Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Обращение с отходами помета бройлерного производства мощностью 4 тысячи бройлеров.

Содержание:

Введение. 6

1. Теоретические аспекты исследования
вопросов обращения с отходами помета бройлерного производства.. 9

1.1 Химический состав птичьего помета и
его влияние на окружающую среду: проблемы хранения и утилизации. 9

1.2 Нормативно-правовое регулирование
вопросов обращения с отходами помета птиц. 17

1.3 Инновационные способы переработки
биоотходов птицеводства. 20

2. Практические аспекты исследования
вопросов обращения с отходами помета бройлерного производства.. 33

2.1.
Эколого-географическая характеристика региона исследований. 33

2.2.
Краткая характеристика хозяйства, производственной мощностью 4 тысячи бройлеров. 37

2.3.
Организация утилизации птичьего помета хозяйства, производственной мощностью 4
тысячи бройлеров. 41

2.4.
Предложения по совершенствованию технологий обращения с отходами помета
бройлерного производства мощностью 4 тысячи бройлеров. 54

Заключение. 73

Список использованных источников.. 76

Введение:

Птицеводство имеет
характерную особенность: при производстве мяса и яиц побочным продуктом, в 2–4
раза превышающим выход целевого продукта, является птичий помет. В России
образуется до 17 млн т помета в год. Если рассматривать этот продукт как отход,
то он относится к III классу опасности и подлежит утилизации.

Но он является
технологическим сырьем и ключом к повышению эффективности отрасли. Исходя из
сказанного актуальны вопросы изучения существующих стандартных и инновационных
методов утилизации помета.

Актуальность темы исследования определяется тем, что увеличение
деятельность птицефабрик привело к осложнению экологической обстановки в
России. Известно, что птичий помет является источником развитием патогенной
микрофлоры и представляет опасность для человека и окружающей среды. Помет
является сильным источником загрязнения окружающей среды (почва, грунтовые
воды, флора и фауна) и воздействует отрицательно на здоровье и генофонд
населения. Поэтому его обычный выброс, захоронения, использования без переработки
невозможно.

Помет на всех птицефабриках складируется в пометохранилищах и лежит там
годами не утилизируясь. Любое птицеводческое предприятие прежде всего является
производством помета, а яйцо и мясные продукты – лишь следствия этого
производства.

При оценке всех отечественных птицефабрик, около 30% из них не имеют
системных очистки пометных стоков. С учетом реализации национального проекта по
развитию птицеводства количества пометных стоков, подлежащих переработки
утилизации, должно увеличиваться в 1,5 раза.

Наибольший уровень экологических нагрузок от помета испытывают поля.
Площадь полей, загрязненных пометными массами превышает 2,4 миллиона гектара,
из которых 20% является сильно загрязненными, 54% умеренно загрязненными, 26% —
слабо загрязненных.

Одним из эффективных, энергетически экономичных и экологически чистых
переработки помета является биотехнологические методы, а именно – переработка
помета эффективными микроорганизмами.

Птичий помет так же может являться одним из лучших органических удобрений,
содержащим все основные питательные вещества, необходимые растению.

Несмотря на широкое распространение установок для сжигания различных
вида твердого топлива, в настоящее время не производятся установки для помета.
Это обусловлено тем, что помет с подстилкой обладает специфическими
теплотехническими свойствами, мало изученными с точки зрения возможности его
использования для сжигания.

По технико-экономическим показателям и отлаженной конструкции, одной из
наиболее близких для целей исследования, является установка производства ООО
«НПП Белкотломаш» мощностью до 2,0 МВт, предназначенные для сжигания древесины
и торфа. При производственной проверке установлено, что при сжигании
подстилочного помета на этой установке возникают систематические отказы из-за образования
шлаков на колосниковой решетке и, кроме того, имеет место значительная
амплитуда колебаний производимой тепловой энергии, затрудняющая подключение
установки в теплосеть 5 птицефабрики.

В связи с этим, возникает необходимость проведения исследований по
совершенствованию технологии и созданию установки для утилизации подстилочного
помета с получением тепловой энергии

Исходя из вышеизложенного, целью работы явилось исследовать особенностей
обращения с отходами помета бройлерного производства мощностью 4 тысячи
бройлеров.

Объект исследования — птичий помет на птицеводстве.

Предмет исследования — изучение утилизации и методов переработки
птичьего помета.

