Inventory number IRN Number of state registration
0223РК00677 AP09259015-OT-23 0121РК00472
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 10
International publications: 3 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 2
Number of books Appendicies Sources
1 0 34
Total number of pages Patents Illustrations
82 0 17
Amount of funding Code of the program Table
18621523 AP09259015 29
Name of work
Разработка технологии эффективной переработки органических отходов методом термофильного сбраживания с получением биологического удобрения
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Технология
Report authors
Баязитова Зульфия Ерзатовна , Курманбаева Айгуль Сапарбековна , Жапарова Саягуль Бекетовна , Какабаев Ануарбек Аязбаевич , Бельгибаева Анаргуль Сарсенбаевна , Байкенова Гулим Еркиновна , Темирбекова Нургуль Гелмановна , Абишева Галия Сериковна ,
0
1
2
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество «Кокшетауский университет имени Ш.Уалиханова»
Abbreviated name of the service recipient Кокшетауский университет имени Ш.Уалиханова
Abstract

В результате анаэробного термофильного сбраживания пищевых растительных отходов, навоза КРС, жидкого навоза свиней и подстилочного навоза КРС в биореакторе, получены различные варианты органического эффлюента (биологического удобрения): - пищевые растительные отходы с навозом КРС; - Пищевые растительные отходы с навозом КРС и добавлением биопрепарата «Аграрка»; - Жидкий навоз свиней и подстилочный навоз КРС.

Биореактордағы тағамдық өсімдік қалдықтарын, ірі қара малдың көңін, шошқаның сұйық көңін және ірі қара малдың төсек көңін анаэробты термофильді ашыту нәтижесінде органикалық эффлюенттің (биологиялық тыңайтқыштың) әртүрлі нұсқалары алынды: - ІҚМ көңі бар тағамдық өсімдік қалдықтары; - ІҚМ көңі және "Аграрка"биопрепараты қосылған тағамдық өсімдік қалдықтары; - Шошқаның сұйық көңі және ірі қара малдың қоқысы.

Определить влияние анаэробного термофильного сбраживания на изменение содержания биогенных элементов органического эффлюента до и после анаэробного сбраживания. Изучить физико-химические и токсикологические характеристики полученных методом термофильного сбраживания различных вариантов биологического удобрения, а также оценка агрономической эффективности и экологической безопасности органического эффлюента при проведении полевых опытов выращивания сорта картофеля «Кокчетавский ранний».

Органикалық эффлюенттің биогендік элементтерінің құрамының өзгеруіне анаэробты термофильді ашытудың әсерін зерттеу. Термофильді ашыту әдісімен алынған биологиялық тыңайтқыштың әртүрлі нұсқаларын физика-химиялық және токсикологиялық сипаттамаларын, сондай-ақ "Кокчетавкий раний" картоп сортын өсірудің далалық тәжірибелерін жүргізу кезінде органикалық эффлюенттің агрономиялық тиімділігі мен экологиялық қауіпсіздігін бағалау.

Все эксперименты, проводили в анаэробных термофильных условиях (52- 55 °C) в Биореакторе БУГ-Р при периодическом перемешивании (1 раз в сутки), в течение 15 суток. Для исследования хим. состава сырья, брали образцы разбавленного водой непереброжженого навоза КРС и пищевых растительных отходов, до и после процесса брожения в термофильных условиях, в соотношении 1:1:1 и определяли следующие показатели: 1) рН органической массы– согласно ГОСТ 27979-88; 2) влажность – по ГОСТ 26718– 85; 3) орг. вещество (углерод) – согласно ГОСТ 27980 – 88; 4) N общий – по ГОСТ 26715 – 85; 5) N аммонийный – в соответствии с ГОСТ 26716 – 85; 6) общий фосфор – по ГОСТ 26717 – 85; 7) общий калий – по ГОСТ 26718 – 85. Обнаружение яиц гельминтов осуществляли методом Фюллеборна (флотационный метод). Для количественного подсчета яиц гельминтов использовали методику В.Н. Трача (1981). Для определения количества микроорганизмов в 1 г пробы применяли метод последовательных десятичных разведений с последующим посевом материала на питательные среды. Микрофлору отбора тестировали, высевая пробы на селективные среды. Идентификацию бактерий проводили согласно определителя Берджи. Для выявления бактерии группы кишечной палочки (БГКП) применяли среду Эндо. Полевые исследования проводились на обыкновенных и южных черноземах, опытного поля учебно-научного-производственного комплекса «Элит» НАО «Кокшетауский университет им. Ш. Уалиханова».

