Fermezoarea animalelor

În contextul valului implacabil de dezvoltare la scară largă și industrializată care afectează sectorul global al creșterii animalelor, porcicultura se remarcă ca o industrie de bază esențială pentru asigurarea securității alimentare și a mijloacelor de trai ale populației. Totuși, acest sector esențial s-a confruntat în mod constant cu provocările majore și duble ale „expansiunii rapide a capacității” pe de o parte, și „controlului riguros al poluării” pe de altă parte. Această paradox stă la baza dezvoltării agricole durabile: cum să răspundem cererii tot mai mari de proteine animale, minimizând în același timp impactul asupra mediului, în special cel al deșeurilor rezultate.

Cazul întreprinderilor moderne de creștere a porcilor din Coreea de Sud servește ca o ilustrare sugestivă a acestei dileme globale. Aceste întreprinderi, multe dintre ele cu decenii de experiență profund înrădăcinată și expertiză în industria creșterii animalelor, au pornit pe o cale de extindere continuă pentru a obține economii de scară și a-și consolida competitivitatea pe piață. Această extindere, deși benefică din punct de vedere economic, a condus la o creștere dramatică a volumului de materii fecale și ape uzate generate. În consecință, aceste întreprinderi se confruntă cu probleme severe și complexe de poluare a apei, care amenință ecosistemele locale și respectarea reglementărilor ecologice din ce în ce mai stricte.

Apele uzate provenite de la aceste ferme intensive de porci nu sunt doar apă menajeră diluată; reprezintă un amestec extrem de concentrat, cu poluanți multipli, care ridică o provocare majoră în ceea ce privește tratarea acestora. Parametrii principali de calitate a apei ating adesea niveluri alarmante. Cerința chimică de oxigen (COD), o măsură a încărcăturii cu poluanți organici, poate crește până la 6000 mg/L, indicând o cantitate enormă de materie organică oxidabilă. În același timp, concentrația azotului sub formă de amoniac (NH3-N) depășește frecvent 1200 mg/L. Nivelurile ridicate de azot sub formă de amoniac sunt deosebit de problematice, deoarece sunt toxice pentru viața acvatică și pot duce la eutrofizarea cursurilor de apă receptoare. Pe lângă acești indicatori chimici, apele uzate se caracterizează prin prezența unor cantități semnificative de solide în suspensie, compuse în principal din particule de furaje nedigerate și reziduuri de mână de porc. Această fracțiune solidă contribuie nu doar la valoarea ridicată a COD, ci complică și procesele de tratare. În plus, fluxul de deșeuri adăpostește o gamă diversă și potențial periculoasă de microorganisme patogene, inclusiv bacterii, virusuri și paraziți, provenind din tractul digestiv al animalelor. Aceste patogeni reprezintă riscuri serioase pentru sănătatea publică și animală dacă nu sunt inactivați corespunzător, putând contamina sursele de apă și răspândi boli.

Metodele tradiționale de tratare a apelor uzate adesea nu sunt suficiente atunci când trebuie să facă față unui efluent atât de puternic și complex. Procesele convenționale de nămol activat pot fi depășite de sarcinile mari de materie organică și azotați, ceea ce duce la defectarea sistemelor și la o calitate inconstantă a efluentului evacuat. Sistemele cu lagune, deși frecvente, necesită suprafețe mari de teren și sunt predispuse la scurgeri, mirosuri neplăcute și variații sezoniere ale performanței. Limitele acestor metode convenționale însemnau adesea că fermele aveau dificultăți în a respecta standardele de evacuare, expunându-se astfel la amenzi, restricții operaționale și opoziția comunității. Provocarea nu consta doar în tratarea deșeurilor, ci în realizarea acesteia în mod fiabil, eficient și rentabil, în condițiile impuse de desfășurarea unei activități agricole.

Este în acest context dificil că aplicarea practică și integrarea unor tehnologii avansate de tratare a apelor uzate, precum sistemul de tratare a apelor uzate QDEVU, s-au dovedit a fi transformatorii. Adoptarea unor astfel de soluții tehnologice specializate a permis întreprinderilor inovatoare să treacă de la o poziție defensivă de simplă "evacuare a poluanților" sau tratare bazată pe conformitate la un paradigme ambițioasă și strategică de "utilizare cuprinzătoare a resurselor din dejecțiile animale și canalizare".

