Gyvulininkystė

Tarp neribotų didelio masto, industrializuoto vystymosi bangos, apimančios visą pasaulinę gyvulijos veisimo sritį, kiaulidirbystė išsiskiria kaip pagrindinė pramonė, būtina užtikrinti maisto saugą ir žmonių pragyvenimui. Tačiau ši esminė sritis nuolat susiduria su dvigubais ir rimtais iššūkiais – viena vertus, „greitas pajėgumų plėtimas“, kita vertus – „griežtas taršos kontrolė“. Šis paradoksas yra darnaus žemės ūkio vystymosi esmė: kaip patenkinti augantį poreikį gyvūnų baltymams, tuo pačiu mažinant aplinkos poveikį, ypač atliekų šalutinio produkto poveikį.

Šiuolaikinių kiaulių auginimo įmonių atvejis Pietų Korėjoje tarnauja kaip skaudus šios globalios dilemos pavyzdys. Šios įmonės, daugelis iš jų turinčios dešimtmečius senos patirties ir ekspertizės veislos pramonėje, pasirinko nuolatinio mastelio didinimo kelią siekdamos ekonominio masto ir padidinti rinkos konkurencingumą. Šis plėtimasis, nors ir naudingas ekonomiškai, lemia staigų mėšlo ir nuotekų kiekio augimą. Dėl to šios įmonės susiduria su rimtais ir sudėtingais vandens taršos problemomis, kurios kelia grėsmę vietinėms ekosistemoms ir trukdo laikytis vis griežtesnių aplinkos apsaugos reikalavimų.

Nuotekos, atsirandančios iš šių intensyvių kiaulių fermų, yra ne tik praskiestas nuotekas; tai labai koncentruotas, daugiakomponentis teršalų mišinys, kuris kelia didelius sunkumus jų valymo procese. Pagrindiniai vandens kokybės rodikliai dažnai pasiekia neraminančius lygius. Cheminės deguonies suvartojimo (COD) reikšmė, matuojanti organinių teršalų kiekį, gali siekti net 6000 mg/L, kas rodo milžinišką kiekį oksiduojamos organinės medžiagos. Tuo pačiu metu amoniakinio azoto (NH3-N) koncentracija dažnai viršija 1200 mg/L. Aukštas amoniakinio azoto kiekis ypač problematiškas, nes jis toksiškas vandens gyvūnams ir gali sukelti eutrofikaciją priimančiuose vandens telkiniuose. Be šių cheminių rodiklių, nuotekos apibūdinamos didele suspenduotųjų dalelių koncentracija, sudaryta daugiausia iš neperdalytos pašaro dalijų ir kiaulių mėšlo likučių. Ši kietoji frakcija ne tik padidina aukštą COD, bet taip pat komplikuoja valymo procesus. Be to, atliekų srautas turi įvairių ir potencialiai pavojingų patogeninių mikroorganizmų – bakterijų, virusų ir parazitų – kilmės iš gyvūnų virškinimo traktų. Šie patogenai kelia rimtą grėsmę visuomenės ir gyvūnų sveikatai, jei jie tinkamai neinaktyvuoti, galėdami užteršti vandens šaltinius ir platinti ligas.

Tradiciniai nuotekų valymo metodai dažnai nepakankamai veiksmingi, susidūrus su tokio didelio stiprumo ir sudėtingos sudėties nuotekomis. Konvenciniai aktyviojo dumblo procesai gali būti perkrauti dėl didelių organinių medžiagų ir azoto kiekių, dėl ko atsiranda sistemos gedimai ir nevienodas išleidžiamų nuotekų kokybė. Lagūninės sistemos, nors ir paplitusios, reikalauja didelių žemės plotų ir yra pažeidžiamos dėl nutekėjimų, kvapų bei sezoninių našumo svyravimų. Šių konvencinių metodų apribojimai dažnai reiškė, kad ūkiai kovojo, siekdami atitikti išleidimo standartus, ir rizikavo baudomis, veiklos apribojimais bei visuomenės pasipriešinimu. Iššūkis buvo ne tik efektyviai tvarkyti atliekas, bet tai daryti patikimai, efektyviai ir ekonomiškai, atsižvelgiant į ūkininkavimo veiklos ribotus išteklius.

Būtent tokioje sudėtingoje aplinkoje praktinė pažangių nuotekų valymo technologijų, tokių kaip QDEVU nuotekų valymo sistema, taikymo ir integravimo patirtis pasirodė esanti perversmiška. Tokių tikslinių technologinių sprendimų priėmimas leido progresyvioms įmonėms atsitraukti nuo gynybinės „teršalų išmetimo“ arba atitikimo reikalavimams grindžiamo valymo pozicijos link drąsaus ir strateginio „visapusiško mėšlo ir nuotekų išteklių naudojimo“ modelio.