Для выполнения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

— изучить проблемы хранения и утилизации птичьего помета на основе
анализа химического состава птичьего помета и его влияния на окружающую среду;

— исследовать нормативно-правовое регулирование вопросов обращения с
отходами помета птиц;

— рассмотреть инновационные способы переработки биоотходов птицеводства;

— дать эколого-географическую характеристику региона исследований;

— представить краткую характеристику хозяйства, производственной
мощностью 4 тысячи бройлеров;

— оценить особенности организации утилизации птичьего помета хозяйства,
производственной мощностью 4 тысячи бройлеров;

— разработать предложения по совершенствованию технологий обращения с
отходами помета бройлерного производства мощностью 4 тысячи бройлеров.

Цель и задачи исследования определили структуру работы, которая представлена
введением, двумя главами, заключением и списком использованных источников.

Заключение:

Подводя итоги
исследования можно сделать следующие основные выводы.

При перевозке всех
видов помета должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие охрану окружающей
среды от загрязнения: мест погрузки, на всем пути транспортирования, в зонах
выгрузки и хранения;

Птичий помет
оказывает существенное влияние на окружающую среду, без предварительной
обработки;

После процесса
компостирования концентрация помета уменьшается в 2,5 раза;

Кроме азота,
фосфора и калия, в помете содержится также ряд микроэлементов: кальций – 0,5%,
магний – 0,2%, медь – 0,008%, марганец – 0,004%, цинк – 0,0026%, кобальт –
0,08%, сера – 0,14%, бор – 0,0045%;

В результате
неблагоприятных условий хранения, из помета теряется такой важный элемент,
который определяет его удобрительную ценность, как азот;

Компостирование
самый известный и распространенный способ переработки птичьего помета;

Транспортирование
помета может осуществляться любым видом транспорта (закрытые автомашины,
тракторные самосвальные прицепы, крытые вагоны, трюмы судов) с учетом правил
перевозок, действующих для каждого вида транспорта.

На основании
проведенного анализа можно сформулировать следующие предложения:

Для улучшения
аэрации массы и нормализации ее влажности в свежий помет добавлять органические
компоненты, например торф, солому, опилки, ботву растений и другие;

Осуществлять
контроль при выполнении всех технологических операций при переработке птичьего
помета;

Расширить площадь
земель для выращивания агрокультур, во избежание избытка удобрений.

Анализ способов
переработки помета птицефабрик показал, что одним из перспективных путей
снижения загрязнения окружающей среды отходами птицефабрик является термическая
утилизация помета с подстилкой, позволяющая его обеззараживать и получать
тепловую энергию, в связи с чем целесообразно разработать технологию,
учитывающую его физикомеханические и теплотехнические характеристики, а также
усовершенствовать установку, обеспечивающую увеличение продолжительности
безотказной работы и снижение амплитуды колебаний теплоты, подаваемой в
теплосеть птицефабрики.

В результате
определения теплотехнических характеристик помета с подстилкой и закономерностей
его термического разложения, характеризующихся тем, что при температуре выше
400-450°С наблюдается всплеск интенсивности горения летучих составляющих с
резким возрастанием температуры, установлено, что для предотвращения
расплавления компонентов помета, образования шлака и забивания золой
теплообменников, целесообразно разделить область горения на отдельные зоны:
сушки и испарение влаги (до 150°С), возгонки летучих веществ (от 150 до 400°С),
горения углерода (до 450°С), горения горючих газов (600-900°С), догорания
продуктов газификации (до 950°С) с возможностью управления подачей помета,
воздуха и рециркуляции дымовых газов для регулирования температурных режимов.

Разработана система
аналитических зависимостей для определения: соответствия цикличности дозатора
питателя и колосников при перемещении помета с подстилкой по зонам, с учетом
изменения его массы по мере сушки и горения, обеспечивающих равномерность
теплового потока; расхода воздуха, необходимого для горения подстилочного
помета и доли дымовых газов в газовой смеси с воздухом для регулирования
температуры в зоне возможного плавления компонентов помета; уравнения теплового
баланса и КПД установки.

На основе
предложенных аналитических зависимостей разработан, изготовлен, исследован и
прошел производственную проверку, усовершенствованный образец промышленной
установки для термической утилизации помета с подстилкой, включающий питатель с
дозатором, топку с наклонно-переталкивающей колосниковой решеткой для
равномерного перемещения помета и вентиляторов позоновой подачи воздуха и
дымовых газов, системно обеспечивающих регулирование температуры в зонах
горения. Производительность при утилизации помета с подстилкой — до 1,0 т/час
при рабочей влажности подстилочного помета до 65%, номинальная теплопроизводительность
установки — 2 МВт. Выбросы газов и золы соответствуют нормативным значениям и
не представляют экологической опасности.

В результате
экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях
установлено, что усовершенствованная технология и установка для утилизации
помета с подстилкой предотвращают образование шлака, забивание золой
теплообменников и неравномерность горения, что приводит к снижению амплитуды
колебаний тепловой мощности с 60 до 20% и увеличению межсервисного периода
работы установки с 1 до 45 дней.