Deci, cum se manifestă această descoperire revoluționară în practică? Procesul începe cu o separare mai eficientă și mai robustă a fracțiunii solide de cea lichidă. Separatore avansate solid-lichid, cum ar fi presele elicoidale sau centrifugele, sunt utilizate pentru a extrage o cantitate semnificativă din reziduurile solide de materii fecale. Această fracțiune solidă separată nu mai este privită ca un simplu deșeu, ci ca o resursă valoroasă. Poate fi compostată eficient, cu aerare și temperatură controlate, pentru a produce un îngrășământ organic stabil, de calitate ridicată și bogat în nutrienți. Acest compost poate fi ambalat și vândut, creând o nouă sursă de venit și reducând necesitatea utilizării îngrășămintelor chimice pe terenurile agricole din jur. În unele sisteme avansate, aceste deșeuri solide sunt, de asemenea, direcționate către digestere anaerobe.

Frația lichidă, deși încă bogată în poluanți dizolvați, este supusă ulterior unui proces de tratare în mai multe etape în cadrul unor sisteme precum QDEVU. Acesta implică în mod tipic o etapă preliminară de digestie anaerobă. În bazine fără oxigen, asociații de microorganisme descompun moleculele organice complexe, reducând semnificativ COD și CCO (Cererea Biochimică de Oxigen). Un beneficiu esențial al acestui proces anaerob constă în captarea biogazului—un amestec format în principal din metan (CH4) și dioxid de carbon (CO2). Acest biogaz reprezintă o sursă puternică de energie regenerabilă. Poate fi ars în generatoare pentru a produce electricitate și căldură pentru instalațiile fermei, compensând costurile energetice și sporind independența operațională. După modernizare, poate fi chiar injectat în rețeaua de gaz natural sau utilizat ca combustibil pentru vehicule.

După tratarea anaerobă, apa trece printr-o serie de procese aerobe. Aici, în prezența oxigenului, bacteriile specializate realizează sarcina esențială de nitrificare, transformând azotul sub formă de amoniac toxic mai întâi în nitrit, apoi în nitrat. Ulterioarele etape anoxice facilitează denitrificarea, prin care alte bacterii convertesc nitratul în gaz inofensiv de azot, care este eliberat în atmosferă. Această eliminare biologică a azotului este esențială pentru a face efluentul sigur pentru evacuare sau reutilizare. Tehnologii avansate cu membrane, cum ar fi ultrafiltrarea (UF) sau osmoza inversă (RO), pot fi utilizate ca etapă finală de finisare, eliminând solidele în suspensie rămase, patogenii și sărurile. Rezultatul este o apă de calitate atât de ridicată încât poate fi evacuată în siguranță în mediul înconjurător, folosită pentru irigații sau chiar reciclată pentru utilizări nebăgabile la consum în interiorul fermei înseși, cum ar fi curățarea grajdurilor, ceea ce permite conservarea resurselor de apă proaspătă.

Prin urmare, implementarea sistemelor integrate transformă întregul cadru de gestionare a deșeurilor. Deșeurile problematice sunt descompuse sistematic și convertite în trei resurse-cheie: îngrășământ organic bogat în nutrienți provenit din fracțiunea solidă, energie biogaz renovabilă obținută prin procesul anaerob și apă reutilizabilă de înaltă calitate. Această abordare circulară, bazată pe economia de tip circuit închis, nu doar rezolvă problemele acute de poluare—reducând semnificativ nivelurile de COD, azot amoniacal și numărul de patogeni până la limite conforme—ci sporește și sustenabilitatea fermei, reziliența economică și acceptabilitatea socială a activității. Reprezintă un pas fundamental de la tratarea poluării ca centru de costuri, la gestionarea resurselor ca centru de profit, stabilind un nou standard pentru viitorul creșterii intensive de animale la nivel mondial.