Барлық эксперименттер анаэробты термофильді жағдайларда (52 - 55 °C) Буг-Р биореакторында мерзімді араластыру кезінде (тәулігіне 1 рет), 15 күн бойы жүргізілді. Химиялық шикізат құрамын зерттеу үшін сумен сұйылтылған ашытылмаған ірі қара малдың көңі мен тағамдық өсімдік қалдықтарының үлгілері, термофильді жағдайда ашыту процесіне дейін және одан кейін, 1:1:1 қатынасында алынды және келесі көрсеткіштер анықталды: 1) Органикалық массаның рН– ГОСТ 27979-88 сәйкес; 2) ылғалдылық– МЕМСТ 26718-85 бойынша; 3) орг. зат (көміртегі) – ГОСТ 27980 – 88 сәйкес; 4) N жалпы – МЕМСТ 26715 – 85 бойынша; 5) N аммоний – МЕМСТ 26716 – 85 сәйкес; 6) жалпы фосфор – МЕМСТ 26717 – 85 бойынша; 7) жалпы калий – МЕМСТ 26718 – 85 бойынша. Гельминт жұмыртқаларын анықтау Фюллеборн әдісімен жүргізілді (флотация әдісі). Гельминт жұмыртқаларын сандық есептеу үшін В. Н.Трач (1981) әдісі қолданылды. 1 г сынамадағы микроорганизмдердің санын анықтау үшін материалды қоректік ортаға себу арқылы дәйекті ондық сұйылту әдісі қолданылды. Іріктеу микрофлорасы сынамаларды селективті ортаға себу арқылы сыналды. Бактерияларды анықтау Берджи детерминантына сәйкес жүргізілді. E. coli тобының бактерияларын (BGKP) анықтау үшін Эндо ортасы қолданылды. Далалық зерттеулер қарапайым және оңтүстік қара топырақтарда, " Ш. Уәлиханова атындағы Көкшетау университеті" КЕАҚ "Элит" оқу-ғылыми-өндірістік кешенінің тәжірибелік алаңында жүргізілді.

Впервые показана возможность анаэробной термофильной ферментации микроорганизмами органического вещества отходов с низким потенциалом сбраживания при условии их смешивания с органической фракцией твердых бытовых отходов. В результате исследований выявлено, что по физико-химическим характеристикам полученные эфлюенты, содержат сухого вещества (12,6 – 42,3%), орг. углерода (19,5 – 54,6%) и общ. азота (0,54 – 2,6 %). Впервые предложен способ утилизации отходов и определения оптимальных смесей для термофильного сбраживания включающий моделирование процессов сбраживания смесей отходов, составленных с учетом их влажности, содержания углерода, азота и температурного режима. Полевые исследования влияния норм внесения эффлюента на рост зеленой массы сорта картофеля «Кокчетавский ранний» показали, рост стебля и увеличение количества и размеров листьев по сравнению с фоном на 8% - 11,7 %, увеличение площади листьев на 5,75% -7,75%, масса клубней на 308 граммов с куста картофеля. Наилучший эффект обеспечило внесение удобрения непосредственно в прикорневую часть растений из расчета 75% раствора эффлюента. А также, совместное внесение данного удобрения в дозе 50% водного раствора эффлюента и минеральных удобрений N120P90K90. Впервые при условиях термофильного режима сбраживания из пищевых растительных отходов и навоза КРС получен ферментированный обеззараженный органический эффлюент, доказано, что полученное удобрение является экологически безопасным и агрономически эффективным.

