Способ утилизации отходов животноводческих комплексов


 


Владельцы патента RU 2595401:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова" Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для утилизации отходов на животноводческих комплексах. Способ утилизации отходов предусматривает смешивание твердых отходов с водой в определенной пропорции в зависимости от вида отходов. Отходы, смешанные с водой, выдерживают в течение 2-3 дней и разделяют на жидкую и твердую фракции. Из жидкой фракции отходов удаляют твердые примеси. Жидкую фракцию разводят водой и используют в качестве питательной среды для микроводорослей, а обезвоженную твердую фракцию используют в качестве биоорганического удобрения. Маточную культуру микроводорослей вносят в количестве 5% от объема биореактора в жидкую фракцию и выращивают при заданных параметрах и постоянном перемешивании. Готовую биомассу микроводорослей отделяют от культуральной жидкости путем центрифугирования, сепарирования или отстаивания и промывают питьевой водой. Изобретение позволяет повысить выход биомассы микроводорослей и сократить сроки культивирования. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. 1 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к интенсивной технологии производства биомассы микроводорослей на отходах животноводческих комплексов, которое может быть использовано на сельскохозяйственных предприятиях для утилизации отходов и получения на их основе ценной по биохимическому составу биомассы, которая эффективно используется в отрасли животноводства и растениеводства.

Известен способ очистки сточных вод животноводческих комплексов (патент РФ №2272792 (13) C1 от 24.11.2004). Способ включает отделение грубых механических примесей, электрообработку в однородном электрическом поле, биологическую очистку с использованием биомассы зеленой водоросли Chlorella vulgaris, выдержанной в режиме голодания в течение 6-10 ч, и обеззараживание очищенной воды после отделения от нее биомассы водоросли путем внесения дафний из расчета 50-60 дафний на 1 л очищенной воды. Технический эффект - повышение степени очистки сточных вод животноводческих комплексов от азотистых соединений и снижение бактериальной обсемененности очищенной воды.

Недостатком способа является высокая длительность технологического процесса, короткий период нахождения микроводорослей в сточных водах (28-36 часов), что препятствует полному поглощению загрязняющих веществ.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности использования отходов агропромышленного комплекса с последующим получением ценной по питательному составу биомассы микроводорослей различных систематических групп, которая может быть использована в качестве биологически активной кормовой добавки для всех видов сельскохозяйственных животных, а также как биостимулятор для роста высших растений.

Техническая задача решается тем, что отходы животноводческих комплексов (сточные воды, навоз, пометная масса) разделяют на две фракции: жидкую и твердую. Жидкая фракция проходит только предварительную механическую очистку от грубых примесей и крупных частиц. Твердая фракция проходит дополнительный этап подготовки, для чего ее смешивают с водой в определенной пропорции с целью получения жидкой питательной среды (таблица 1). Загрязняющие вещества (азот, фосфор, калий, магний, железо и др. элементы), содержащиеся в отходах, переходят в воду под действием осмоса в течение 2-3 дней. После этого полученную жидкость отделяют от обезвоженных отходов через фильтр и используют в качестве питательной среды для различных видов микроводорослей, а обезвоженный субстрат отходов используют в качестве органического удобрения.

Полученной питательной средой заполняют биореактор и начинают процесс культивирования, а именно: подают естественное или искусственное освещение мощностью от 250 Вт/м,2 добавляют маточную культуру микроводорослей в количестве 5% от объема биореактора, поддерживают температурный режим от 25 до 35°C, режим pH от 6 до 10 при постоянном перемешивании и в зависимости от вида микроводорослей вносят источник углерода.

Для данного способа используют биореакторы открытого неглубинного типа с освещаемым слоем суспензии не более 10 см.

При соблюдении таких условий микроводоросли поглощают из питательной среды загрязняющие вещества и используют их в качестве ростового субстрата. С интенсивным ростом и делением клеток микроводорослей наблюдается значительное увеличение биомассы и пропорциональное снижение высоких концентраций загрязняющих веществ (азот, фосфор, калий, магний, железо и др.), содержащихся в отходах. По истечении 7-10 суток эти концентрации снижаются до предельно допустимых, либо до нуля, в зависимости от биохимического состава отходов и ассимиляционных способностей микроводорослей.

Следующим шагом является отделение полученного урожая микроводорослей от культуральной среды путем центрифугирования, сепарирования или отстаивания. Затем биомассу промывают питьевой водой и используют в качестве корма сельскохозяйственным животным, рыбам, либо в качестве биостимулятора для роста культурных растений. Очищенная микроводорослями вода из биореактора после отделения микроводорослей может использоваться в хозяйственных целях или для приготовления среды на основе отходов животноводческих комплексов для выращивания микроводорослей.

Сущность способа поясняется следующим примером.

Пример 1. В лабораторных условиях проведен эксперимент по культивированию микроводорослей Spirulina platensis и Chlorella vulgaris из коллекции культур Института биологии южных морей г. Севастополя на сточных водах птицефабрик и стандартной минеральной среде. Сточные воды добавлялись в биореактор в соотношении 1:1 с водой. Были получены накопительные кривые роста микроводорослей и рассчитаны кинетические характеристики всех вариантов эксперимента, проведена их сравнительная оценка. Все рассчитанные значения сведены в таблицу 2.

Анализируя рассчитанные характеристики роста Chlorella vulgaris, следует отметить их явное преимущество при выращивании микроводорослей на сточных водах (культиватор №2), где продуктивность оказалась в 5 раз выше по сравнению со стандартной питательной средой (культиватор №1). Максимальная продуктивность микроводоросли Spirulina platensis также выше в культиваторе со сточными водами в 2 раза. Кроме того, максимальная удельная скорость роста обоих видов микроводорослей при выращивании на сточных водах оказалась выше в 2 раза по сравнению со стандартной питательной средой.

