Inventory number IRN Number of state registration
0322РК00445 AP09259015-KC-22 0121РК00472
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 7
International publications: 2 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 2
Patents Amount of funding Code of the program
0 14263827 AP09259015
Name of work
Разработка технологии эффективной переработки органических отходов методом термофильного сбраживания с получением биологического удобрения
Type of work Source of funding Report authors
Applied Баязитова Зульфия Ерзатовна
0
1
1
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.

Изучение агрохим. состава эффлюента до и после брожения, показало, что содержание N общ. уменьшился в 1,02 раза, а N - NH4 - аммонийный увеличился в 2,3 раза. Состав общего фосфора и калия остались без изменений. Содержание орг. в-ва уменьшилось в 1,49 раза, показатель (рН) эффлюента близок к нейтральному. После брожения орг. масса приобретает более темную окраску, что может свидетельствовать о появлении темноокрашенных гуминовых соединений. Определение кол-ва яиц и личинок гельминтов в 1 г массы эффлюента показало, что на 7- й день брожения эффлюента при термофильном температурном режиме кол-во яиц гельминта Neoascaris vitulorum уменьшилась в 3,2 раза, Oesophagostomum radiatum – в 2,8 раза, а на 14-й день брожения личинок гельминтов подотряда не выявлено. 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 % соответственно. Изучение площади листьев на растениях показало, что по сравнению с фоном увеличилось на 5,75% -7,75% соответственно. Масса клубней также показало увеличение в сравнении с фоном на 308 граммов с куста картофеля. Наилучший эффект обеспечило внесение удобрения непосредственно в прикорневую часть растений из расчета 75% водного раствора эффлюента. А также, совместное внесение данного органического удобрения в дозе 50% водного раствора эффлюента и минеральных удобрений N120P90K90.

Ашытуға дейін және одан кейін эффлюенттің агрохимиялық құрамын зерттеу N жалпы құрамының 1,02 есе азайғанын, ал N - NH4 - аммоний 2,3 есе артқанын көрсетті. Жалпы фосфор мен калийдің құрамы өзгеріссіз қалды. Органикалық заттардың мөлшері 1,49 есе азайды, эффлюенттің көрсеткіші (рН) бейтарапқа жақын. Ашытудан кейін органикалық масса күңгірт түске ие болады, бұл қара түсті гумин қосылыстарының пайда болуын көрсетуі мүмкін. Эффлюент массасының 1 г - дағы гельминт жұмыртқалары мен личинкаларының санын анықтау термофильді температуралық режимде эффлюенттің ашытуының 7 – ші күні Neoascaris vitulorum гельминт жұмыртқаларының саны 3,2 есе, Oesophagostomum radiatum-2,8 есе азайғанын, ал 14-ші күні субординаталық гельминт личинкаларының ашытуы анықталмағанын көрсетті. "Кокчетавский раний" картоп сортының жасыл массасының өсуіне эффлюентті қолдану нормаларының әсерін далалық зерттеу сабақтың өсуін және фонмен салыстырғанда жапырақтардың саны мен мөлшерінің сәйкесінше 8% - 11,7% - ға артқанын көрсетті. Өсімдіктердегі жапырақ аймағын зерттеу фонмен салыстырғанда сәйкесінше 5,75% -7,75% - ға өскенін көрсетті. Түйнектердің массасы картоп бұтасынан 308 грамм фонмен салыстырғанда өсуді көрсетті. Ең жақсы әсер тыңайтқышты 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 ұсынылады.

Согласно календарного плана, расчет экономической эффективности внедрения системы по переработке органических отходов запланирован на 2023 год. Будет определен стоимостный показатель отходов и стоимостный показатель продукции для описания процесса рециклинга и обоснована экономическая целесообразность переработки пищевых отходов.

Күнтізбелік жоспарға сәйкес органикалық қалдықтарды қайта өңдеу жүйесін енгізудің экономикалық тиімділігін есептеу 2023 жылға жоспарланған. Қайта өңдеу процесін сипаттау үшін қалдықтардың құндық көрсеткіші мен өнімнің құндық көрсеткіші айқындалатын және тамақ қалдықтарын қайта өңдеудің экономикалық орындылығы негізделетін болады.