Алғаш рет қатты тұрмыстық қалдықтардың органикалық фракциясымен араласқан жағдайда, ашыту әлеуеті төмен Органикалық заттардың микроорганизмдерімен анаэробты термофильді ашыту мүмкіндігі көрсетілген. Зерттеулер нәтижесінде физика-химиялық сипаттамалары бойынша алынған эфлюенттердің құрамында құрғақ зат (12,6 – 42,3%), орг. көміртегі (19,5-54,6%) және жалпы азот (0,54 – 2,6%)бар екендігі анықталды. Алғаш рет қалдықтарды кәдеге жарату және термофильді ашыту үшін оңтайлы қоспаларды анықтау әдісі ұсынылды, оның ішінде ылғалдылық, көміртегі, азот және температура режимін ескере отырып жасалған қалдықтар қоспаларын ашыту процестері зерттелді. Эффлюентті қолдану нормаларының «Кокчетавский ранний» картоп сортының жасыл массасының өсуіне әсері туралы далалық зерттеулер сабақтың өсуін және фонмен салыстырғанда жапырақтардың саны мен мөлшерінің 8% - 11,7% - ға, жапырақ аймағының 5,75% -7,75% - ға, түйнектердің салмағы картоп бұтасынан 308 граммға артқанын көрсетті. Ең жақсы әсер тыңайтқышты эффлюенттің 75% ерітіндісі негізінде өсімдіктердің базальды бөлігіне тікелей енгізу арқылы қамтамасыз етілді. Сондай-ақ, осы тыңайтқыштың эффлюент ерітіндісі және N120P90K90 мен минералды тыңайтқыштардың 50% дозасында бірлесіп қолдану ұсынылды. Термофильді ашыту режимі жағдайында алғаш рет өсімдік қалдықтары мен ірі қара малдың көңінен ашытылған дезинфекцияланған органикалық эффлюент алынды, алынған тыңайтқыштың экологиялық таза және агрономиялық тиімді екендігі дәлелденді.

Для расчета экономической эффективности предлагаемых нами схем переработки твердых бытовых отходов было рассмотрено модельное предприятие, осуществляющее свою деятельность на территории города N с численностью порядка 150 тысяч человек. Предполагается, что данное предприятие оказывает услуги по вывозу и размещению (захоронению) всех коммунальных отходов данного города на собственном полигоне ТБО и осуществляет очистку всех сточных вод. Расчет показал, что простой срок окупаемости данного проекта составит 3,7 года, дисконтированный срок окупаемости проекта – 5,8 года, внутренняя норма доходности – 32%, чистая текущая стоимость проекта 1 млрд.тенге. Данные показатели позволяют отнести предприятие к прибыльным и рекомендовать его к строительству.

Біз ұсынған қатты тұрмыстық қалдықтарды қайта өңдеу схемаларының экономикалық тиімділігін есептеу үшін N қала аумағында өз қызметін жүзеге асыратын, саны шамамен 150 мың адамнан тұратын модельдік кәсіпорын қаралды. Бұл кәсіпорын осы қаланың барлық коммуналдық қалдықтарын ҚТҚ жеке полигонына шығару және орналастыру (көму) бойынша қызметтер көрсетеді және барлық сарқынды суларды тазартуды жүзеге асырады деп болжанады. Есеп осы жобаның қарапайым өтелу мерзімі 3,7 жылды, жобаның дисконтталған өтелу мерзімі – 5,8 жылды, кірістіліктің ішкі нормасы – 32%, жобаның таза ағымдағы құны 1 млрд. теңгені құрайтынын көрсетті. Бұл көрсеткіштер кәсіпорынды тиімді деп жіктеуге және оны құрылысқа ұсынуға мүмкіндік береді.