Расчет
экономической эффективности показывает, что при утилизации 12000 тонн помета с
подстилкой в год количество произведенной тепловой энергии составляет 22300
Гкал/год, что обеспечивает потребность в отоплении птичников. При этом плановая
годовая экономия затрат на отопление птицефабрики составляет 55 595 000 руб. в
год.

Срок окупаемости
внедряемой установки составляет 0,9 лет.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретические аспекты исследования вопросов обращения с отходами
помета бройлерного производства

1.1 Химический состав птичьего помета и его влияние на
окружающую среду: проблемы хранения и утилизации Поголовье в секторе
животноводства АПК увеличивается с каждым годом, поэтому проблема утилизации и
переработки отходов не теряет актуальности, а наоборот выходит на первое место.
В естественных условиях навоз разлагается на гумус, воду, углекислый газ, азот,
метан и аммиак. Газ выделяется в атмосферу, а часть воды под действием
гравитации уходит в почву вместе с гельминтами и возбудителями заболеваний. В
настоящее время бесподстилочный навоз и помет представляют гораздо большую
опасность для экологии, чем коммунально-бытовые отходы.

Современная
утилизация животноводческих отходов выполняется с учетом медико-санитарных и
ветеринарных правил. Это связано с тем, что в свежем навозе длительное время
могут сохраняться жизнеспособные патогенные микробы, яйца и личинки гельминтов.
На животноводческих фермах и комплексах актуальна не только проблема
переработки и утилизации навоза, но и правильное, своевременное и эффективное
удаление навоза из помещений. В зависимости от способов содержания и видов
навоза применяются различные методы и средства уборки и транспортирования
навоза [1,2,3,4,5].

Наибольший вопрос с
экологической точки зрения относится к уборке и транспортировке жидких навозных
масс [6,7,8].

Птицеводческая
отрасль является наиболее развивающейся в секторе животноводства АПК. По данным
федеральной службы статистики в РФ функционирует свыше 700 птицеводческих
хозяйств, поголовье которых составляет 500 миллионов птиц – это значит, что
миллионы тонн птичьих отходов нуждаются в переработке.

На каждый
произведенный птицефабриками килограмм куриного мяса приходится три килограмма
помёта. Согласно Федерального классификационного каталога отходов (ФККО) свежий
птичий помет, будь то куриный, утиный, гусиный, индюшачий и прочих птиц,
однозначно классифицируется III классом опасности. Накопление большого
количества птичьего помета является значимым экологическим фактором воздействия
на окружающую среду.

Птичий помет –
продукт выделения птиц, серо-зеленый комковатый коллоидный субстрат, в частицах
помета содержится от 30 до 80% органического вещества.

Помет является
источником ядовитых газов – аммиака, сероводорода, метана, окиси углерода,
загрязняющих атмосферу и неблагоприятно влияющих на состояние озонового слоя. В
свежем помете, как правило, в значительном количестве содержатся семена сорных
растений, яйца гельминтов, он является благоприятной средой для развития
патогенных микроорганизмов.

По данным Всемирной
организации здравоохранения более 100 видов различных возбудителей болезней
животных и человека могут успешно развиваться в этой среде. В помете также
содержатся медикаменты, используемые для дезинфекции птичников. Внесение в
почву помета без предварительного карантирования и переработки не разрешается.

Известно, что при
попадании в почву свежего помета возбудитель сальмонеллеза сохраняет
жизнеспособность до 5 мес., туберкулеза-17 мес. Почва при внесении такого
помета в значительной степени обсеменяется микрофлорой, что создает
экологическую и санитарную опасность.

По федеральному
классификационному каталогу отходов (ФККО) свежий куриный помет относится к
3-му классу опасности, а перепревший уже относится к 4 классу опасности и
является ценным органическим удобрением, содержащим все необходимые питательные
вещества для роста и развития растений.

В помете
содержится: азот (N) – 1,6%, фосфор (P) – 1,5%, калий (K) – 0,8%, кальций (Ca)
– 2,4%, магний (Mg) – 0,7%, сера (S) – 0,4%, а также микроэлементы: медь,
марганец, кобальт, цинк, бор, все незаменимые аминокислоты, регуляторы роста –
ауксины, многие витамины (каротин, В 12, никотиновая кислота, витамин К,
витамин Е и др.) (2). Азота и фосфора в помете в несколько раз больше, чем в
навозе КРС и свиней.

Свойства помета,
являющегося дисперсной средой, можно разделить на две категории:
физико-механическую и химическую. Первая характеризует структуру и фазовое
состояние, а вторая — количественное содержание в помете азота, фосфора, калия,
воды, органического вещества, золы и др.

