Способ переработки подстилочного навоза и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ ИЗОИРКТЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4757040/1 5 (22) 27.09.89 (46) 15.12.93 Бюл. Na 45-46 (76) Шемарин Владимир Федорович (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (67) Целью изобретения — снижение трудоемкости и повышение экологичности процесса за счет улучшения условий труда и содержания животных, обеспечение саморегулируемости процесса независимо от количества навоза и климатических условий как в местах содержания животных. так и в специализированных местах. Сущность изобретения заключается в том, что продукты жизнедеятельности животных и органические отходы (как твердая, так и жидкая фракции) подают по мере их образования в накопительную емкость, например. подпольное навозохранилище, перекрытое щелевым полом и снабженное дренажным устройством, которую предварительно заполняют фильтрующим горизонтом почвенно-песчаной смеси в количестве йе более расчетного объема перерабатываемого навоза, т.е. не более половины объема навозохранилища. В емкости осуществляется сбор, накопление, хранение и непрерывная переработка органики, для чего в смесь на начальной стадии для переработки навоза биологическими методами вводят кольчатых червей класса Oligochaeta, преимущест(ю) RRU U(11) 2ОО4528 Cl (51) 5 С 05 Р 3 ОО

2 венно семейств Lumbricidae или Megascolecidae, в количестве не менее 30 — 50 шт, на 1 т расчетного

2 количества навоза /20 — 50 шт. на 1 м хранилища/ и создают оптимальные условия для их размножения в течение 5 — 9 мес

/длительность стойлового периода/, Изобретение позволяет эксплуатировать животноводческие помещения без опасения их заражения патогенными бактериями от длительного хранения навоза при естественном сбраживании, т.е. улучшает экологичность, санитарно-гигиенические условия содержания животных; получать высококачественные органические удобрения — биогумус для выращивания экологически чистых сельскохозяйственных продуктов и кормовые белки /биомассу червей/ для сбалансирования биокормов; обеспечить безотходность содержания животных, повысить эффективность использования кормов; снизить себестоимость продуктов животноводства и трудоемкость;сохранить окружающую среду /особенно крупных животноводческих комплексов/. Непрерывность утилизации и переработки отходов в ре- ф зультате жизнедеятельности червей, саморегулируемость этого процесса повышают экологичность содержания животных и реализуются в любых кпи — ( матических зонах для любого количества отходов сгорания. 2 с и 1 зл.ф-лы 1 ип, 2004528

1:,- .),,";,;:<;I;, ()т!(с!.Итсл к переработке

: «:!)За .;:;;.!(:О(<)кя ественное удобрение— .,я I. «,Тро!)Ст))ям, В частности навоц(!я (o Осуществления, ис" .. .. .. )!ь! ком ) .Îe(léeree, " ;;o(Об Г1 )и! Отовления искус

С . i;ri ii )Г! :. "» Igi.; Г!О )ВЬ) ПРИ КОТОРОМ .:.яркие .; твердые фракции), ", ., 1! . ri - "!)." ". А<ИВОТI I ЫМИ В ПРОЦВССЕ ТЕСНОГО

, )/ .! ? !<3} lл, с(- 18шив IercH со специальнОЙ

":. :!,.! : .!)й !".) СОЛ!)МЫ !1 ДР8ВЕСНЬ!Х ОПИЛОК, °,-. - м".I-, ."ere)I только при достижении

: - . „ 3 1%. !)осле зтОГО в смесь до„,1-.;!<::.::: )1:,":)ел)че)1.!! !е кост)! животных В

< :..,::;*: .." .: =8 5--) ННЫЙ пе: <.:,:. - -, -.,-3сп)1! 38;.лг!)!н!(х червей, которых

2!. .. ;.:, . I I!:!, <)Олее Iel -1 1на 9 i lee, в Услс..;; —.::,: : —: -...: .-)1.". f».»x I:Ix размно)ке !и!о. ,.::, - . II)IQI сг!Ос<1бя лвляют< )а YiГ! 0 ГЯ ПО< K )ЛЬ

: р< г!у «ыделлются продук1 „..

