Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Повсеместное создание крупных животноводческих и птицеводческих комплексов, применение интенсивных методов содержания промышленного поголовья животных и птицы привели к резкому обострению проблемы утилизации органических отходов. Накопление огромных масс отходов и их применение без соответствующей обработки и обеззараживания создает реальную опасность загрязнения почвы, водоемов и воздушного бассейна патогенной микрофлорой и биогенными элементами. Одним из эффективных способов утилизации органических отходов птицеводства и животноводства является их анаэробная ферментация, которая позволяет решать проблемы обеззараживания, дезодорации, концентрировашш и минерализации жидкігх отходов с получением энергии в виде образующегося биогаза. Кроме того, метод анаэробной ферментации позволяет получать ряд ценных продуктов, которые могут быть использованы в качестве органических удобрений и белковых кормовых добавок.
К настоящему времени, несмотря на широкое распространение, метод метаногенной ферментации куриного помета имеет целый ряд нерешенных проблем. В частности, недостаточно изучены механизмы формирования и функционирования активных микробных сообществ, осуществляющих этот процесс, не разработаны методы оптимизации и интенсификации их метаболической активности. Недостаточно освещена также регуляторная золь аммонийного азота, образующегося при сбраживании белковых ;убстратов, практически отсутствуют методы снижения его ингибирующего зоздействия. Недостаточно проработаны вопросы аппаратурного оформления промышленных технологий утилизации куриного помета. Гаким образом, исследование процесса анаэробного сбраживания куриного томета, его оптимизация и разработка интенсивной промышленной технологии его утилизации представляется весьма актуальным.
ДЕЛЬ РАБОТЫ. Основной целью работы является разработка интенсивной промышленной технологии анаэробной переработки куриного помета. В ;оответствии с поставленной целью были определены следующие задачи шстоящей работы:
- селекция и изучение физиолого-биохимических особенностей
шкробного сообщества, осуществляющего анаэробное метаногенное
:браживание куриного помета;
изучение регуляторной роли высоких концентраций аммонийного ізота при сбраживании куриного помета с целью разработки методов '.нижения его ингибирующего воздействия;
определение оптимальных технологических параметров процесса .наэробиого метаногенного сбраживания куриного помета;
- изучение агрохимических и санитарно-гигиенических свойств
іродуктов, получаемых по разрабатываемой технологии;
- разработка промышленной технологию утилизации куриного помета
: получением органического удобрения и биогаза;
- разработка новой конструкции биореактора для интенсивной
наэробной ферментации куриного помета;
4 - оценка экономической эффективности разрабатываемой технологии.
-
Осуществлен процесс селекции анаэробных микроорганизмов і условиях, приближающихся к реальной метангенерации куриного помета, у создано активное метаногенное сообщество для разработки промышленное технологии переработки куриного помета.
-
Выявлены закономерности и характер ингибирующего действш аммонийного азота на анаэробное разложение куриного помета, а такж< возможности и перспективы снижения этого ингибирования < использованием природных минералов.
-
Определены оптимальные значения основных параметров (скоросп протока D, интенсивности перемешивания Nyfl) процесса анаэробной сбраживания в непрерывных условиях.
-
Разработан новый метод инженерного расчета анаэробного реактор; для сбраживания куриного помета.
-
Получено метаногенное сообщество, обладающее высоко] биохимической активностью в отношении куриного помета.
-
Разработан и испытан способ интенсификации процесс анаэробного метаногенного сбраживания куриного помета с использование! природных минералов.
3. Установлены оптимальные технологические параметры анаэробног
процесса сбраживания куриного помета в непрерывных условиях (скорост
протока, интенсивность перемешивания, температура).
-
Разработан технологический регламент промышленной установк для сбраживания куриного помета птицефабрики с поголовьем в 1 млн кур несушек, проведено технико-экономическое обоснование строительства это установки.
-
Разработан промышленный аппарат для анаэробной переработк куриного помета, обеспечивающий снижение затрат энергии н перемешивание не менее чем в 2 раза.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались и итоговых научных конференциях Казанского государственного университет (1991 - 1995 гг.), на Всесоюзной конференции "Биотехнология и биофизик микробных популяций" (г. Алма-Ата, 1991), на Всесоюзном симпозиум "Микробиология охраны биосферы в регионах Урала и Северної Прикаспия" (г. Оренбург, 1991), на 5-й Всероссийской конференции "Новь направления биотехнологии" (г. Пущино, 1992), на 7-м Европейско Конгрессе по Биотехнологии (г. Ницца, Франция, 1995).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные материалы диссертации опубликованы в статьях и тезисах.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, глав, заключения, списка литературы и приложений. Материалы изложен