Переробка органічних відходів аграрного виробництва Одеської області

Вступ. Накопичення органічних відходів у сільському господарстві складає значну проблему для аграрних підприємств і має негативну дію на навколишнє середовище. Практика спалення пожнивних  залишків рослинної біомаси перед новим засівом забруднює атмосферне повітря шкідливими речовинами. Дослідження дистанційного виявлення горіння біомаси в областях, не зайнятих лісовими масивами, а також аналіз моделей хімічного переносу і баз даних по викидах від пожеж показують, що концентрації чорного вуглецю, що утворюються в ході спалювання стерні, найбільш високі, у тому числі, і на території нашої держави [1]. Органічні відходи тваринного походження складаються з гною великої рогатої худоби, свиней, овець та кіз, відходів птахівництва. За даними моніторингового аналізу, тільки у галузі свинарства загальний річний вихід екскрементів по країні, станом на 2012 рік, перевищує 16 млн. т, а з урахуванням підстилкових матеріалів і води в гідравлічних системах видалення, обсяги утворюваного гною сягають 20 млн. т на рік. Традиційне зберігання гною на відкритих майданчиках створює негативний вплив на навколишнє середовище, забруднює водойми, та є джерелом значного вивільнення парникових газів: вуглекислого газу (СО2), метану (CH4), оксиду діазоту (N2O) – та шкідливих газів: аміаку (NH3), інших оксидів азоту, сірководню (H2S) тощо [2].

Виробництво сільськогосподарчої продукції е достатньо енергоємним, а процеси модернізації підприємств потребують значних капіталовкладень, що не завжди можливо в умовах економічної кризи в країні. Енергетична залежність від традиційного палива потребує пошуку нових рішень в забезпеченні альтернативними джерелами енергії.
Метою даної роботи є аналіз кількості сільськогосподарських відходів рослинного та тваринного походження, що утворюються на підприємствах Одеської області, оцінка можливості використання таких відходів для виробництва біогазу на підприємствах сільського господарства.
Об’єкт та вихідні матеріали дослідження. Одеська область складається з 26 адміністративних районів та займає площу 33.31 тис. км². На території області, за офіційними статистичними даними 2010 р., знаходяться 6901 діючих сільськогосподарських підприємств, площа сільськогосподарських угідь у користуванні підприємств та населення становить 2217,6 тис. га. Виробництво сільськогосподарської продукції в Одеській області займає значне місце в загальному виробництві: валовий продукт сільськогосподарських підприємств станом на 2010 р. становить 2007,6 млн. грн., що посідає 7 місце у загальному рейтингу регіонів України [3].
Для кількісної оцінки утворення органічних відходів рослинного та тваринного походження в районах Одеської області було проаналізовано офіційні статистичні дані з площ збирання та валового збору основних відходоутворюючих культур, кількості поголів’я великої рогатої худоби, свиней, овець та кіз, поголів’я птиці в сільськогосподарських підприємствах по видах, включаючи молодняк, за період 2006-2010 рр. в 26 районах Одеської області.
Методи дослідження. В дослідженні застосовувалися статистичні методи аналізу, методика розрахунку показників створення абсолютно сухої біомаси сільськогосподарських культур [4], кількісні критерії оцінки утворення біогазу з сировини рослинного та тваринного походження.
Результати  дослідження та їх аналіз. Аналіз статистичних даних за видами та кількістю сільськогосподарчих культур, урожай яких збирається в районах Одеської області, дозволив виділити шість основних культур, за якими проводилися подальші розрахунки: пшениця, ячмінь, овес, кукурудза, соняшник, картопля. Критеріями вибору слугували як найвищі показники валового збору культур, так і наявність відповідних коефіцієнтів для розрахунку кількості абсолютно сухої біомаси згідно методики [4], аналізу підлягали дані за період з 2006 по 2010 рік по всіх 26 районах Одеської області. Слід відмітити, що кількість утворення рослинних відходів нерівномірна, залежить від щорічних показників врожайності, та за досліджуваний п’ятирічний період склала від 3954 до 7926 тис. т.
Рослинна біомаса, на відміну від традиційних енергетичних ресурсів, є відновлюваним та територіально поширеним джерелом альтернативної енергії в Одеській області, перспектива її використання у якості сировини для видобутку біогазу є доцільною, відповідає сучасним вимогам до економії викопних енергоресурсів та пошуку альтернативних джерел енергії. Переробка рослинних залишків у біогазових установках значно підвищить ефективність сільського господарювання, оскільки надасть можливість впровадити безвідходні технології з отриманням не тільки енергії у вигляді біогазу з високим вмістом метану, але й високоцінного органічного добрива. Враховуючи актуальність проблеми утилізації залишків рослинної біомаси і в контексті поставлених питань, нами проведені розрахунки щодо кількісних характеристик потенціального утворення біогазу з рослинної сировини та отримані сумарні показники утворення біогазу з залишків рослинної біомаси основних сільськогосподарських культур по всіх районах Одеської області: у 2006 р. потенціал біогазу склав 1885 млн. м3, 2007 р. – 1120, 2008 р. – 2249, 2009 р. – 1725, 2010 р. – 2117 млн. м3 відповідно. Співвідношення утворення відходів рослинництва та потенційний видобуток біогазу представлені на рис. 1.