8,:.;;"Й;),ер(,18!)тизаци., брожения и ,:: -:;.:;..:::2-.:;! -.IIr,.-,i..": 1 :.. Ссь! ))ввоза Поддей::...! :1:.":". (".!.:р<. ioв и Оактерий(, необходи

<)Г ! П i" "Г! II 18)1:: =I I", 2 ТРАЛЛ В !,): З)1 . :н :... I ;-i:. 3,<)я;л(тен )ивмос! ью био" . I2;;i, I8(,.:,)х "", я! ци! !.!.")ссы н эя мелячием

))ол,".Знс::11),"!();х Г.)яктеpèé, влажно<:rü!о (; <) р с т ) ! .. -1,:.:,:.-.. О О 1-,-! с ц 8 н и е 1 и н г ред и е н то в с!"!8<)ей), Соль)))ая трудо8мк()сть ИЗ за н;-. Об"

i,O 2!)Ir1ÎÃ Ã ."дз)!ВНИЛ СМОСИ ПОЛСТИЛКИ И ЗКС

XI)ei>Ie Г: ie, iiiii! )Чен(!Л ИЗМЕЛЬЧВННЫХ КОСТЕЙ

;-;.ИВ :.rl-!V): И -;;,Се))ИЛ ИХ В СМЕСЬ, ВНЕСЕНИЯ

;:. с!К)есь чс))В.. ", "; С"озданил у"ловий, благопри,: 2 ных их ряэ)-. .Пожени!о; необходимость тех! !и -!Вских средств длл Осуществления ПОдобной перераб<)тки. Кроме того, получение кон сч )!ОГО прод кта Г!О дЯ нному способу т!2ебуе1 дли Гельного времени, НеобхОДИмасть отме!Ить и недостаточно полное использование Воэ))ожносте) : биологических элементов пер работки смеси — земляных червей, .-<О)орые вносятсл в г рактически чисгый г!Яре(ной только на последней стадии иолу!)8!!Ил удобрен!Ия после окончания микробио)lо! Ических процессОВ. TBM самым су"

)кз ог я разновидности семейств ((С(1ОЛЬЗ !; <<Ых Зе!.1)!Я!! ..-!Х ЧВРВВЙ И ПОВЫШЯ ют(.а требова !(О1 к Обесг!ечени)о условий их па (ми <Зже н:.,1я (3 Оязлич и ы)< климатических эона:<.

1" lед }", I Я .- .i "÷:i I лвллк)тсл также необхо ,Г(имос2 ь,-(aë1ë -1ил специально Обученного перго, яла и с )держание животных продолЖИТ8)! Ь)!!)8 ВР(-.МЛ В ЯНТ)!СЯНИТЯРНЫХ УСЛОВИлх ня !10д(",Гилкях псвыш8ннсй Вла)кности

fI(2 60- )О ;ь), !тс) Ie может не сказаться От), 1 <е) Гe)I I ° I<2 !(я )1, < pe

Известно, что чер 2)1 Г !ясса Ullgochaeta (МЯЛОщЕТИНКОВь,е) Г.;. ЯЮтся раЗЛИЧНЫМИ растительными остатка;.)и, навозом и т.п. органическими отходами; ускоряют разложение. растительных остатков; обогащают почву питательными веществами, улучшают ее физические свойства, уничтожают вредные микроорганизмы и являются ценнейшим источником кормового белка, поскольку содержит 72 Д белка помимо аминокислот в сухом продукте. В благоприятных условиях при наличии достаточной влажности почвы, диапазона температуры от 4 до 40 и пи ци интенсивность размно15 жения достигает 1200-1500 шт. от одной особи. Черви способны переработать 50-80 т почвы ня 1 га при количестве 50-100 особей на 1 м .

Этот способ переработки навоза и ор,1 A

Гянических отходов зкологичегки чист и явллетсл недоста)ощим звеном замкнутого безот;:Од))сгo процесса содер.кания животных, Данный биологический способ переработки навоза в биогумус непосредственно в накопителе в животноьодстве не применяется.

Известна конструкция подпольного наВозохранилища, представг!я)О!це, о собой пере <рыту)о щелевь!м полом емкость с дре) а.кным устройством, предварительно заполненным наполни .=.лeм, что позволяет осуществлять сбор и хранениЕ навоза в Te:leние стойлового периода, отделение твердой фракции or жидкой и осветление последней, Недостатком данного навозохранилища, предназначенного длл разделения продуктов жизнеделтельности животных на жидкие и твердые фракции, является низкая

40 экологическая чистота иэ-эа выделения в атмосферу продуктов биотермических процессов; необходимость постоянно осуществллть контроль в различных точках за ин-;енсивностью биотермических реак- ций и наличием болезнетворных бактерий; возможность заражения животных болезнетворными микробами, поскольку навоз накапливается в большом объеме в течение всего стойлового периода, а его удаление прсизводитсл в конце; низкие санитарно гигиенические условия из-за свободного выхода вредных газов и продуктов разложения навоза микроорганизмами в атмосферу помещения; необходимость перегрузки навоза в другое техническое средство для его дальнейшей переработки и игпользования.

