Способ получения органического удобрения

 

Изобретение относится к технологии производства органических удобрений из подстилочного куриного помета. Цель изобретения - повышение качества удобрения за счет глубокой ферментации всех частиц помета и увеличения содержания в удобрении гумусных веществ. Способ предусматривает стягивание куриного помета с органическим влагопоглащающим материалом при соотношении 3 > Q_п/Q_в > 0.1 ,(где Q_п - вес сухого вещества помета, а Q_в - вес сухого вещества влагопоглощающего материала), аэробную ферментацию смеси в автотермическом термофильном режиме, сушку, охлаждение и психрофильную ферментацию путем выдерживания без доступа воздуха в течение 60 - 90 сут. Причем предварительно подстилочный куриный помет измельчают до размера частиц 0,5 - 1,0 мм.

Изобретение относится к технологии производства органических удобрений, предназначено для производства удобрений из подстилочного куриного помета и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Целью изобретения является повышение качества удобрения за счет глубокой ферментации всех частиц помета и увеличения содержания гумусовых веществ.

П р и м е р 1. Производят органическое удобрение из подстилочного куриного помета. В качестве органического влагопоглощающего вещества используем торф. Определяют влажность подстилочного помета 40%, торфа 60%. Измельчают куриный помет до среднего диаметра частиц 0,5 мм. Для этого пропускают его через измельчитель КДУ-2 с диаметром отверстий сита 3 мм.

Осуществляют смешивание измельченного помета с торфом при соотношении Q_П > Q_В = 0,1, где Q_П и Q_В вес сухого вещества соответственно помета и торфа.

При влажности помета 40% в 1 т сырой массы содержится сухого вещества Q_П = =10(100-W_П) = 10(100-40)=600 кг, где W_П влажность помета. При Q_П/Q_В = 0,1 на 1 т сырого вещества помета необходимо Q_В = =600, 0,1=6000 кг сухого вещества торфа. Сырой массы торфа на 1 т сырой массы помета потребуется Q_В/10(100-W_В) = =6000/10 (100-60) = 15 т. Следовательно, 1 т измельченного помета смешивается с 15 т торфа. Смесь имеет следующие показатели: влажность 58,75, содержание гумусовых веществ 80% (по углероду); отношение гуминовых кислот к фульвокислотам 1,1, сорняки - 20 шт/кг; сальмонеллы 2 шт/кг; яйца гельминтов 2-3 в поле зрения; запах навозный, аммиачный.

Смесь закладывается в биобарабан для биотермической аэробной ферментации. На вторые сутки за счет тепла от биологического окисления веществ помета температура среды поднимается от термофильного уровня (50^оС). Термофильная ферментация смеси проводится в течение 5 сут. За этот период происходит температурное уничтожение сорняков, дегельмитизация, микробиологическое разрушение антисептиков, дезодорация смеси за счет описания летучих органических веществ. После ферментации смеси в термофильном режиме производят понижение ее температуры с 60^оС до 20^оС путем продувки через нее холодного потока воздуха.

Одновременно продувкой воздуха достигается уменьшение влажности на 60% за счет испарения влаги.

Охлажденная масса имеет следующую характеристику: влажность 52,75%; сорняки - отсутствуют; гельминты - отсутствуют; сальмонеллы - отсутствуют; запах - слабоаммиачный; содержание гумусовых веществ 6% (по углероду); отношение гуминовых кислот к фульвокислоатм 0,9.

Охлажденная масса подвергается психрофильной (16-20^оС) ферментации без доступа воздуха, для чего ее помещают, например, в полиэтиленовые мешки. Психрофильная ферментация осуществляется в течение 60 сут. При этом содержание гумусовых веществ увеличивается до 19% (по углероду), отношение гуминовых кислот к фульфокислотам достигает 2,9 (для чернозема это отношение = 2,2).

После психрофильной ферментации удобрение готово к употреблению.

Характеристика готового удобрения: влажность 54,75%; содержание гумусовых веществ 19% (по углероду); отношение гуминовых к фульвокислотам 2,9; сорняков - нет, гельминтов - нет; запах - землистый; антибиотические вещества - отсутствуют.

П р и м е р 2. Производят органическое удобрение из подстилочного куриного помета и торфа. Определяют влажность подстилочного помета 40%, торфа 60%. Измельчают куриный помет до среднего диаметра частиц 1,0 мм. Для этого пропускают его через измельчитель КДУ-2 с диаметром отверстий 5 мм. Смешивают измельченный помет с торфом при соотношении Q_П/Q_В = =3,0, где Q_П и Q_В - вес сухого вещества соответственно помета и торфа. При влажности помета 40% в 1 т сырой массы содержится сухого вещества Q_П = 10 (100-W_П) = =10 (100-40) 0 600 кг, где W_П - влажность помета, %. При Q_П/Q_В = 3,0 на 1 т естественной влажности помету необходимо сухого вещества торфа Q_В = 600:3 = 200 кг cухого вещества торфа. Тогда на 1 т естественной влажности помета потребуется торфа естественной влажности Q_В/10 (100-W_В) = =200/10 (100-60) = 0,5 т. Следовательно, 1 т измельченного помета смешивается с 0,5 т торфа. Полученная смесь имеет следующую характеристику: влажность 46,67%; содержание гумусовых веществ 3% (по углероду); отношение гуминовых кислот к фульвокислотам 0,9; сорняки 35 шт/кг; сальмонеллы 6 шт/кг; яйца гельминтов 4-8 шт в поле зрения; запах пометный.

