Удосконалення технології біологічного очищення відходів вівчарських ферм
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323371Ключові слова:
біологічне очищення, сільськогосподарські відходи, мікроорганізми, біодобрива, біогаз, органічне землеробство, управління відходами, стале сільське господарствоАнотація
Дослідження зосереджено на розробці та вдосконаленні технологій біологічної обробки сільськогосподарських відходів для вирішення екологічних проблем і підвищення стійкості. Об’єктом дослідження є різні види сільськогосподарських відходів, такі як рослинні залишки, гній худоби та побічні продукти переробки, які часто сприяють забрудненню та неефективному використанню ресурсів за умови поганого управління. Основною проблемою, яка розглядається, є необхідність ефективних та екологічно чистих рішень для пом’якшення впливу сільськогосподарських відходів на навколишнє середовище, одночасно максимізуючи їхній потенціал як ресурсу. Розроблено вдосконалені алгоритми оптимізації ефективності та прогнозування виробництва енергії, які дозволили досягти точності прогнозу 85 %. Комбінована система продемонструвала 30 % підвищення енергетичної стабільності порівняно з використанням одного відновлюваного джерела. Адаптивні механізми управління та ефективне управління накопиченням енергії дозволили знизити втрати енергії за несприятливих погодних умов на 20 %. Ці результати підтвердили здатність гібридної системи забезпечувати стабільну електроенергію, зменшувати залежність від викопного палива до 40 % і скорочувати викиди CO₂ приблизно на 25 %.
Дослідження пояснило ці результати демонстрацією синергічного ефекту мікробних консорціумів і індивідуальних умов обробки на розщеплення відходів і перетворення поживних речовин. Основні характеристики результатів включають їх масштабованість, економічну ефективність і адаптованість до різних типів сільськогосподарських відходів. Ці характеристики дозволили технології комплексно вирішити проблему неефективного поводження з відходами
Посилання
- Sathiyapriya, S., Prabhaharan, J., Sheeba, S., Anandham, R., Ilamaran, M. (2024). Nutrient recycling through composting: Harnessing agricultural wastes for sustainable crop production. Plant Science Today, 11 (sp4). https://doi.org/10.14719/pst.5627
- Zhong, C., Wang, C., Wang, F., Jia, H., Wei, P., Zhao, Y. (2016). Enhanced biogas production from wheat straw with the application of synergistic microbial consortium pretreatment. RSC Advances, 6 (65), 60187–60195. https://doi.org/10.1039/c5ra27393e
- Nasir, I. M., Mohd Ghazi, T. I., Omar, R. (2012). Anaerobic digestion technology in livestock manure treatment for biogas production: A review. Engineering in Life Sciences, 12 (3), 258–269. https://doi.org/10.1002/elsc.201100150
- Ahmad, S., Pathak, V. V., Kothari, R., Singh, R. P. (2017). Prospects for pretreatment methods of lignocellulosic waste biomass for biogas enhancement: opportunities and challenges. Biofuels, 9 (5), 575–594. https://doi.org/10.1080/17597269.2017.1378991
- Bhat, M. A., Adil, A. W., Sikander, B. M., Lone, Y., Malik, J. Ahmad. (2022). Waste Management Technology for Sustainable Agriculture. Research Anthology on Strategies for Achieving Agricultural Sustainability, 379–398. https://doi.org/10.4018/978-1-6684-5352-0.ch021
- Ahmed, S. F., Mofijur, M., Tarannum, K., Chowdhury, A. T., Rafa, N., Nuzhat, S. et al. (2021). Biogas upgrading, economy and utilization: a review. Environmental Chemistry Letters, 19 (6), 4137–4164. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01292-x
- Kougias, P. G., Angelidaki, I. (2018). Biogas and its opportunities – A review. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 12 (3). https://doi.org/10.1007/s11783-018-1037-8
- Ajah, C. P., Nwaojei, K. (2024). Optimizing the microbial community composition in anaerobic digesters to improve biogas yields from food waste. World Journal of Advanced Research and Reviews, 23 (2), 2133–2155. https://doi.org/10.30574/wjarr.2024.23.2.2270
- Hagos, K., Zong, J., Li, D., Liu, C., Lu, X. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: Progress, challenges and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 1485–1496. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.184
- Vutai, V., Ma, C., Lu, M. (2016). The Role of Anaerobic Digestion in Wastewater Management. EM Magazine. Available at: https://www.researchgate.net/publication/309062022_The_Role_of_Anaerobic_Digestion_in_Wastewater_Management
- Almomani, F., Bhosale, R. R. (2020). Enhancing the production of biogas through anaerobic co-digestion of agricultural waste and chemical pre-treatments. Chemosphere, 255, 126805. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126805
- Rahmati, F., Sethi, D., Shu, W., Asgari Lajayer, B., Mosaferi, M., Thomson, A., Price, G. W. (2024). Advances in microbial exoenzymes bioengineering for improvement of bioplastics degradation. Chemosphere, 355, 141749. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.141749
