Як у біогазових установках добриво виробляють

В Україні здійснено перші спроби застосування в якості добрив дигестату, який утворюється в процесі роботи біогазових установок.

Останніми роками в нашій країні одна за одною відкриваються біогазові установки. Поштовхом до їх відкриття став «зелений тариф» — можливість продавати за високими цінами в мережу електроенергії, виробленої з відновлюваних джерел (сонячного випромінювання, вітру, біомаси, тощо). Зазвичай біогазові установки відкривають при цукрозаводах або птахофабриках, використовуючи як сировину для виробництва біогазу відповідно жом і послід.

В таких біогазових установках під час реакції утворюється біогаз і дигестат. Причому вихід останнього не набагато менший за вагу біомаси, яка подається в біогазові установку. Так, з 1 т силосу кукурудзи утворюється 780 кг дигестату, 1 т курячого посліду — 890 кг, 1 т жому — 910 кг, гною ВРХ — 920 кг, а гноївки свиней — 990 кг. На кожний мегават потужності біогазової установки за рік утворюється 40–50 тис. т такого дигестату. Відповідно, на всіх біогазових установках України — приблизно 2 млн т на рік.

При цьому дигестат містить макро- і низку мікроелементів (магній, сірку, цинк, марганець, мідь, кобальт). Наприклад, 1 т дигестату з курячого посліду містить 15 кг азоту, 6,6 кг фосфору і 5,4 кг калію (це найвища серед усіх видів сировини концентрація макроелементів). Частка азоту, що знаходиться в доступній для рослин формі, вища, ніж в інших добривах. Більше того, дигестат містить від 1 до 3% органічного вуглецю, в т. ч. у складі гумінових кислот, які відіграють важливу роль у відновленні гумусу в ґрунті. Зокрема, в рідкій фракції дигестату міститься 0,21% гумінових кислот і 0,07% фульвокислот, а в твердій — відповідно 1,87 і 0,94%. Крім того, співвідношення між вуглецем і азотом у дигестаті становить від 20:1 до 30:1, що є оптимальним для ґрунту. Мало того — в дигестаті є ще й активні бактерії, що сприяють розпаду органіки в ґрунті. Чим не добриво?

І справді, у країнах, де накопичено значний досвід роботи біогазових установок, активно розробляються технології виробництва з дигестату органічних добрив. Спочатку дигестат розділяють на тверду і рідку фракції. Далі технології виробництва добрив різні. Наприклад, з рідкої фракції вилучають аміак, виготовляючи аміачну воду або сульфат амонію. Або ж після фільтрації осаджують речовину струвіт, що містить магній, з якої потім виробляють магнієво-амонійно-фосфатне добриво. Рідку фракцію можуть випаровувати або фільтрувати, щоб отримувати концентрат, який робить вигідним транспортування добрива на відстань понад 40–50 км. На практиці завдяки випаровуванню транспортні витрати можуть знижуватися на 70%. З рідкої фракції можна також виготовляти концентроване гранульоване органічне добриво пролонгованої дії. З твердої фракції теж виготовляють гранульоване добриво. До речі, рН таких добрив має оптимальні для ґрунту показники — від 6,8 до 7,5.

Перші досліди використання дигестату як добрива показали те, що воно дає ефект і цей ефект навіть вищий, ніж у більш традиційних аналогів. Наприклад, в Англії дигестат (щоправда, з харчових відходів) забезпечив зростання врожайності озимих зернових на 10% у середньому за 3 роки, тоді як зелений компост — на 7%, змішаний компост (із зеленої маси і харчових відходів) — на 8%, гноївка — на 9% і гній з соломою — на 10%. В іншому досліді внесення 30 м³/га дигестату, кожна тонна якого містила 3,6 кг азоту, 1,7 кг Р₂О₅ і 4,4 кг К₂О, дало змогу заощадити 108,6 євро/га на міндобривах.

А нещодавно дигестат спробували використовувати як добриво і в Україні. Першою це зробила компанія «МХП», яка володіє двома потужними біогазовими установками — на Дніпропетровщині та на Вінничині. Як розповів президент компанії «МХП Енерджі» Олександр Домбровський, основна сировина обох біогазових установок — курячий послід. На Дніпропетровщині до нього додають невеликі обсяги силосу сорго, в Ладижині — соломи і гною ВРХ.