Результаты представлены на конференциях: «ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ГЕОЛОГИИ, ЭКОЛОГИИ И ХИМИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ», Алматы: КазНИТУ имени Сатпаева, (Алматы, 2022); научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню инженерии. – (Кокшетау, 2022). По материалам исследования: 1) опубликованы 2 статьи в изданиях, рекомендованных КОКСОН МОН РК (Вестник КАЗНУ им. аль- Фараби и Вестник Карагандинского университета им. академика Е.А.Букетова); 2) опубликованы 2 научные статьи по научному направлению проекта, в базе Scopus: - International Journal of GEOMATE, Рейтинг журнала: JCR— Q3 (науки об окружающей среде), имеющий процентиль по CiteScore в базе Scopus 39); - в журнале Sustainability, индексируемый в Scopus, Рейтинг журнала: JCR— Q2 (науки об окружающей среде), имеющий процентиль по CiteScore в базе Scopus 85. 3) поданы в печать 3 статьи в издания, рекомендованных КОКСОН МОН РК (Вестник КАЗНУ им. аль- Фараби; Вестник Кызылординского университета им. Коркыт Ата; в журнал «3i: интеллект, идея, инновация», секция- Сельскохозяйственные науки, Костанайского регионального университета им. А. Байтурсынова) 4) опубликовано учебное пособие: З.Е. Баязитова, С.Б. Жапарова «Органикалық қалдықтарды қайта өңдеу».- Оқу құралы.- «Salem» баспасы, Көкшетау, 2022.- 200б. 5) получено авторское свидетельство на учебное пособие З.Е. Баязитова, С.Б. Жапарова «Органикалық қалдықтарды қайта өңдеу».№ 29085 от 28 сентября 2022 года

Нәтижелер конференцияларда баяндалған: «Қазіргі заманғы білім беру технологияларын пайдалану арқылы геологияның, экологияның және химияның іргелі, қолданбалы аспектілері», Алматы: Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ, (Алматы, 2022); Дүниежүзілік машина жасау күніне арналған халықаралық ғылыми-практикалық конференция. – (Көкшетау, 2022 ж.). Зерттеу материалдары жарияланды: 1) ҚР БҒМ БССКҚ ұсынған басылымдарда 2 мақала жарияланды (әл-Фараби атындағы ҚазҰУ Хабаршысы және академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университетінің хабаршысы); 2) Scopus деректер базасында жобаның ғылыми бағыты бойынша 2 ғылыми мақала жарияланды: - International Journal of GEOMATE, Journal Rank: JCR - Q3 (қоршаған орта туралы ғылымдар), Scopus жүйесінде CiteScore - 39 пайыздық көрсеткіші бар); - Scopus жүйесінде индекстелген Тұрақты даму журналында, Journal Rank: JCR - Q2 (қоршаған ортаны қорғау ғылымдары), Scopus дерекқорында CiteScore- 85 пайыздық көрсеткіші бар. 3) ҚР БҒМ БССКҚ ұсынған басылымдарда 3 мақала жариялануға ұсынылды (Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ Хабаршысы; Қорқыт Ата атындағы Қызылорда университетінің хабаршысы; «3i: интеллект, идея, инновация» А.Байтұрсынов атындағы Қостанай өңірлік университеті). 4) Оқулық жарық көрді: З.Е. Баязитова, С.Б. Жапарова «Органикалық қалдықтарды қайта өндеу».- Оқу құралы.- «Сәлем» баспасы, Көкшетау, 2022.- 200б. 5) оқулыққа авторлық куәлік З.Е. Баязитова, С.Б. Жапарова «Органикалық қалдықтарды қайта өндеу» 28.09.2022 No29085.

Определение физ.-хим-х и токсикологических параметров орг. отходов, а также изучение процесса термофильного сбраживания это важные и длительные этапы проекта, в котором будут проведены несколько серий опытов в биореакторе для получения самого эффективного, безопасного в санитарно-эпидемиологическом отношении биоудобрения. Во второй год исследования в результате 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.

Орг-қ қалдықтардың физика-химиялық және токсикологиялық параметрлерін анықтау, сондай-ақ ашыту процесін зерттеу бұл санитарлық-эпидемиологиялық тұрғыдан ең тиімді, қауіпсіз био тыңайтқышты алу үшін биореакторда бірнеше тәжірибелер сериясы жүргізілетін жобаның ең маңызды және ұзақ кезеңдерінің бірі. Зерттеудің екінші жылында 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.

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. Данная задача будет продолжена в 2023 г. 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. Бұл міндет 2023 жылы жалғасады. 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;
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