Кроме того, возникает необходимость в относительно частой замене или очистке наполнителя дренажного устройства иэ-эа его засорения частица)и ;ввод;)й 1 ракции и

2004528 снижения фильтрующих функций. Недостаточное количество очистки жидкой фракции, обьясняемое малой толщиной горизонта наполнителя.

Целью изобретения является получение способа переработки навоза и органических отходов в удобрение — биогумус, позволяющего повысить эффективность и экологическую чистоту (экологичность) процесса, обеспечить саморегулируемость процесса, т.е. снизить его трудоемкость независимо от количества навоза как в специализированных местах, так и в месте содержания животных.

Цель достигается тем, что продукты жизнедеятельности животных, продукты ухода за ними и органические отходы (твердые и жидкие фракции) подают по мере их образования (поступления) в накопительную емкость, которую предварительно заполняют фильтрующим горизонтом почвенно-песчаной смеси в количестве не более предполагаемого (расчетного) объема пврерабатываемого навоза. Причем в смесь на начальной стадии вводят кольчатых червей класса Oligochaeta, преимущественно семейства umbricidae: Elsenla foetlda, Lumbricus terrestris, Allolobophora

coliginosa или семейства Megascoiecldae в количестве не менее .30-.50 шт. на тонну расчетного количества навоза и органических отходов и создают оптимальные условия для их размножения в течение 5 — 9 мес. (например, продолжительности стойловогопериода), а излишки осветленной жидкой фракции, не поглощенной почвенно-песчаным горизонтом и биомассой червей, удаляют через дренажное устройство.

У йредлагаемого решения в результате совокупного использования известных признаков появляется новое свойство: эколо гичность и непрерывность процесса переработки навоза и органических отходов в биогумус, наиболее полное использова-. ние биологических возможностей кольчатых червей указанного класса в зависимости от климатических условий и соотношения компонентов отходов. При этом явно достигается положительный эффект, а именно снижается трудоемкость переработки навоза; повышается экологичность процесса и качество очистки жидкой фракции; повышается эффективность использования кормов, поскольку продукты жизнедеятельности >,":èBîòíûx и другие органические отходы практически без затрат перерабатываются в кормовые белки — биомассу червей, используемые на корм сельскохозяйственным животным. Исключается опасность заражения животных болезнетворными бактериями в результате постоянной переработки навоза по мере его поступления, т.е. исключается накопление большой массы навоза и его сбра>кивание (неуправляемые биотермические реакции).

Сокращаются затраты на технические средства, уменьшается себестоимость продукции. Способ применим как для больших, так и для малых объемов навоза непосредствен- .

10 но на местах его образования.

Способ осуществляется следующим образом. Продукты жизнедеятельности животных и ухода за ними — навоз и органические от;.оды (твердая и жидкая фракции) по мере

15 их образования подают в накопительную емкость, которую предварительно заполняют почвенно-песчаной смесью в количестве не более предполатаемого (расчетного) объема перерабатываемого навоза, причем в

20 данную смесь вводят кольчатых червей класса Oligochaeta, преимущественно семейства Lumbrlcidae, а именно Lumbrlcus

terrestrls — обыкновенный дождевой червь;

Elsenla foetida. — дурнопахнущий навозный;

25 АИо!оЬорпога collglnosa — серая аллолобофора (пашенный червь), и семейства

Megascolecldae, для которых данные отходы служат пищей, в количестве не менее 30-50 на тонну расчетного количества навоза и

30 отходов; Емкость предназначена для содержания почвенно-песчаной смеси, т,е. среды, служащей для жизнедеятельности кольчатых червей; для фильтрации и осветвления жидкой фракции отходов; для предотвращения расползания червей вне рабочей зоны (рабочего объема), защиты их от естественных врагов и создания оптимальных температурных и влажностных условий для размножения червей, т.е. представляет со40 бой биологический реактор. Жидкая фракция впитывается смесью почвы и песка, а излишки жидкости фильтруются ею и стека-. ют по достижении дна емкости в дренажное устройство. Тем самым устраняется как пе45 реувлажнение смеси, так и пересыхание ее.