В біогазових установках компанії відбувається анаеробне зброджування протягом 30–40 днів за мезофільною технологією, тобто за температури 40–45°С. Мезофільний температурний режим використовує більшість біогазових установок як в Україні, так і в світі. Він не дає змоги так стерилізувати дигестат, як термофільний. Відповідно, це викликає стурбованість сільгоспвиробників можливістю потрапляння патогенних бактерій, що містяться в гною, у грунт. Зате склад дигестату в цьому випадку більш стабільний, що важливо для сільгоспвиробників. Адже нестабільність складу дигестату, що є однією з основних проблем у використанні відходів біогазового виробництва як добрива, змушує проводити аналізи кожної партії дигестату і щоразу коригувати не тільки норми його внесення на поля, а й усю програму живлення. Тож високотемпературний режим застосовується лише на біогазових установках при очисних станціях, де необхідна більш ретельна стерилізація дигестату. Натомість, як розповів Олександр Домбровський, аналізи дигестату з біогазових установок компанії «МХП Енерджі», проведені в одній з найсучасніших і найпотужніших лабораторій Німеччини, показали відсутність патогенної мікрофлори. Так само втрачає свою схожість під час ферментації в біогазовій установці і насіння бур’янів, що міститься в гною та посліді. «Щоб гарантувати відсутність патогенної мікрофлори в дигестаті, ми зараз працюємо над інтеграцією в нашу мезофільну технологію елементів термічної обробки на певних етапах», — додав О. Домбровський. Крім того, за його словами, патогени можуть потрапляти в дигестат, якщо неподалік (у кількох сотнях метрів) складують неферментований послід або гній.

Отриманий на біогазових установках «МХП» дигестат мав наступний склад:

Рідка фракція:

рН — 7,7–9,1. В 1 кубометрі загальних: азоту — 6,6 кг, фосфору — 1,9 кг, калію — 6,2 кг. Марганцю — 21 мг/кг, цинку — 8,2 мг/кг, міді — 14,1 мг/кг, кобальту — 7,2 мг/кг, сірки в рідині — 0,27%.

Тверда фракція:

рН — 7,7–9,3. Загальних: азоту — 6,8 кг/т, фосфору — 3,1 кг/т, калію — 2.7 кг/т.

Марганцю — 47,65 мг/кг, цинку — 12,5 мг/кг, міді — 34,5 мг/кг, кобальту — 18,1 мг/кг, сірки в рідині — 1,56%.

Зберігають дигестат до півроку.

На Дніпропетровщині дигестат використовувався як добриво для сорго на силос, котре росло на власних полях компанії в радіусі 5–6 км від біогазової установки. В результаті на малородючих промивних пісках досягнуто приросту врожайності в 15–30%.

На Вінничині експеримент поставили на полях озимої пшениці у фермера в с. Василівка поблизу Ладижина, неподалік біогазового заводу. Ґрунт на даній ділянці був закислений і малогумусний (усього 1,5%). Випробовували два варіанти внесення дигестату — в серпні (бочками для внесення рідких добрив) і в березні (через шланго-барабанні поливні машини). На першій ділянці в лютому пшениця була густіша і в цілому краща, ніж на контролі. На другій через певний час теж було помітно, що пшениця зеленіша, ніж на сусідніх ділянках, де застосовувалася традиційна схема живлення міндобривами.

Звичайно, це ще тільки перші результати. Але й вони показують перспективність використання дигестату як органічного добрива. Однак у випадку, якщо передбачається сертифікація продукції або не лише внесення дигестату на власні поля, але й продаж стороннім сільгосппідприємствам, серйозною перешкодою постають труднощі з сертифікацією дигестату як добрива. По-перше, для цього необхідні випробування протягом двох сезонів. По-друге, нестабільність складу дигестату вимагає сертифікації кожної партії, на що не погодиться жоден виробник. Тому ці проблеми потребують вирішення.

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