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).