Смесь почвы и песка поглощает основную массу органики, полностью устраняет запах, мутность и окраску жидкости. При этом наполнитель, т.е. смесь почвы и песка в равных соотношениях, заполняющий емкость не более чем на половину обьема, осуществляет не только отделение и осветвление жидкой фракции навоза и отходов от твердой, но и обеспечивает необходимую среду

55 обитания и жизнедеятельности кольчатых червей — биологических компонентов способа переработки органики, а также являются составной частью кап ролитав, т.е, биогумуса — природного удобрения, получаемого в результате переработки органики червями.

2004528

"- :::.::чей биомасса черней увеличивается в

l00-300 рэз.

Для полн ой переработки навоза и органи.геских отходов н удобрение необходимо, чтобы последние по крайней мере два раза прошли через кишечник кольчатых червей укаэанного класса, При этом часть объема заглатываемой смеси (до 50® составляет собственно почва и песчинки, которые способству.от интенсивности переработки.

Следовательно для переработки 1 т навоза, равномерно подаваемого за период 5-9 мес, необходимо внести 30 — 50 червей.

Чем толще почвенно-песчаные горизон30 ты, тем эффективнее и качественнее происходит процесс фильтрации и осветления -

40 жидкой фракции, излишки которой удаляются через.,дренажное.устройство. При этом твердые частицы органики перерабатываются дождевыми червями, .что позволяет восстанавливать (поддерживать) фильтрующие свойства почвенно-песчаных горизонтон, газообмен и устранять патогенные микроорганизмы. Фильтрация жидкой фракции осуществляется практически всем объемом смеси. Таким образом, в результате жизнедеятельности черви в условиях обилия пищи, благоприятных влажности и температуры, усваивают поступающий навоэ и органические отходы (как твердую, так и жидкую фракции) обеззараживают отходы, уничтожая вредные микроорганизмы, увеличивают при. этом свою биомассу, т.е. интенсивность переработки. При этом черви осуществляют процесс саморегулирования переработки, увеличивая свою численность и перемещаясь по всему объему емкости.

По истечении периода времени в 5-9 мес, в течение которого периодически пода. я навоз и органика, происходит полная

> ереработка навоза. Если в начале периода

Е ;г>ь1;-: ого, т : кая смесь обеспечивает необхоли :ый;-ээообмен для червей.

Со-ласно известным данным черви клэ:..-э llgochaeta указанных семейств за г::: гки способны пропустить через кишечник 5 (1";>;:.l>àáotãòü) количество органических от..).hc>н и почвы. равное весу тела, а некоторые гибриды даже больше, что составляет н среднем для червей семейства Lumbricldae от 4-5 до 10-30 r в зависимости от вида. Так, 10 черви, в средней полосе при плотности 50100 шт. на 1 м2 перерабатывают н год 50-80 т органики. Период размножения червей составляет 2 — 4 недели, а через 3-4 мес. они дос-<игэ >т размера взрослого червяка, В 15 благоприятных условиях черви способны, йеличить биомассу в 1000-1500 раз н год.

Т.:=". "".:ç÷åíìe стойлового периода в 150будет иметь место некоторое накопление навоза, в основном твердых фракций, так как жидкая фракция фильтруется почвенным горизонтом, то через определенное время с ростом численности червей система отходы — черви придет в устойчивое равновесие, которое будет поддерживаться в дальнейшем.

В результате образуется смесь биогумусэ и биомассы червей.

На чертеже изображено устройство для реализации способа переработки навоза, общий вид.

Устройство, например навозохранилище, включает в себя подпольную емкость 1, расположенную, например, под животноводческим помещением 2 и отделения от последней щелевым полом 3. Емкость 1 снабжена дренажным устройством, выполненным, например, в виде канала 4, который покрыт решеткой 5. Причем емкость 1 заполнена перед началом эксплуатации (стойлового периода) не более чем на половину объема смесью почвы и песка 6, образующей фильтрующий горизонт, а в эту смесь 6 введены кольчатые черви 7 класса

Ollgochaeta в количестве 20 — 50 шт. на 1 м площади емкости 1.

Работа данного устройства осуществляется следующим образом.

