Введение. В настоящее время многие птицеводческие и животноводческие комплексы стали источниками загрязнения окружающей природной среды, тем самым создавая серьезные экологические проблемы, нанося экономический и социальный ущерб. В зоне их функционирования возможно загрязнение атмосферного воздуха микроорганизмами, пылью, дурнопахнущими органическими соединениями, являющимися продуктами разложения органических отходов, а также окислами азота, серы, углерода.Птичий помет и навоз животных содержат кислоты, азот, фосфор, калий и тяжелые металлы. Содержание азота, фосфора и калия резко изменяется в зависимости от количества и качества корма. Азот в помете и навозе находится в форме мочевой кислоты, которая быстро разлагается с образованием аммиака. Свежий помет и навоз очень сильно подкисляют почву, угнетая микроорганизмы, нарушая естественный метаболизм экосистемы.Основным недостатком процесса анаэробного сбраживания является низкая скорость реакции даже при значительном нагреве реакционной массы, что приводит к необходимости создания биореакторов большого объема и, соответственно, повышает капитальные затраты на строительство объектов переработки.Гуминовые вещества, выделенные из бурого угля, обладают достаточно высокой сорбционной активностью и применяются в качестве дешевых сорбентов для решения целого ряда экологических проблем в промышленности [1–4].Применение гумата натрия в качестве катализатора процесса анаэробного сбраживания позволит ускорить химико-биологический процесс сбраживания, снизить энергозатраты на его проведение, использовать реакторное оборудование меньшего объема. Кроме того, гумат натрия за счет комплексообразующих и адсорбционно-абсорбционных свойств обеспечит детоксикацию реакционной массы от тяжелых металлов и их солей.Известные способы получения органических удобрений из помета птиц и навоза обладают значительной металлоемкостью и энергоемкостью, высокой себестоимостью, что ограничивает их использование на птицефабриках и животноводческих комплексах малой и средней мощности. Во всех способах отсутствует процесс связывания солей тяжелых металлов, находящихся в экскрементах, что снижает экологичность процессов [5].Вместе с тем известен способ детоксикации земель сельскохозяйственного назначения с использованием гуминового сорбента [6]. Недостатком способа является необходимость отдельного от внесения удобрений процесса внесения сорбента, что снижает технологичность процесса и не обеспечивает в процессе внесения удобрений контроля их качества на содержание токсичных элементов.Кроме того, недостатком известных способов анаэробного сбраживания является низкая скорость процесса. Для повышения его эффективности нами использовался в качестве биологического катализатора процесса стимулятор роста бактерий гумат натрия, полученный по ранее разработанной технологии из бурого угля Майкубенского месторождения в РК («Способ получения гумата натрия» Патент № 4600 РК) [7], а также сорбент на основе гумата натрия (сопутствующий продукт получения гумата натрия), который предлагается использовать для детоксикации исходного сырья и получаемого продукта от тяжелых металлов и их солей за счет его абсорбционно-адсорбционных и комплексообразующих свойств. Гумат натрия в технологическом процессе значительно ускоряет процесс сбраживания (процесс развития бактерий) в анаэробной среде (без доступа кислорода), устраняет неприятный запах птичьего помета, а также увеличивает выход биогаза. В результате ферментации анаэробные бактерии расщепляют сложные органические соединения (жиры, белки, углеводы), содержащиеся в ферментируемом продукте, до кислот жирного ряда, затем – до соединений, которые могут усваиваться растениями. Кроме того, гумат натрия за счет комплексообразующих и адсорбционно-абсорбционных свойств обеспечивает детоксикацию реакционной массы от тяжелых металлов и их солей. В результате ферментации также выделяются тепло и биогаз, которые посылают на дальнейшее использование или утилизируют [8].