Результаты представлены на конференциях: Труды международной научнопрактической конференции», Алматы: КазНИТУ имени Сатпаева, (Алматы, 2023); Международной научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню инженерии. – (Кокшетау, 2023); Institute for Technology and research. - Proceedings of Theller Iinternational conference. - Istanbul, Turkey.- 06-07 august 2023. Опубликованы 3 статьи По материалам исследования: 1) опубликованы 3 статьи в изданиях, рекомендованных КОКСОН МОН РК (Вестник КАЗНУ им. аль- Фараби, Вестник Кызылординского университета имени Коркыт Ата и Многопрофильный научный журнал Костанайского регионального университета им. А. Байтурсынова “3i: intellect, idea, innovation - интеллект, идея, инновация); 2) опубликованы 2 научные статьи по научному направлению проекта, в базе Scopus: - Journal of Ecological Engineering 2023, 24(4), 202–216 https://doi.org/10.12911/22998993/159647; ISSN 2299–8993, License CC-BY 4.0 https://www.scopus.com/sourceid/21100246533. процентиль 52, Рейтинг журнала: JCR— Q2; - принята к публикации в журнале International Journal of Design and Nature and Ecodynamics (ISSN 1755-7437) в номере Vol. 18, No. 5. Ссылка на профиль журнала в Scopus: https://www.scopus.com/sourceid/14200154728 процентиль 54, Рейтинг журнала: JCR— Q2 3) опубликовано учебное пособие а также получено авторское свидетельство. 5) опубликованы две монографии, получено авторское свидетельство, опубликовано методическое пособие.

Нәтижелер конференцияларда ұсынылды:" ҰЛЫТАУ " – Қазақстан металлургиясының бесігі. Халықаралық ғылыми-практикалық конференция материалдары", Алматы: Сәтбаев атындағы ҚазҰТЗУ, (Алматы, 2023); Дүниежүзілік инженерия күніне арналған халықаралық ғылыми-практикалық конференция. - (Көкшетау, 2023); Institute for Technology and research. - Proceedings of Theller Iinternational conference. - Istanbul, Turkey.- 06-07 august 2023. 3 мақала жарияланды Зерттеу материалдары бойынша: 1) ҚР БҒМ КОКСОН ұсынған басылымдарда 3 мақала жарияланды (ҚазҰУ Хабаршысы. Әл-Фараби, Қорқыт Ата атындағы Қызылорда университетінің Хабаршысы және Қостанай өңірлік университетінің көпсалалы ғылыми журналы. А. Байтұрсынова " 3i: intellect, idea, innovation - интеллект, идея, инновация); 2) Scopus базасында жобаның ғылыми бағыты бойынша 2 ғылыми мақала жарияланды: - Экологиялық инженерия журналы 2023, 24(4), 202-216 https://doi.org/10.12911/22998993/159647; ISSN 2299-8993, Лицензия CC-BY 4.0 https://www.scopus.com/sourceid/21100246533. процентиль 52, журнал рейтингі: JCR-Q2; - International Journal of Design and Nature and Ecodynamics (ISSN 1755-7437) журналында Т. 18, No. 5. Scopus журналының профиліне сілтеме: https://www.scopus.com/sourceid/14200154728 процентиль 54, журнал рейтингі: JCR-Q2 3) оқу құралы жарияланды және оған авторлық куәлік алынды. 5) екі монография жарияланды, авторлық куәлік алынды, әдістемелік құрал жарияланды.

В результате исследований анаэробного термофильного сбраживания пищевых растительных отходов, навоза КРС, жидкого навоза свиней и подстилочного навоза КРС в биореакторе, были получены различные варианты органического эффлюента (биологического удобрения): - пищевые растительные отходы с навозом КРС; - Пищевые растительные отходы с навозом КРС и добавлением биопрепарата «Аграрка»; - Жидкий навоз свиней и подстилочный навоз КРС. Были изучены различные характеристики полученных вариантов удобрений, а также их оценка агрономической эффективности и экологической безопасности при проведении полевых опытов выращивания сорта картофеля «Кокчетавский ранний». Наилучший эффект обеспечило внесение удобрения непосредственно в прикорневую часть растений из расчета 75% водного раствора эффлюента. А также, совместное внесение данного орг. удобрения в дозе 50% водного раствора эффлюента и минеральных удобрений N120P90K90. Исследуемые отходы биогазовых установок, работающих на пищевых растительных отходах с навозом КРС по агрохимическим показателям не уступают другим сырьевым ресурсам и имеют существенный удобрительный потенциал. Полученный продукт – органическое удобрение представляет собой эффлюент, с повышенным содержанием азота и углерода, не содержит патогенной микрофлоры и является полностью готовым к использованию.