- Bharathiraja, S., Suriya, J., Krishnan, M., Manivasagan, P., Kim, S.-K. (2017). Production of Enzymes From Agricultural Wastes and Their Potential Industrial Applications. Marine Enzymes Biotechnology: Production and Industrial Applications, Part III - Application of Marine Enzymes, 125–148. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2016.11.003
- Awasthi, M. K., Sindhu, R., Sirohi, R., Kumar, V., Ahluwalia, V., Binod, P. et al. (2022). Agricultural waste biorefinery development towards circular bioeconomy. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 158, 112122. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112122
- Basak, B., Kumar, R., Bharadwaj, A. V. S. L. S., Kim, T. H., Kim, J. R., Jang, M. et al. (2023). Advances in physicochemical pretreatment strategies for lignocellulose biomass and their effectiveness in bioconversion for biofuel production. Bioresource Technology, 369, 128413. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.128413
- Sultan, A., Yermoldina, G., Kassym, R., Serikov, T., Bekbosynov, S., Yernazarov, N. et al. (2024). Research and construction of an adaptive drive with increased efficiency based on a balancing friction clutch. Vibroengineering Procedia, 54, 334–340. https://doi.org/10.21595/vp.2024.23971
- Kassym, R., Bakhtiyar, B., Tokmoldayev, A., Tursunbayeva, G., Korobkov, M., Issakhanov, M. et al. (2024). Development of an experimental energy complex based on a boiler plant with an automated burner for its energy use. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (132)), 56–65. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.314334
- Nurmaganbetova, G., Issenov, S., Kaverin, V., Em, G., Asainov, G., Nurmaganbetova, Z., Bulatbayeva, Y., Kassym, R. (2024). Indirect temperature protection of an asynchronous generator by stator winding resistance measurement with superimposition of high-frequency pulse signals. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (128)), 46–53. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302872
- Bimurzaev, S., Aldiyarov, N., Yerzhigitov, Y., Tlenshiyeva, A., Kassym, R. (2023). Improving the resolution and sensitivity of an orthogonal time-of-flight mass spectrometer with orthogonal ion injection. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (126)), 43–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290649
- Utegenova, A., Bapyshev, A., Suimenbayeva, Z., Aden, A., Kassym, R., Tansaule, S. (2023). Development system for coordination of activities of experts in the formation of machineschetable standards in the field of military and space activities based on ontological engineering: a case study. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (2 (125)), 67–77. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288542
- Baibolov, A., Sydykov, S., Alibek, N., Tokmoldayev, A., Turdybek, B., Jurado, F., Kassym, R. (2022). Map of zoning of the territory of Kazakhstan by the average temperature of the heating period in order to select a heat pump system of heat supply: A case study. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 44 (3), 7303–7315. https://doi.org/10.1080/15567036.2022.2108168
- Omarov, R., Keshuov, S., Omar, D., Baibolov, A., Tokmoldayev, A., Kunelbayev, M. (2017). Calculation of heat output of the combined system with a solar collectors and heat pump. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12 (6), 1590–1598.
- Zhanbirov, G., Litvin, V., Taran, I., Izteleuova, M., Aliakbarkyzy, D. (2023). Substantiation of a reasonable number of forklifts for a warehouse complex with frontal racks in an anylogic environment. Transport Problems, 18 (2), 147–160. https://doi.org/10.20858/tp.2023.18.2.13
- Taran, I., Alik, A., Korobiova, R., Grevtsov, S., Izteleuova, M. (2024). Assessment of the efficiency of methods for transporting perishable foods in the conditions of Kazakhstan. Transport Problems, 19 (4), 83–93. https://doi.org/10.20858/tp.2024.19.4.07
- Alikhanov, D., Shynybaj, Z., Daskalov, P., Tshonev, R. (2013). Express method and dEvice for definition of potato tubers parameters. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 19 (4), 866–874. Available at: https://www.agrojournal.org/19/04-39.pdf
- Oro, C. E. D., Saorin Puton, B. M., Venquiaruto, L. D., Dallago, R. M., Tres, M. V. (2024). Effective Microbial Strategies to Remediate Contaminated Agricultural Soils and Conserve Functions. Agronomy, 14 (11), 2637. https://doi.org/10.3390/agronomy14112637
- Sobhi, M., Guo, J., Gaballah, M. S., Li, B., Zheng, J., Cui, X. et al. (2022). Selecting the optimal nutrients recovery application for a biogas slurry based on its characteristics and the local environmental conditions: A critical review. Science of The Total Environment, 814, 152700. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152700
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Almas Baimukhanbetov, Balzhan Bakhtiyar, Amanzhol Tokmoldayev, Ruslan Kassym, Gulzhamal Tursunbayeva, Maxim Korobkov, Turarbek Sharipov, Gulzagira Manapova, Almagul Mergalimova, Dias Saparov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