Цель исследований – разработка технологии детоксикации отходов птицеводства с применением биокаталитических процессов. Цель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении временных затрат на ферментацию экскрементов птиц, в сохранении органических и минеральных веществ в конечном продукте и улучшении их качества, в повышении экологичности способа благодаря использованию гуминового сорбента для перевода в нерастворимое состояние солей тяжелых металлов и других токсических веществ.Объекты и методы. В качестве исходного продукта использовали экскременты птиц, в опытно-промышленный реактор загружали 100 кг птичьего помета с исходной влажностью 60 %, добавляли 200 л воды и 1–2 л биологического катализатора гумата натрия. Реактор герметично закрывали и включали перемешивающее устройство (фекальный насос). Реакционная масса перемешивалась на протяжении 60 мин до получения однородной консистенции. Перемешивание содержимого реактора способствует более тесному контакту микроорганизмов и субстрата. После чего реакционная масса в результате экзотермической реакции разогревалась до температуры в диапазоне от 27 до 50 °С. С увеличением температуры увеличивается метаболическая активность микроорганизмов, что приводит к более высокой степени стабилизации отходов и практически полному уничтожению вирусных и бактериальных патогенов. Завершение процесса сбраживания в анаэробной среде характеризуется прекращением образования биогаза и экзотермической реакции. Продолжительность процесса сбраживания от 2 до 5 суток. Выделяющийся биогаз с содержанием метана 60–70 % отводился в газгольдер и в дальнейшем использовался для выработки тепловой энергии или утилизировался. При прекращении выделения биогаза процесс анаэробного сбраживания считался законченным. После окончания процесса брожения проводилась детоксикация птичьего помета от тяжелых металлов и их солей путем добавления в реакционную массу гуминового сорбента в соотношении 1:0,01. Массу тщательно перемешивали до получения однородной консистенции. Выдерживали в течение 12 часов и по мере окончания контролируемого технологического процесса проводили выгрузку удобрения.В качестве контроля использовался процесс анаэробного сбраживания куриного помета без применения гумата натрия в качестве катализатора процесса брожения и без использования гуминового сорбента для детоксикации получаемого продукта брожения от солей тяжелых металлов.Исследования проводились в трех вариантах.Испытанию были подвержены следующие пробы: проба 1 – суспензия птичьего помета без добавления гумата натрия; проба 2 – суспензия птичьего помета с добавлением гумата натрия в стандартном количестве; проба 3 – с добавлением в пробу 2 гуминового сорбента в количестве, указанном в разработанной технологии.Для повышения точности опыта использовался птичий помет, полученный из одного птицеводческого хозяйства в одно и то же время.Исследования проводили в 5-кратной повторности.Первичная информация собиралась, обрабатывалась и анализировалась с помощью аналитических методик (содержание азота, фосфора, калия, тяжелых металлов и их солей, массовой доли органического вещества, золы и т. д.) в лаборатории Инновационного Евразийского университета и лаборатории ТОО «БО-НА». Контроль достоверности осуществляли в аккредитованных лабораториях ТОО «Иртыш-Стандарт» и Павлодарского филиала Республиканской ветеринарной лаборатории.Статистическая обработка полученных данных выполнена методом вариационной статистики по Фишеру – Стьюденту.Результаты и их обсуждение. Нормативные химические и биологические показатели гумата натрия, полученного из углей Майкубенского месторождения по предложенной ранее нами технологии, представлены в таблице 1.  