Зерттеудің нәтижесінде биореактордағы тағамдық өсімдік қалдықтарын, ірі қара малдың көңін, шошқаның сұйық көңін және ірі қара малдың төсек көңін анаэробты термофильді ашыту нәтижесінде органикалық эффлюенттің (биологиялық тыңайтқыштың) әртүрлі нұсқалары алынды: - ІҚМ көңі бар тағамдық өсімдік қалдықтары; - ІҚМ көңі және "Аграрка"биопрепараты қосылған тағамдық өсімдік қалдықтары; - Шошқаның сұйық көңі және ірі қара малдың қоқысы. Алынған биологиялық тыңайтқыштардың әртүрлі нұсқаларының бірнеше сипаттамалары, сондай-ақ "Кокчетавский раний" картоп сортын өсірудің далалық тәжірибелерін жүргізу кезінде олардың агрономиялық тиімділігі мен экологиялық қауіпсіздігі бағаланды. Ең жақсы әсер эффлюенттің 75% сулы ерітіндісі есебінен өсімдіктердің тамыр бөлігіне тікелей енгізу арқылы қамтамасыз етілді. Сондай-ақ, осы органикалық тыңайтқышты N120P90K90 сулы эффлюент ерітіндісі мен минералды тыңайтқыштардың 50% дозасында бірлесіп қолдану жақсы нәтиже көрсетті. Агрохимиялық көрсеткіштер бойынша ІҚМ көңімен тағамдық өсімдік қалдықтарында жұмыс істейтін биогаз қондырғыларының зерттелетін қалдықтары басқа шикізат ресурстарынан кем түспейді және айтарлықтай тыңайтқыш қасиеті бар. Алынған өнім - органикалық тыңайтқыш эффлюент болып табылады, құрамында азот пен көміртегі көп, патогендік микрофлора жоқ және қолдануға толық дайын.

Полученное в результате исследований органическое удобрение может быть использовано агропромышленными предприятиями региона после проведения лабораторно - полевых исследований по изучению влияния доз и соотношений биоудобрений на урожайность наиболее распространенных в Акмолинской области агрокультур. Результаты, полученные в исследованиях, могут быть внедрены для совершенствования системы переработки пищевых отходов в рамках концепций развития "зеленой" экономики, а полученное органическое удобрение использованы агропромышленными предприятиями региона. В результате выполненных работ будет предложена технология переработки органических отходов (на примере г. Кокшетау), показана ее экономическая эффективность.

Зерттеу нәтижесінде алынған органикалық тыңайтқышты Ақмола облысында ең көп таралған агроөнеркәсіптік дақылдардың өнімділігіне биологиялық тыңайтқыштардың дозалары мен арақатынасының әсерін зерттеу бойынша зертханалық - далалық зерттеулер жүргізгеннен кейін өңірдің агроөнеркәсіптік кәсіпорындары пайдалана алады. Зерттеулерде алынған нәтижелер "жасыл" экономиканы дамыту тұжырымдамалары шеңберінде тамақ қалдықтарын қайта өңдеу жүйесін жетілдіру үшін енгізілуі мүмкін, ал алынған органикалық тыңайтқышты өңірдің агроөнеркәсіптік кәсіпорындары пайдалануы мүмкін. Орындалған жұмыстардың нәтижесінде органикалық қалдықтарды қайта өңдеу технологиясы ұсынылады (Көкшетау қаласының мысалында), оның экономикалық тиімділігі көрсетіледі.

UDC indices
87.53.13
International classifier codes
87.53.13;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
БИОУДОБРЕНИЯ; ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТХОДАМИ; ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ; БИОРЕАКТОР; ТЕРМОФИЛЬНОЕ СБРАЖИВАНИЕ; БИОГАЗ;
Key words in Kazakh
БИОЛОГИЯЛЫҚ ТЫҢАЙТҚЫШ; ҚОРШАҒАН ОРТАНЫҢ ҚАЛДЫҚТАРМЕН ЛАСТАНУЫ; ҚАЙТАЛАМА ШИКІЗАТ; БИОРЕАКТОР; ТЕРМОФИЛЬДІ АШЫТУ; БИОГАЗ;
Head of the organization Сырлыбаев Марат Кадирулы кандидат экономических наук / Кандидат экономических наук
Head of work Баязитова Зульфия Ерзатовна Кандидат биологических наук / ассоциированный профессор
Native executive in charge