Рис. 1. Кількісна характеристика утворення рослинних відходів та прогнозовані об’єми біогазу

Для отримання показників утворення відходів тваринництва в районах Одеської області аналізувалися статистичні дані по кількості поголів’я великої рогатої худоби, свиней, овець та кіз, а також поголів’я різних видів птиці у сільських господарствах за п’ятирічний період. Сумарний розрахунковий вихід відходів тваринного походження по всіх районах Одеської області становить: у 2006 р. – 5894, 2007 р. – 4544, 2008 р. – 4148, 2009 р. – 4636, 2010 р. – 4684 тис. т відповідно. Переважну кількість відходів у загальній долі складають відходи великої рогатої худоби: від 2004,4 до 2824 тис. т, та відходи свиней: від 1699,3 до 2694 тис. т за період з 2006 по 2010 роки.
Відходи тваринництва у господарствах Одеської області є високоенергетичною сировиною, при використанні якої у процесах анаеробного зброджування можливо отримати значні об’єми біогазу. Автор [2] доводить, що біоенергетична складова анаеробного зброджування гною свиней – біогаз, має вміст метану в межах 55-72 % з теплотою згорання 20-22 МДж/м3. Слід відмітити, що в процесі біологічної обробки сировини тваринного походження у біогазових установках створюються сприятливі умови для її знезараження, тому наприкінці циклу зброджування залишок біомаси перетворюється у високоякісний кінцевий продукт – органічні добрива з високою поживною цінністю. Для отримання кількісних показників потенціально можливих об’ємів видобутку біогазу з сировини тваринного походження в районах Одеської області нами було проведено розрахунки, отримані результати по співвідношенню відходів тваринництва та потенціальних об’ємів біогазу представлені на рис. 2.


Рис. 2. Кількісна характеристика утворення відходів тваринництва та прогнозовані об’єми біогазу

Висновки. Враховуючи великі об’єми створення відходів рослинного та тваринного походження, переробка органічних відходів може стати невичерпним джерелом ресурсів для біоенергетики в сільськогосподарських підприємствах районів Одеської області. В залежності від пропорційності комбінування рослинної та тваринної сировини можливо отримати підвищену концентрацію біогазу у кінцевому циклі [5], а також високоцінне органічне добриво. В умовах енергетичної залежності від традиційних джерел енергії та енергозатратним виробництвом сільськогосподарської продукції, переробка органічних відходів аграрного виробництва методом анаеробного зброджування дозволить отримати безвідходне виробництво, відійти від застарілих методів поводження з органічними відходами сільськогосподарських підприємств, забезпечити часткову або повну енергетичну незалежність від традиційних джерел енергії.
Список літератури
1. Ashley Pettus. Agricultural fires and Arctic climate change: a special CATF report. Clean Air Task Force.- 2009.- 33 с.
2. Шевченко І. А., Ляшенко О. О. Сучасні аспекти утилізації гною свиней. Всеукраїнський журнал «Прибуткове свинарство»,  2012. – №5 (11). – С. 36-40.
3. Сільське господарство України. Статистичний збірник за 2010 р. / за ред. Н.С. Власенко. Державна служба статистики України, 2011. – 384 с.
4. Каюмов М.К. Программирование продуктивности полевых культур: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Росагропромиздат, 1989. – 368 с.
5. Кучерук П.П., Матвєєв Ю.Б., Ходаківська Т.В., Грабовський М.Б. Перспективи виробництва біогазу з сумішей гнойових відходів тваринництва та рослинної сировини в Україні. Пром. теплотехніка, 2013, Т. 35, №1. – С. 107-113.

Переробка органічних відходів аграрного виробництва Одеської області [Електронний ресурс]  / [Біньковська Г.В., Шаніна Т.П.] // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/pererobka-organichnyh-vidhodiv-agrarnogo-vyrobnyctva-odeskoyi-oblasti

Оцінка: 
0
No votes yet