Таблица 1Нормативные химические и биологические показатели гумата натрия ПоказательКоличественное содержание показателя12Содержание солей гуминовых кислот, %, не менее10–25Содержание органических веществ в сухом веществе, %40–60Массовая доля общих фосфатов в пересчете на P2O5, %5–20Массовая доля общего калия в пересчете на К2О, % 5–20Массовая доля общего азота, %5–20Массовая доля кальция усваиваемого, в пересчете на СaO, %5–10Массовая доля соединений [ОУ1] магния в пересчете на MgO, %1–2,5Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3, %0,5–2,5Массовая доля микроэлементов[ОУ2] , мг/кг:сера40,0–42,0марганец60–80бор4,2–4,8цинк28–35медь3,5–5,1молибден0,05–0,07   Окончание табл. 112кобальт3,0–3,5рН 6,5–8Индекс санитарно-показательных микроорганизмов, клеток/г:– колиформы– энтеробактерии 1–101–10Патогенные и болезнетворные микроорганизмы, в том числеэнтеробактерии, энтерококки, энтеровирусы, клеток/гОтсутствуютЖизнеспособные яйца и личинки гельминтов, в том численематоды, трематоды, цестодыОтсутствуютЦисты кишечных патогенных простейшихОтсутствуютЛичинки и куколки синантропных мухОтсутствуют  Как видно из данных, представленных в таблице 2, при санитарно-гигиеническом и химико-токсикологическом анализе в пробе 1 допущено некоторое превышение нормативных показателей по содержанию растворимых солей тяжелых металлов, наличию жизнеспособных яиц и личинок гельминтов и значительное снижение содержания солей гуминовых кислот. В пробах 2 и 3 все показатели находятся в границах нормы, при этом продолжительность процесса ферментации снизилась в среднем на 7 часов по сравнению с пробой 1, что свидетельствует о каталитическом эффекте применения гумата натрия для активации ферментов анаэробных бактерий в процессе анаэробного брожения. При этом в пробе 3 (с применением гуминового сорбента) показатель массовой концентрации примесей отдельных токсичных элементов (водорастворимых солей тяжелых металлов) снизился в среднем в 5–15 раз (Р < 0,001).  Таблица 2Результаты испытаний технологического регламента по детоксикации птичьего помета, М±m, n = 5 ПоказательНД на методы испытанийТребования НДПроба 1Проба 2Проба 3123456Продолжительность ферментации, чНенормируетсяНенормируется57±1450±2150±11Содержание солей гуминовых кислот, %, не менееСвидетельствоо регистрации KZ72VCF00004810–257,0±2,116,0±4,318,0±4,9Массовая концентрация примесей (валовое содержание), мг/кг сухого вещества, не более:– свинца– кадмия– ртути– мышьяка     ГОСТ Р53218ГОСТ Р53218ГОСТ 58663ГОСТ 26930     130,02,02,110,0     132,0±462,1±0,72,1±0,89,8±1,9     122,0±341,8±0,61,7±0,69,5±1,7     11,9±3,5*0,3±0,01*0,4±0,01*1,2±0,02*Массовая доля сухого вещества, % ГОСТ 26713Не менее 8588,0±24,987,5±30,188,5±33,8рН, ед.ГОСТ 279796,0-8,56,5±1,96,3±2,76,4±3,1Массовая доля органического вещества, % на сухое вещество, не менее ГОСТ 279805052,4±20,953,2±17,453,8±19,8Массовая доля азота общего, %, не менееГОСТ 267162,02,2±0,913,2±0,983,2±0,97Окончание табл. 2123456Массовая доляобщего фосфора (в пересчете на Р2О5), %, не менее ГОСТ 267172,02,3±0,772,5±0,982,6±0,87Массовая доляобщего калия(в пересчете на К2О), %, не менееГОСТ 20851.30,80,9±0,21,1±0,51,2±0,55Наличие яиц и личинок гельминтов, экз/кгГОСТ Р54627-2011Недопускается2±0,400Примечание. Разница по отношению к первой пробе достоверна: * – Р < 0,001.  По результатам исследования вявлено, что осуществление разработанной технологии обеспечивает полную и безопасную утилизацию чрезвычайно агрессивных отходов птицефабрик, а следовательно –  существенное улучшение экологической обстановки, в частности в регионах расположения птицефабрик. Разработанный способ получения органического удобрения позволяет также значительно сократить время проведения ферментации.В ходе проведения исследовательских работ разработаны и утверждены технологические параметры биокаталитического процесса анаэробного сбраживания отходов птицеводства с использованием гумата натрия, которые представлены в таблице 3.  