Спецвозможности
Агрохимия

Как в биогазовых установках удобрение производят

29.07.2020
412
Как в биогазовых установках удобрение производят фото, иллюстрация

В Украине предприняты первые попытки применения в качестве удобрений дигестата, который образуется в процессе работы биогазовых установок.

 

 

 

 

 

 

 

В последние годы в нашей стране одна за другой открываются биогазовые установки. Толчком к их открытию стал «зеленый тариф» - возможность продавать по высоким ценам в сеть электроэнергию, произведенную из возобновляемых источников (солнечного излучения, ветра, биомассы и т.д.). Обычно биогазовые установки открывают при сахзаводах или птицефабриках, используя в качестве сырья для производства биогаза в соответствии жом и помет.
 
В таких биогазовых установках при реакции образуется биогаз и дигестат. Причем выход последнего не намного меньше веса биомассы, подаваемой в биогазовые установки. Так, из 1 т силоса кукурузы образуется 780 кг дигестата, 1 т куриного помета - 890 кг, 1 т жома - 910 кг, навоза КРС - 920 кг, а навоза свиней - 990 кг. На каждый мегаватт мощности биогазовой установки за год образуется 40-50 тыс. т такого дигестата. Соответственно, на всех биогазовых установках Украины - примерно 2 млн т в год.

При этом дигестат содержит макро- и ряд микроэлементов (магний, серу, цинк, марганец, медь, кобальт). Например, 1 т дигестата из куриного помета содержит 15 кг азота, 6,6 кг фосфора и 5,4 кг калия (это самая высокая среди всех видов сырья концентрация макроэлементов). Доля азота, который находится в доступной для растений форме, выше, чем в других удобрениях. Более того, дигестат содержит от 1 до 3% органического углерода, в т. ч. в составе гуминовых кислот, которые играют важную роль в восстановлении гумуса в почве. В частности, в жидкой фракции дигестата содержится 0,21% гуминовых кислот и 0,07% фульвокислот, а в твердой - соответственно 1,87 и 0,94%. Кроме того, соотношение между углеродом и азотом в дигестате составляет от 20:1 до 30:1, что является оптимальным для почвы. Мало того - в дигестате есть еще и активные бактерии, способствующие распаду органики в почве. Чем не удобрение?

И в самом деле, в странах, где накоплен значительный опыт работы биогазовых установок, активно разрабатываются технологии производства из дигестата органических удобрений. Сначала дигестат разделяют на твердую и жидкую фракции. Далее технологии производства удобрений разные. Например, из жидкой фракции изымают аммиак, изготавливая аммиачную воду или сульфат аммония. Или после фильтрации осаждают вещество струвит, содержащее магний, из которой потом производят магниево-аммонийно-фосфатное удобрение. Жидкую фракцию могут испарять или фильтровать, чтобы получать концентрат, который делает выгодным транспортировку удобрения на расстояние более 40-50 км. На практике благодаря испарению транспортные расходы могут снижаться на 70%. Из жидкой фракции можно изготавливать концентрированное гранулированное органическое удобрение пролонгированного действия. Из твердой фракции тоже изготавливают гранулированное удобрение. Кстати, рН таких удобрений имеет оптимальные для почвы показатели - от 6,8 до 7,5.

Первые опыты использования дигестата как удобрения показали, что оно дает эффект и этот эффект даже выше, чем у более традиционных аналогов. Например, в Англии дигестат (правда, из пищевых отходов) обеспечил рост урожайности озимых зерновых на 10% в среднем за 3 года, тогда как зеленый компост - на 7%, смешанный компост (из зеленой массы и пищевых отходов) - на 8%, жидкий навоз - на 9% и навоз с соломой - на 10%. В другом опыте внесения 30 м3/га дигестату, каждая тонна которого содержала 3,6 кг азота, 1,7 кг Р2О5 и 4,4 кг К2О, позволило сэкономить 108,6 евро/га на минудобрениях.

А недавно дигестат попытались использовать как удобрение и в Украине. Первой это сделала компания «МХП», которая владеет двумя мощными биогазовыми установками - в Днепропетровской и Винницкой области. Как рассказал президент компании «МХП Энерджи» Александр Домбровский, основное сырье обоих биогазовых установок - куриный помет. На Днепропетровщине в него добавляют небольшие объемы силоса сорго, в Ладыжине - соломы и навоза КРС.