Taigi, kaip šis žygio tipo pralaužimas pasireiškia praktikoje? Kelionė prasideda nuo patvaresnio ir efektyvesnio kietojo mėšlo atskyrimo nuo skystosios frakcijos. Siekiant išgauti didelę kietosios mėšlo liekanos dalį, naudojami pažangūs kietojo ir skysčio atskirtuvai, tokie kaip sraigtiniai presai ar centrifugos. Ši atskirta kietoji frakcija daugiau nebesilaikoma tik atliekomis, o laikoma vertingu ištekliumi. Ji gali būti efektyviai kompostuojama su kontroliuojamu aeravimu ir temperatūra, kad būtų pagamintas aukštos kokybės, stabilus ir maistingomis medžiagomis turtingas organinis trąšas. Šį kompostą galima supakuoti į maišus ir parduoti, sukurdvant naują pajamų srautą bei sumažinant cheminės trąšų poreikį aplinkiniuose žemės ūkio plotuose. Kai kuriose pažangiose sistemose šios kietosios atliekos taip pat nukreipiamos į anaerobinius suvirintojus.

Skystoji frakcija, nors vis dar turi daug ištirpusių teršalų, patenka į daugiapakopį valymo procesą sistemose, tokiuose kaip QDEVU. Paprastai tai apima pradinį anaerobinio skaidymo etapą. Beoroje aplinkoje esančiuose rezervuaruose mikroorganizmų bendrijos suskaido sudėtingas organines molekules, žymiai sumažindamos cheminį ir biologinį deguonies suvartojimą (COD ir BOD). Svarbus šio anaerobinio proceso pranašumas – biogazo, kuris yra metano (CH4) ir anglies dioksido (CO2) mišinys, surinkimas. Šis biogazas yra galingas atsinaujinančios energijos šaltinis. Jį galima sudeginti generatoriuose, kad būtų pagaminama elektros energija ir šiluma ūkio patalpoms, sumažinant energijos sąnaudas ir didinant veiklos nepriklausomybę. Pakėlus kokybę, jis net gali būti tiekiamas į dujotiekio tinklą arba naudojamas kaip transporto priemonių kuras.

Po anaerobinio gydymo vanduo patiria keletą aerobinių procesų. Čia, esant deguoniui, specializuotos bakterijos atlieka svarbią nitrikacijos užduotį, pavertždamos nuodingą amoniakinį azotą iš pradžių į nitritą, o po to – į nitratą. Vėlesni anoksinių etapai palengvina denitrikaciją, kur kitos bakterijos konvertuoja nitratą į nekenksmingą azoto dujas, kurios išsiskiria į atmosferą. Šis biologinis azoto šalinimas yra būtinas, kad nuotekos būtų saugios išleisti ar pakartotinai naudoti. Pažangios membraninės technologijos, tokios kaip ultrafiltracija (UF) ar atvirkštinis osmozas (RO), gali būti naudojamos kaip galutinis valymo etapas, pašalinant likusias suspenduotas daleles, sukėlėjus ir druskas. Gautas vanduo yra tokios aukštos kokybės, kad jį galima saugiai išleisti į aplinką, naudoti laistymui ar net perdirbti ūkyje nenaudojamam geriamajam vandeniui, pavyzdžiui, tvartų valymui, taip tausojant gerojo vandens išteklius.

Todėl integruotų sistemų diegimas pakeičia visą atliekų tvarkymo struktūrą. Problemiškos „atliekos“ sistemingai skaidomos ir perdirbamos į tris pagrindinius išteklius: maistingą organinį trąšą iš kietųjų medžiagų, atsinaujinančią biogazės energiją, gautą anaerobinio proceso būdu, bei aukštos kokybės pakartotinai naudojamą vandenį. Šis uždaras, apskrituminės ekonomikos požiūris ne tik išsprendžia ūmius taršos problemas – ženkliai sumažinant cheminį deguonies suvartojimą (COD), amoniakinio azoto kiekį bei patogenų skaičių iki leistinų ribų – bet taip pat padidina ūkio darnumą, ekonominį atsparumą ir socialinį veiklos leidimą. Tai reiškia esminį šuolį nuo taršos traktavimo kaip kaštų centro link išteklių valdymo kaip pelno centro, nustatant naują standartą intensyviai galvijų veisimui ateityje visame pasaulyje.