В практике
промышленного птицеводства для общей качественной оценки помета используют, в
основном, такие показатели как относительная влажность и насыпная масса. Их
значения предопределяют фазовые состояния помета (жидкое, вязкое, сыпучее).
Качество помета как сырья для получения концентрированных органических
удобрений характеризуется содержанием химических элементов в нем.

При разработках
проектов строительства или реконструкции птицефабрик необходимо располагать
объективными данными о поступлении помета сельскохозяйственной птицы с учетом
ее вида и возраста.

В течение периода
выращивания птицы количество поступления помета изменяется, поэтому при
расчетах транспортных средств, затрат труда, материально-технических ресурсов,
связанных с его доставкой в зону хранения или переработки эти изменения должны
учитываться. Иначе это приведет к серьезным ошибкам при выборе технических
средств, определении эксплуатационных затрат и капитальных вложений на
строительство механизированных площадок для промышленной переработки помета. В
конечном итоге от этого снижается качество проектов, необоснованно
увеличиваются материальные затраты на утилизацию помета.

В связи с этим,
сотрудниками ВНИТИП были проведены специальные исследования, которые включали
определение основных физико-механических характеристик помета и его количественное
поступление от птицы с учетом ее вида и возраста.

При клеточном
содержании птицы с учетом комплекса технологических факторов в установившемся
производственном процессе функционирования птицефабрик поступление помета от
кур-несушек взрослого стада составляет 150–160 
граммов в сутки при влажности 71–73 
%.

Содержание в помете
азота, фосфора и калия соответственно составляет 1,31–1,52  %; 0,55–0,68 
%; 0,48–0,59  %. Насыпная масса
помета находится в пределах 605–750 
кг/м3.

Общая величина
пометной массы с подстилкой, поступающей от птичника (при напольном содержании
птицы), зависит от продолжительности содержания и вида птицы. Так, например, за
цикл выращивания 1000 голов бройлеров поступает 5 тонн помета с подстилкой.

Влажность помета
также зависит от возраста птицы. Это обусловлено в большей степени тем, что в
начальный период выращивания молодняка в птичниках поддерживают температуру
28-32°С. Вследствие этого происходит снижение влажности помета за счет
конвективного теплообмена между капиллярами частиц помета и воздушной средой в
птицеводческом помещении.

В результате
обследования многих птицефабрик в различных регионах страны было установлено,
что низкое качество выполнения технологических операций по удалению помета из
птицеводческих помещений является одной из главных причин повышения его
влажности, которая обуславливается:

— нерегулярностью
удаления помета из клеточных батарей, что приводит к накапливанию его на
пометных настилах, и для обеспечения нормальной работы скребковых транспортеров
операторы вынуждены смачивать помет водой;

— нарушением правил
эксплуатации пометоуборщиков, которые включаются в работу не в определенной
последовательности, что приводит к поломкам узлов и механизмов, а для избегания
поломок в помет добавляется вода;
— отсутствием средств погрузки помета из заглубленных накопителей, что приводит
к необходимости добавления воды, для того чтобы довести массу до жидкой
консистенции и затем откачать ее, используя вакуумные агрегаты или центробежные
насосы. Попадание воды в помет увеличивает объем транспортных перевозок.

Помет содержит
большое количество органических веществ и является благоприятной средой для
развития различных видов микробов. В условиях естественной аэрации и при
соответствующей влажности и температуре внешней среды, содержание
микроорганизмов в помете может доходить до колоссальных размеров. Например, в 1
грамме помета содержится иногда более 1 млрд аммонифицирующих бактерий. Помимо
окислительных, в помете имеются термофильные, нитрифицирующие, денитрифицирующие
бактерии, возбудители различных брожений (целлюлозные, пектиновые,
маслянокислые, молочнокислые и др.), плесневые грибы, актиномицеты, дрожжи.

Общеизвестно, что
птичий помет — ценнейшее концентрированное органическое сырье, так как в нем
содержатся все необходимые для питания растений элементы, причем в
благоприятном сочетании. Но в чистом виде его в земледелии использовать не
рекомендуется.

Однако, как
показывает практика, свежий помет все же используют на полях, но в самых
крайних случаях, когда от него нужно избавиться, как от нежелательного и
экологически опасного отхода птицефабрик. Уже установилась система его
накапливания и хранения (выдерживания) на возвышенных участках в буртах и
кучах, но ни в коем случае не в заглубленных бетонированных хранилищах, так как
в них постоянно, особенно весной и осенью скапливаются атмосферные осадки,
поверхностные воды, которые многократно увеличивают влажность пометной массы,
что приводит к усложнению проблемы ее утилизации.