Смесь закладывается в биобарабан для биотермической аэробной ферментации. Через 24 ч температура в смеси за счет биологического окисления веществ помета поднимается до 70^оС. Термофильная ферментация проводится в течение 4 сут. За этот период происходит температурное уничтожение сорняков, дегельминтизация, микробиологическое разрушение антибиотиков, дезодорация смеси.

После ферментации смеси в термофильном режиме понижают ее температуру с 70^оС до 20^оС продувкой через массу холодного воздуха. Одновременно влажность массы понижается с 48,5% (влажность термофильно ферментируемой массы) до 42,5%.

Охлажденная масса имеет следующую характеристику: - сложность 42,5%; сорняки - отсутствуют; гельминты - отсутствуют; сальмонеллы - отсутствуют, запах слабоаммиачный, антибиотические вещества - отсутствуют, содержание гумусовых веществ 2,5%; отношение гуминовых кислот к фульвокислотам - 0,8.

Охлажденная масса подвергается психрофильной ферментации (16-20^оС) без доступа воздуха. Ферментацию проводят в течение 90 сут. После этого готовое удобрение имеет показатели: влажность 44%, содержание гумусовых веществ 12% ; отношение гуминовых к фульвокислотам 2,6; сорняки - отсутствуют; гельминты - отсутствуют; сальмонеллы - отсутствуют; запах - землистый, антибиотические вещества отсутствуют.

Для полного уничтожения антибиотиков, дегельминтизации и ярко выраженного термогенеза средняя крупность частиц в измельченном помете должна составлять 0,5-1,0 мм.

Необходимость измельчения связана с тем, что подстилочный помет представляет собой частицы размером 5-15 мм, окутанные плотной воздухонепроницаемой пленкой, образующейся от высыхания поверхности частицы помета. Такой помет не может быть подвергнут экзотермической ферментации, т. к. биологически окисляемые вещества сосредоточены в теле частиц и не контактируют с воздухом. Это является необходимым условием аэробной ферментации. Следовательно, температура массы не будет подниматься до термофильного уровня, не будет происходить обеззараживание смеси, дегельминтизация, не будут окисляться антибиотические вещества, достигаться стабильность (устойчивость к загниванию) удобрения.

При измельчении помета сухое вещество соединяется с кислородом воздуха, чем инициируется экзотермическая ферментация со всеми положительными результатами.

Предел крупности установлен экспериментальным путем. Верхний предел (1,0 мм) связан с тем, что при большей средней крупности частиц наблюдается недостаточная минерализация легкозажигаемых органических веществ (низкая стабильность сферментированного продукта) и неполное окисление антибиотических веществ. Так, при крупности измельчения 0,7 мм масса после 5-суточной ферментации впоследствии загнивает через 3 мес, а при крупности 1,0 мм - через 4 мес.

Нижний предел (0,5 мм) принят в связи с тем, что при более мелком помоле при ферментации наблюдается чрезмерное окисление органического вещества и потери биогенных питательных элементов. Эффект аналогичен тому, который наблюдается при сжигании соломы на костре. Например, при средней крупности частиц 0,1 мм потери органического вещества помета при ферментации его в смеси с опилками составили 60% за 4 сут обработки.

В предлагаемом способе измельченный помет смешивается с органическим влагопоглощающим материалом при соотношении 3 > Q_П/Q_В > 0,1, где Q_П и Q_В вес сухого вещества помета и влагопоглощающего компонента.

При соотношении Q_П/Q_В меньше 0,1 энергетического вещества помета в смеси будет недостаточно для повышения температуры до термофильного уровня (автотермическая ферментация смеси осуществляется только за счет сухого вещества помета). При этом не будет достигнут санитарный, агрохимические эффекты ферментации. Величина 0,1 для подстилочного помета нами определена экспериментально. При соотношении больше 3,0 при психрофильном режиме ферментации отмечается отрицательное накопление гумусовых веществ, слабый рост отношения гуминовых кислот к фульвокислотам.

Длительность психрофильной ферментации принята 60-90 сут на основе результатов длительных наблюдений. Психрофильная ферментация смеси осуществляется без доступа воздуха из условия максимального накопления гумусовых веществ. При отсутствии доступа воздуха к смеси сильно заторможена минерализация органических веществ, включая и гумусовые вещества. В этих условиях идут процессы трансформации органических веществ и биогенных элементов первичной структуры в сложные вещества гумусовой природы. Для этой трансформации воздуха, который заключен в порах смеси, достаточно. При доступе кислорода к смеси наблюдается вторичное полное окисление вновь образуемых гумусовых веществ и соответственно снижение качества органических удобрений.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ, включающий смешивание куриного помета с органическим влагопоглощающим материалом, аэробную ферментацию смеси, сушку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества удобрения путем глубокой ферментации всех частиц помета и увеличения содержания в удобрении гумусных веществ, подстилочный куриный помет измельчают до размера частиц 0,5 - 1,0 мм, смешивание с влагопоглощающим материалом осуществляют при соотношении равном 3 > Q_п/Q_в > 0,1, где Q_п - масса сухого вещества помета, Q_в - масса сухого вещества влагопоглощающего материала, аэробную ферментацию ведут в автотермическом термофильном режиме, а после охлаждения полученный продукт подвергают психрофильной ферментации путем выдерживания без доступа воздуха в течение 60 - 90 суток.