Таким образом, на различных отходах животноводческих комплексов можно получить значительно большее количество биомассы микроводорослей с единицы площади биореактора, чем при использовании стандартной питательной среды. Кроме того, время цикла производства микроводорослей сокращается вдвое, что дает высокий экономический эффект. Микроводоросли используются как ценные кормовые добавки для животных и рыб. Используются также обезвоженные отходы в качестве удобрений и очищенная вода на различные цели.

1. Способ утилизации отходов животноводческих комплексов, включающий получение из них питательной среды для выращивания микроводорослей посредством удаления грубых примесей из жидких отходов и смешивания их с водой, культивирование в биореакторе микроводорослей при освещении и постоянном перемешивании и последующее их отделение от культуральной среды, отличающийся тем, что в биореактор вносят маточную культуру микроводорослей в количестве 5% от объема биореактора, используют естественное или искусственное освещение мощностью от 250 Вт/м, поддерживают температурный режим в пределах 25-35°С и рН среды 6-10.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для выращивания на отходах используют высокопродуктивные штаммы микроводорослей Chlorella, Spirulina.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердые отходы предварительно смешивают с водой в определенной пропорции в зависимости от вида отходов, выдерживают в течение 2-3 дней, затем полученную жидкость отделяют от твердой фракции и используют в качестве питательной среды для выращивания микроводорослей, а обезвоженную твердую фракцию отходов используют в качестве органического удобрения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области микробиологии. Предложено новое средство для выращивания дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в частности применение 5-ацетилсалицилоил-1,3,5-дитиазинана в дозе 0,1-0,15 мг на 0,1 г дрожжей для стимулирования роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены ферментационная среда и способ для получения правастатина.

Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано в практической работе бактериологических лабораторий для дифференциации грибов Candida albicans вагинального биотопа женщин на нормальную и патогенную микрофлору.

Изобретение относится к способу продуцирования каротиноидов, в том числе астаксантина. Способ предусматривает культивирование бактерии, принадлежащей к роду Paracoccus, которая одновременно продуцирует астаксантин и кантаксантин, в среде, содержащей биотин в концентрации 0,001-50 мг/л.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ выделения липополисахарида Chlamydia trachomatis.
Предложены штамм молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp. lactis diacetylactis CNCM № I-4404, штамм молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp.

Изобретение относится к области биохимии. Заявлен способ получения ex vivo культуры альвеолярных макрофагов из операционного материала больных туберкулезом легких для оценки вирулентности М.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в селекции растений для повышения продуктивности лядвенца рогатого. Способ предусматривает выращивание лядвенца рогатого на питательной среде Красильникова-Кореняко, в которую добавляют минеральный азот в дозе 0,072 г/л.

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности и касается молочнокислых бактерий Streptococcus thermophilus. Они используются в качестве закваски при получении кисломолочных продуктов обычно в сочетании с культурами болгарской палочки.
Изобретение относится к микробиологии. Штамм бактерий Staphylococcus xylosus №5/55 депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры Федерального бюджетного учреждения науки «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им Г.Н.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены ферментационная среда и способ для получения правастатина.

Изобретение относится к способу продуцирования каротиноидов, в том числе астаксантина. Способ предусматривает культивирование бактерии, принадлежащей к роду Paracoccus, которая одновременно продуцирует астаксантин и кантаксантин, в среде, содержащей биотин в концентрации 0,001-50 мг/л.
Предложены штамм молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp. lactis diacetylactis CNCM № I-4404, штамм молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp.

Изобретение относится к области биотехнологии и представляет собой штамм Plantibacter flavus 3Kz, депонированный в ВКПМ под регистрационным номером В-12248, являющийся продуцентом метилзависимой сайт-специфической эндонуклеазы PfsI, которая узнает и расщепляет обе цепи последовательности ДНК , перед центральным нуклеотидом N, с образованием однонуклеотидных 5′-выступающих концов, при наличии в данной последовательности не менее семи С5-метилированых цитозинов.
Изобретение относится к биотехнологии и пищевой промышленности и представляет собой способ получения ферментированного молочного продукта по меньшей мере с солодовым вкусом и ароматом.

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии и биотехнологии. Штамм клубеньковых бактерий люцерны Sinorhizobium meliloti АК130, обладающий способностью образовывать эффективный симбиоз с люцерной изменчивой, депонирован в ФГБНУ ВНИИСХМ под регистрационным номером RCAM03363.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в селекции растений для повышения продуктивности лядвенца рогатого. Способ предусматривает выращивание лядвенца рогатого на питательной среде Красильникова-Кореняко, в которую добавляют минеральный азот в дозе 0,072 г/л.

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности и касается молочнокислых бактерий Streptococcus thermophilus. Они используются в качестве закваски при получении кисломолочных продуктов обычно в сочетании с культурами болгарской палочки.
Изобретение относится к микробиологии. Штамм бактерий Staphylococcus xylosus №5/55 депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры Федерального бюджетного учреждения науки «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им Г.Н.
Изобретение относится к биотехнологии. Питательная среда для культивирования коринебактерий содержит панкреатический гидролизат кильки, натрия хлорид, D-глюкозу, водный голубой, натрий углекислый, агар микробиологический, геотермальную воду и стерильную дефибринированную кровь человека или животных при заданном соотношении компонентов.

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм одноклеточной зеленой водоросли Chlorella kessleri ARW депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Al-11 и может быть использован для предотвращения «цветения» водоемов синезелеными водорослями.
Наверх