В подпольную емкость 1 сквозь щелевидный пол 3 от животных, находящихся в животноводческом помещении 2, поступает по мере его образования, т.е. постепенно в течение всего стойлового периода, навоз 8 и другие органические отходы, Емкость 1 представляет оболочку биологического реактора по переработке органики, Она содержит среду для жизнедеятел ьности кольчатых червей, защищает их от естественных врагов, предотвращает расположение червей вне пределон рабочего объема, обеспечивает оптимальные условия для их размножения — температуру, влажность.

Жидкая фракция навоза. 8 впитывается смесью почвы и песка 6, а излишек жидкости фильтруется ею и при достижении дна . емкости 1 стекает в дренажное устройство 4 через решетку 5, из которой при необходимости откачивается насосом (не показан).

Кроме того, смесь почвы и песка 6 создает необходимую среду обитания и жизнедеятельности червей 7, обеспечивает воздухообмен, предотвращает переувлажнение и является составной частью копролитов, т.е. биогумуса. В результате жизнедеятельности червей 7 в условии обилия пищи, благоприятных влажности и температуры, что имеет место в подпольных хранилищах (емкостях), происходит переработка (усвоение) 10

2004528 поступающего навоза и органических отходов 8 (как твердой, так и жидкой фракций), по мере их поступления. При этом черви 7 обог=щают почвенно-песчаную смесь 6 питательными веществами, улучшают ее физи- 5 ческие свойства и увеличивают плодородие, обеээараживают отходы и уничтожают вредные микроорганизмы, т.е. улучшают санитарно-гигиенические условия содержания животных. В результате размножения 10 черви 7 увеличивают свою биомассу в 1000—

1500 раз в год. В конце стойлового периода получаемое высококачественное органическое удобрение — биогумус 6 используется в теплицах и на полях для выращивания эко- 15 логически чистых продуктов, а собственно черви 7 после частичного или полного отде. ления (или в процессе отделения) используются в качестве корма для животных и птиц, для получения белковых добавок для сба- 20 лансированного комбикорма и частично для внесения в почвенно-песчаную смесь 6 в начале нового стойлового периода.

: наполнитель предварительно вводят червей класса ОИдоспаеса в количестве не ме. нее 20 - 50 штук на 1 м площади

g0 навозохранилища, а после окончания стойлового периода. червей отделяют частично, или полностью от полученного продукта.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что используют кольчатых червей семейст35 ва Lumbrlcldae, Elsenla foetida, Zumbrlcus

terrestrls, АИо1оЬорпога collglnosa или семейства Megascolecidae.

3. Устройство для переработки подстилочного навоза, включающее подпольную

40 емкость, перекрытую щелевидным полом, снабженную дренажным устройством и за. полненную наполнителем, отличающееся тем, что наполнитель занимает меньше половины объема емкости, при этом наполнитель состоит из смеси равных объемов почвы и песка, в которук введены черви

;класса ОИяосйаета в количестве не менее 20 - 50 штук на 1 м площади.

Формула изобретения

1. Способ переработки подстилочного навоза, включающий сбор, накопление и хранение его в течение стойлового периода в подпольном навозохранилище, перекрытом щелевидным полом, .снабженным дренажным устройством для удаленияжидкой фракции и предварительно заполненным наполнителем, и обработку твердой фракции с получением удобрения, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения экологичности способа за счет улучшений условий труда и .содержания животных, в качестве наполнителя используют смесь равных объемов почвы и песка в количестве, не превышающем половины объема навозохранилища и объема поступления навоза в течение стойлового периода, обработку твердой фракции ведут в навозохранилище в процессе накопления и хранения, для чего в

Использование предложенного навозохранилища позволяет не только эксплуатировать животноводческие помещения без опасности заражения животных болезнетворными бактериями от скопления большого объема навоза и его длительного хранения, но и обеспечивает беэотходность разведения животных, экологическую чистоту их откорма и содержания, переработку как твердой, так и жидкой частей органики в высококачественное удобрение и белки, дешевизну и малую трудоемкость переработки.

Предложенное навоэохранилище не исчерпывает всех случаев реализации заявленного способа переработки навоза.

Указанные термины охватывают так же их технические Эквиваленты. (56) Долгов В.С, Гигиена уборки и утилизации навоза. M.: Россельхозиздат, 1984, с. 52-64.

Составитель Л.г убинова

Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш .

Редактор B. Tðó0÷åíêî

Заказ 3376

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва. Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский ком0инат ."Патент", г. Ужгород. ул.Гага рина 101