Таблица 3Технологические параметры биокаталитического процессаанаэробного сбраживания отходов птицеводства с использованием гумата натрия ПараметрПоказательВлажность куриного помета80 %Время перемешивания реакционной массы после окончания загрузки исходного сырья (куриный помет, гумат натрия, вода)60–120 минДиапазон температуры подогрева реакционной массы27–50 °СПродолжительность процесса сбраживания От 2 до 3 недельВремя проведения процесса детоксикации птичьего пометаот тяжелых металлов и их солей путем добавленияв реакционную массу гуминового сорбентаВыдерживается в течение 12 чВремя перемешивания реакционной массы после добавления гуминового сорбента 60–120 миндо получения однородной массы  В качестве катализатора данного процесса добавляется гумат натрия собственного производства, который значительно ускоряет процесс сбраживания (процесс развития бактерий) в анаэробной среде (без доступа кислорода), устраняет неприятный запах птичьего помета, а также увеличивает выход биогаза.После окончания процесса брожения проводится детоксикация птичьего помета от тяжелых металлов и их солей путем добавления в реакционную массу гуминового сорбента собственного производства.В результате исследований нами разработан и утвержден технологический регламент процесса детоксикации отходов птицефабрик с помощью комплекса биокаталитических процессов, обеспечивающих полную ликвидацию (связывание) токсических компонентов в исходном сырье и продукте.По мере окончания контролируемого технологического процесса проводили выгрузку удобрения. Полученные образцы удобрения и биогаза отправляли в лабораторию для определения качественных и количественных показателей. Процесс фасовки готовой продукции в тару осуществляется в помещении фасовки на специально оборудованных столах. Места фасовки оборудованы местной вытяжной вентиляцией для обеспечения безопасных условий процесса. В качестве тары используются герметичные пластиковые флаконы объемом 0,3; 0,5; 0,75; 1 л и герметичные пластиковые канистры объемом 5 л. На каждую единицу заполненной тары наклеивается этикетка утвержденного содержания и дизайна. Коэффициент заполнения тары не превышал 0,9–0,95. Временное хранение готовой продукции до его реализации производится в складе готовой продукции, максимальная норма хранения – 2 т средства в потребительской таре. Для хранения использовались хорошо вентилируемые помещения с защитой от атмосферных осадков и солнечного света при температуре от 0 до 30 °С. Выдача продукта потребителю осуществлялась со склада готового продукта.В результате проведенных исследований разработан способ получения органического удобрения, включающий ферментацию исходного продукта, удаление биогаза, седиментацию, отличающийся тем, что реакционную смесь предварительно ферментируют с добавлением 200 % воды и 1–2 % гумата натрия, после окончания ферментации, в процессе которой происходит самонагревание ферментационной смеси до температуры от 37 до 51 °С, и удаления биогаза из продукта ферментации в реакционную смесь производят добавку гуминового сорбента в количестве от 1 до 2 % массовой доли, перемешивают в течение 12–24 ч, посредством седиментации отделяют плотную составляющую исходного продукта, а жидкую составляющую отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 5 до 1 к 7, плотную фракцию удаляют, а надосадочную фракцию используют в качестве жидкого органического удобрения. Заключение. На основании проведенных исследований разработана технология получения органического удобрения из отходов птицеводства методом анаэробного сбраживания куриного помета при температуре 27–50 °С с добавлением гумата натрия.Удобрение предназначено для применения в сельскохозяйственном производстве, садоводстве, цветоводстве, лесном, городском хозяйствах, на приусадебных участках в целях повышения урожайности, качества продукции растениеводства. Рекомендуется для подкормки всех видов сельскохозяйственных культур, а также для рекультивации почв.На разработанную технологию подана заявка на получение Патента на изобретение РК «Способ получения органического удобрения» (приоритет № 2021-22818, от 13.07.2021).  [ОУ1]оксида [ОУ2]массовая доля микроэлементов валовых?