БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006

Частина ІІ. Спеціальні біотехнології

Розділ 22. БІОТЕХНОЛОГІЇ УТИЛІЗАЦІЇ І БІОКОНВЕРСІЇ ВІДХОДІВ АГРОПРОМИСЛОВОГО КОМПЛЕКСУ

22.3.НЕТРАДИЦІЙНІ МЕТОДИ. БІОТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ БІОГАЗУ ШЛЯХОМ АНАЕРОБНОГО ЗБРОДЖУВАННЯ ВІДХОДІВ

22.3.4.Фракції, що утворюються в процесі біометаногенезу

22.3.4.2.Шлам, його склад та використання

Тверда фракція гною або шлам, який утворюється в процесі одержання біогазу, містить значну кількість поживних речовин і може використовуватись як цінне знешкоджене органічне добриво або кормові добавки. Він не має специфічного запаху.

Анаеробна ферментація гнойової біомаси супроводжується зменшенням у шламі майже на 50 % сухої органічної речовини порівняно з вихідним гноєм за рахунок включення 10-15 % вуглецю субстрату в мікробну масу, а також у такі компоненти біогазу, як метан і діоксид вуглецю.

Склад шламу залежить від хімічного складу вихідної сировини, а також параметрів процесу біометаногенезу. До органічної частини шламу входять речовини трьох видів:

1) речовини, які є у вихідній сировині й захищені від дії мікроорганізмів лігніном і кутіном;

2) нові бактеріальні клітини;

3) невелика кількість летких жирних кислот.

Шлам є цінним органічним, азотним і мінеральним добривом, в якому поживні речовини знаходяться в більш доступній формі. При анаеробному зброджуванні зберігаються необхідні для рослин біогенні елементи (N, P, K), натомість при компостуванні їх втрати складають до 40 %.

Головна перевага анаеробного зброджування над аеробним полягає у збереженні в органічній або амонійній формі майже всього азоту, який містився у вихідній гнойовій біомасі. Так, з 37 кг азоту, який містився у гноєві, після його аеробної обробки у ґрунт повертається тільки 12-15 кг, а після анаеробної ферментації у ґрунт повертається 36 кг (Алексєєв В.В., Лямін М.Я, 1985). Співвідношення органічного та аміачного азоту в шламі залежить від їх співвідношення у біомасі, яка зброджується. Щоб звести до мінімуму втрати аміачного азоту, шлам зберігають у глибоких ямах або резервуарах з мінімальною площею поверхні, з якої звітрюється аміак. Найкраще азот зберігається, коли шлам вносять у ґрунт за декілька днів до посіву або культивації. Якщо шлам розкидається по поверхні ґрунту і при цьому тривалий час не випадають опади, майже весь аміачний азот звітрюється.

В багатьох випадках його висушують, що дає змогу транспортувати шлам на значну відстань.

Шлам використовується як білкова і вітамінна (вітамін В₁₂) кормова добавка. Цей спосіб широко розповсюджений у США не тільки для забезпечення потреб власних господарств, але й для комерційного продажу. Так, в США існує компанія «Термотенікс», яка виробляє зі шламу кормові добавки з умістом протеїну до 12 %, а в перспективі - від 26 до 28 %.

На комплексі з відгодівлі 10 тис. голів молодняку великої рогатої худоби компанії Kaplan Industries у Флориді США при переробці відходів у біогаз методом анаеробного зброджування як побічний продукт одержують кормовий білок, що за поживною цінністю перевершує муку з насіння бавовника, яка широко використовується як кормова добавка.

Аналіз шламу на наявність патогенної мікрофлори свідчить, що кишкові мікроорганізми гинуть при температурі

зброджування 37 ^оС (тобто при мезофільному режимі). Вірогідність зараження сільськогосподарських культур патогенними мікроорганізмами може бути зведена нанівець пастеризацією шламу.

Крім цього, шлам може використовуватися як субстрат для черв’яків без попередньої підготовки (ферментації).