мал (ГОСТ Р 53117-2008). Себестоимость произведенных из него ГОУ с NPK≤1,0-1,5 близка или равна их рыночной стоимости. По этой причине из него выгоднее производить не органические, а гранулированные органоминеральные удобрения (ГОМУ) с содержанием NPK≥8:8:8. Кроме того, производство ГОМУ из отходов животноводства создает для отечественных предприятий возможность выхода на международный рынок с востребованным биржевым товаром.

Технология производства ГОМУ состоит из ряда последовательных стадий /3/:

• сепарации навоза на твердую и жидкую фракции;
• ускоренной ферментации (компостирования) твердой фракции;
• сушки компостированного сырья до влажности не более 15% и дробления сухого субпродукта;
• смешения дробленого субпродукта с минеральными добавками до необходимого соотношения NPK;
• гранулирования сухой смеси;
• ее охлаждения и фасовки.

Неотъемлемой частью технологии является очистка жидкой фракции навоза до норм сброса в водоём. Обезвоженные отходы очистки смешиваются с твердой фракцией навоза перед ее компостированием. Очищенная и обеззараженная вода используется на технические нужды предприятия (мойка помещений и автотранспорта) и для полива с/х культур. Часть жидкой фракции может без очистки использоваться в качестве питательного раствора для производства зеленого корма в теплицах.

Себестоимость конечного продукта с NPK≥8:8:8 не превышает 9 тыс.руб./т, а его рыночная стоимость составляет не менее 15 тыс.руб./т. Это обеспечивает срок окупаемости инвестиций не более 3 лет. При этом 1 т навоза влажностью 92-97% преобразуется в 0,2 т гранулированных комплексных органоминеральных удобрений требуемого качества (NPK, микроэлементы) для конкретного вида с/х культур и типа почв (фото 3-4). Готовый продукт характеризуется длительным сроком хранения (не менее 3 лет) и концентрированным набором питательных веществ и микроэлементов, находящихся в легкодоступной для растений форме. Ориентировочные дозировки внесения ГОМУ под зерновые – 300-400 кг/га.

Удельные капитальные затраты на создание комплекса по производству гранулированных органоминеральных удобрений из навоза (включая очистку жидкой фракции) составляют 0,8-0,5 млн. руб./т сырого навоза в сутки, снижаясь с ростом мощности производства /4/. Причем уровень капитальных затрат на эту технологию ниже, чем затраты на классическую технологию с использованием лагун.

Так, годовой выход навоза влажностью 92% от молочного стада КРС в 32000 голов составляет примерно 440 тыс.т (1200 т/сут.), в т.ч. жидкой фракции – 330 тыс.м³ (900 м³/сут.). Для её карантинирования в течение 6 месяцев (по РД-АПК 1.10.15.02-2017) нужны лагуны объемом до 170 тыс.м³. Затраты на создание этих лагун с системами перемешивания, аэрации и подачи на поля составят около 450 млн.руб. без учета затрат на навозохранилища, работ по компостированию твердой фракции и ее внесения в почву.

Кроме того, при средней глубине лагун 3м выводится из оборота около 6 га сельхозугодий. При средней урожайности зерновых 40 ц/га и их стоимости не менее 10 тыс.руб./т это равносильно недополучению около 250 тыс.руб. в сезон.

Здесь еще не учтен положительный эффект от прекращения негативного экологического воздействия на среду обитания и здоровье населения.

Стоимость комплекса переработки этого же количества (1200 т/сутки) навоза КРС в гранулированное органоминеральное удобрение с NPK≥8:8:8 (230 т/сут.) составит 420 млн.руб. (оборудование, проект, монтаж, пусконаладка, СМР). При себестоимости производства удобрений на уровне 8,5 тыс.руб./т и минимальной цене реализации 12тыс.руб./т срок окупаемости инвестиций (с учетом уплаты процентов по кредиту) не превышает 2 лет. Кроме того, применение двухступенчатых сепараторов навоза (влажность твердой фракции навоза на выходе – до 65%) снизит затраты топлива на сушку сырья на 25-30%.

Для свиноводческого комплекса мощностью 450 тыс.голов годовой выход навоза влажностью 97% превышает 900 тыс.т (2500 т/сут.). Для него потребуются лагуны объемом около 800 тыс.м³ (12 месяцев выдержки по РД-АПК 1.10.15.02-2017) и до 2 млрд. руб. капитальных затрат на их создание.

Переработка этого же навоза в гранулированные органоминеральные удобрения позволит производить из него до 70 тыс.т/год (190 т/сут.) высококачественных удобрений с NPK≥8:8:8. При их себестоимости 9,5 тыс.руб./т и рыночной цене не менее 15 тыс.руб./т., срок окупаемости общих капитальных затрат (до 600 млн.руб. с учетом сооружений для очистки жидкой фракции) составит 3 года.

В целом предлагаемая технология утилизации навоза позволяет производить востребованный биржевый товар с высокой добавленной стоимостью и полностью исключить загрязнение окружающей среды. Она в наибольшей степени отвечает требованиям, предъявляемым в наилучшим доступным технологиям.

Мировой рынок органических и органоминеральных удобрений растет быстрыми темпами (10-15% в год). По экспертным оценкам ФАО ООН, он достигнет 10-12 млн.т к 2020 году. В числе основных потребителей ГОУ и ГОМУ – Китай и Индия (до 5 млн.т в год), страны ЮВА, Иран, Египет, ОАЭ (от 1 до 3 млн. т в год). Потенциально Россия в состоянии обеспечить как свои, так и мировые потребности в этих удобрениях. Но для этого нужна действенная государственная поддержка, в первую очередь для создания полноценного внутреннего рынка этих удобрений /3/.

Литература

1. Перспективные технологии использования помётных удобрений. /Лукин С.М. // «Птицеводство». 2008. №7. 55-57 с.
2. Белая книга России. Строительство, перестройка и реформы: 1950-2013 гг. Раздел 5. Сельское хозяйство России. // М.: 2015. 728 с.
3. Производство гранулированных органических и органоминеральных удобрений из помета и навоза. / А.Л. Гарзанов, О.А. Дорофеева // Журнал "Агрофарм", 3 кв. 2018г. стр. 58-59.
4. Производство гранулированных органических и органоминеральных удобрений из помета и навоза – наилучшие доступные технологии их утилизации./ А.Л. Гарзанов, О.А. Дорофеева // Труды ИАЭП, 2018, вып.95 – с.224-231.

Генетика и селекция Восполнение технологий и знаний - путь к генетико-селекционной безопасности России

29.09.2018

Корма и кормопроизводство В России ищут «Лучший сенаж в упаковке»

29.09.2018