Отглеждане на животни

В условията на неумолимата вълна от мащабно, индустриално развитие, обхванало световния сектор на разводното стопанство, свиневъдството се отличава като основен отрасъл, от решаващо значение за осигуряване на хранителната сигурност и средствата за съществуване на хората. Въпреки това, този ключов отрасъл непрекъснато се сблъсква с две сериозни и двойни предизвикателства: от една страна – „бързо разширяване на капацитетите“, а от друга – „строг контрол на замърсяванията“. Този парадокс стои в сърцето на устойчивото развитие на земеделието: как да се удовлетворява растящата нужда от животински протеини, като при това се минимизира екологичният след, особено въздействието на отпадъчните продукти.

Случаят с модерните свинеферми в Южна Корея служи като ярка илюстрация на това глобално предизвикателство. Тези предприятия, много от които притежават десетилетия опит и експертиза в индустрията на размножаването, поемат пътя на непрекъснато разширяване, за да постигнат икономически мащаб и да подобрят пазарната си конкурентоспособност. Това разширяване, въпреки че е икономически изгодно, доведе до рязко увеличение на обема на генерираните тор и отпадъчни води. В резултат тези предприятия се сблъскват с тежки и сложни проблеми със замърсяването на водите, които застрашават местните екосистеми и спазването на все по-строгите екологични регламенти.

Отпадните води от тези интензивни свинеферми не са просто разредени боклуци; те представляват силно концентрирана, многокомпонентна смес от замърсители, което води до значителни предизвикателства при пречистването им. Основните показатели за качеството на водата често достигат тревожни нива. Химическата нужда от кислород (COD), която измерва количеството органични замърсители, може да достигне до 6000 mg/л, което сочи огромно количество окисляема органична материя. Едновременно с това концентрацията на амонячен азот (NH3-N) често надхвърля 1200 mg/л. Високите нива на амонячен азот са особено проблемни, тъй като са токсични за водната фауна и могат да доведат до еутрофикация в приемащите водни басейни. Освен тези химически параметри, отпадните води се характеризират с наличието на значителни количества окачени твърди частици, състоящи се предимно от недохранени частици храна и остатъци от свински изпражнения. Тази твърда фракция не само допринася за високия COD, но и затруднява процесите на пречистване. Освен това отпадният поток съдържа разнообразна и потенциално опасна група патогенни микроорганизми, включително бактерии, вируси и паразити, произлизащи от храносмилателните органи на животните. Тези патогени представляват сериозна заплаха за общественото и животинското здраве, ако не бъдат достатъчно инактивирани, и могат да замърсят водните ресурси и да разпространяват заболявания.

Традиционните методи за пречистване на отпадъчни води често се оказват недостатъчни, когато се има предвид толкова силно замърсена и сложна промишлена вода. Конвенционалните процеси с активен йлък могат да бъдат претоварени от високите натоварвания с органични вещества и азот, което води до повреди в системата и непостоянно качество на изпусканата вода. Замръзналите системи, въпреки че са разпространени, изискват големи площи земя и са податливи на течове, миризми и сезонни колебания в работата. Ограниченията на тези конвенционални подходи често означаваха, че фермите имат трудности да спазят изискванията за изпускане на отпадъчни води, като по този начин рискуват глоби, оперативни ограничения и противодействие от страна на общността. Предизвикателството не беше просто да се пречисти отпадъкът, а да се направи това надеждно, ефективно и икономически изгодно в рамките на фермерската дейност.

Точно в този предизвикателен контекст практическото прилагане и интегриране на напреднали технологии за пречистване на отпадъчни води, като системата за пречистване на отпадъчни води QDEVU, се оказа променящо. Приемането на такива насочени технологични решения е позволило на предприемчивите предприятия да преминат от защитна позиция на просто „изхвърляне на замърсители“ или третиране, базирано на спазване на изискванията, към амбициозен и стратегически модел на „комплексно използване на ресурсите от тор и канализационни отпадъци“.

И така, как се проявява този скок в практиката? Пътят започва с по-ефективно и по-силно първоначално разделяне на твърдия навоз от течната фракция. За извличане на значителна част от твърдия навозен остатък се използват напреднали уреди за разделяне на твърди вещества и течности, като винтови преси или центрофуги. Тази отделена твърда фракция вече не се разглежда като обикновен отпадък, а като ценен ресурс. Тя може ефективно да се компостира при контролирана аерация и температура, за да се получи висококачествен, стабилен и богат на хранителни вещества органичен тор. Този компост може да се фасова и продава, като по този начин се създава нов източник на приходи и се намалява нуждата от химически торове в околните земеделски земи. В някои напреднали системи тези твърди отпадъци също се насочват към анаеробни дигестери.

Течната фракция, въпреки че все още съдържа високо количество разтворени замърсители, след това подлежи на многостепен процес на пречистване в системи като QDEVU. Това обикновено включва първоначален етап на анаеробно разграждане. В резервоари без кислород микробни съобщества разграждат сложните органични молекули, значително намалявайки ХПК и БПК (биохимична нужда от кислород). Основно предимство на този анаеробен процес е улавянето на биогаз – смес, състояща предимно от метан (CH4) и въглероден диоксид (CO2). Този биогаз е силно ефективен източник на възобновяема енергия. Той може да се изгаря в генератори за производство на електричество и топлина за фермерските съоръжения, което намалява разходите за енергия и повишава оперативната независимост. След обработка биогазът може дори да се вкарва в мрежата за природен газ или да се използва като гориво за превозни средства.

След анаеробната обработка водата преминава през серия аеробни процеси. Тук, в присъствието на кислород, специализирани бактерии извършват ключовата задача на нитрификация, при която токсичния амонячен азот се превръща първо в нитрит, а след това в нитрат. Последващи анаеробни етапи осигуряват денитрификация, при която други бактерии преобразуват нитратите в безвреден азотен газ, който се отделя в атмосферата. Това биологично премахване на азота е от съществено значение за осигуряване на безопасен изтичащ поток за спускане или повторна употреба. Като окончателен етап може да се приложат напреднали мембранни технологии, като ултрафилтрация (UF) или обратно осмозиране (RO), за премахване на остатъчните утайки, патогени и соли. Резултатът е вода с толкова високо качество, че може безопасно да се изхвърля в околната среда, да се използва за напояване или дори да се рециклира за непитейни цели в самото стопанство, например за почистване на обори, което позволява запазване на ресурсите прясна вода.

Следователно, внедряването на интегрирани системи трансформира целия модел за управление на отпадъците. Проблемният "отпадък" системно се разгражда и превръща в три ключови ресурса: богат на хранителни вещества органичен тор от твърдите части, възобновяема биогазова енергия от анаеробния процес и висококачествена повторно използваема вода. Този затворен цикъл, подход по линия на кръговата икономика, не само решава остри проблеми със замърсяването — значително намалявайки ХПК, амонячен азот и броя на патогените до допустими нива — но също така подобрява устойчивостта, икономическата устойчивост и социалната легитимност на фермата. Това представлява фундаментален напредък от третирането на замърсяването като разходна статия към управлението на ресурсите като източник на печалба, като задава нов стандарт за бъдещето на интензивното животновъдство в световен мащаб.