В биогазовых установках компании происходит анаэробное сбраживание в течение 30-40 дней по мезофильной технологии, то есть при температуре 40-45°С. Мезофильный температурный режим использует большинство биогазовых установок как в Украине, так и в мире. Он не позволяет так стерилизовать дигестат, как термофильный. Соответственно, это вызывает обеспокоенность сельхозпроизводителей возможностью попадания патогенных бактерий, содержащихся в навозе, в почву. Зато состав дигестата в этом случае более стабилен, что важно для сельхозпроизводителей. Ведь нестабильность состава дигестата, которая является одной из основных проблем в использовании отходов биогазового производства как удобрения, заставляет проводить анализы каждой партии дигестата и каждый раз корректировать не только нормы его внесения на поля, но и всю программу питания. Поэтому высокотемпературный режим применяется только на биогазовых установках при очистных станциях, где необходима более тщательная стерилизация дигестата. Зато, как рассказал Александр Домбровский, анализы дигестата из биогазовых установок компании «МХП Энерджи», проведенные в одной из самых современных и мощных лабораторий Германии, показали отсутствие патогенной микрофлоры. Так же теряет свою всхожесть во время ферментации в биогазовой установке и семена сорняков, содержащиеся в навозе и помете. «Чтобы гарантировать отсутствие патогенной микрофлоры в дигестате, мы сейчас работаем над интеграцией в нашу мезофильную технологию элементов термической обработки на определенных этапах», - добавил А. Домбровский. Кроме того, по его словам, патогены могут попадать в дигестат, если неподалеку (в нескольких сотнях метров) складируют неферментированый помет или навоз.
 
Полученный на биогазовых установках «МХП» дигестат имел следующий состав:
 
Жидкая фракция:
 
рН - 7,7-9,1. В 1 кубометре общих: азота - 6,6 кг, фосфора - 1,9 кг, калия - 6,2 кг. Марганца - 21 мг/кг, цинка - 8,2 мг/кг, меди - 14,1 мг/кг, кобальта - 7,2 мг/кг, серы в жидкости - 0,27%.
 
Твердая фракция:

рН — 7,7–9,3. Общих: азота - 6,8 кг/т, фосфора - 3,1 кг/т, калия - 2.7 кг/т.

Марганца - 47,65 мг/кг, цинка - 12,5 мг/кг, меди - 34,5 мг/кг, кобальта - 18,1 мг/кг, серы в жидкости - 1,56%.
 
Хранят дигестат до полугода.
 
На Днепропетровщине дигестат использовался как удобрение для сорго на силос, которое росло на собственных полях компании в радиусе 5-6 км от биогазовой установки. В результате на малоплодородных промывных песках достигнут прирост урожайности в 15–30%.

На Винничине эксперимент поставили на полях озимой пшеницы у фермера в с. Васильевка близ Ладыжина, неподалеку от биогазового завода. Почва на данном участке была закисленная и малогумусная (всего 1,5%). Испытывали два варианта внесения дигестата - в августе (бочками для внесения жидких удобрений) и в марте (через шланго-барабанные поливные машины). На первом участке в феврале пшеница была гуще и в целом лучше, чем на контроле. На втором через некоторое время тоже было заметно, что пшеница зеленее, чем на соседних участках, где применялась традиционная схема питания минеральными удобрениями.

Конечно, это еще только первые результаты. Но и они показывают перспективность использования дигестата как органического удобрения. Однако в случае, если предполагается сертификация продукции или не только внесение дигестата на собственные поля, но и продажа посторонним сельхозпредприятиям, серьезным препятствием стают трудности с сертификацией дигестата как удобрения. Во-первых, для этого необходимы испытания в течение двух сезонов. Во-вторых, нестабильность состава дигестата требует сертификации каждой партии, на что не согласится ни один производитель. Поэтому эти проблемы требуют решения.

 

Богдан Малиновский, b.malinovskiy@univest-media.com

Интервью
Максим Тарапата
Украина является лидером по экспорту растительного масла. Один из перспективных рынков для украинского масла – КНР, на котором интерес к подсолнечному маслу постоянно растет. Какие сложности ожидают украинских импортеров, рассказал Максим... Подробнее
Директор Інституту обліку і фінансів НААН України, академік НААН Валерій Жук
После почти 20-летнего перерыва агрофирмам снова приходится платить налоги на общих основаниях. Конечно, сельхозпроизводители не привыкли к такому. Вот и стонут сейчас сельские бухгалтеры, так как и отчетность значительно усложнилась, и... Подробнее

1
0