Способ получения биогумуса

 

Изобретение относится к производству органических удобрений методом вермикомпостирования, т.е. путем переработки дождевыми червями твердых высококачественных органических отходов. Цель изобретения повышение качества биогумуса, сокращение времени и снижение затрат на его производство. В основу положен принцип максимального приближения технологии к природному процессу гумификации органических остатков, но с другой стороны условия природного процесса оптимизированы таким образом, чтобы время, затрачиваемое на трансформацию отходов, было минимальным. В предлагаемом способе биотермический процесс ведется в буртах полукруглой формы, имеющих радиус 1,1 1,2 м, и основание, равное диаметру; сырье для приготовления органического субстрата предварительно смешивают с готовым органическим субстратом ("закваской") в массовом соотношении 20 10 1; вермикомпост гранулируют при влажности 40 45 мас. и гранулы вермикомпоста выдерживают до полной гумификации в условиях свободного воздухообмена по всему их объему. 4 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к производству органических удобрений методом вермикомпостирования, т.е. путем переработки дождевыми червями твердых высоковлажных органических отходов.

Под термином "твердые высоковлажные органические отходы" условно объединяются навозы различных типов (крупного рогатого скота, свиней, других сельскохозяйственных животных); птичьи пометы; осадки сооружений биологической очистки сточных вод (избыточный активный ил); отходы целлюлозно-бумажной, гидролизной, деревообрабатывающей, микробиологической промышленности и т.п. Поедая и переваривая эти отходы, дождевые черви экскрементируют специфические образования, так называемые "копролиты", являющиеся в зависимости от исходного корма и условий жизнедеятельности червей удобрением различной степени ценности. Известны различные варианты применения дождевых червей для переработки отходов в удобрения. Большинство описанных вариантов основаны на упрощенном и поверхностном подходе к такому сложному явлению как гумусообразование в системе природных почвенных биоценозов. Следствием такого подхода является нестабильность основных характеристик получаемых товарных продуктов и естественно низкие потребительские качества.

Наиболее близким к изобретению комплексом технических решений является способ получения вермикомпоста (биогумуса).

Однако данная технология, искусственно выделяя из сложной системы взаимодействия природных почвенных биоценозов только одно звено жизнедеятельность дождевых червей также оказывается недостаточно эффективной. Как видно из представленных данных, срок приготовления субстрата-корма для червей составляет не менее 2-3 месяцев, а разброс основных характеристик колеблется, в среднем 5-50 относительных процентов.

В основу изобретения положен с одной стороны, принцип максимального приближения технологии к природному процессу гумификации органических остатков, но с другой стороны условия природного процесса оптимизированы таким образом, чтобы время, затрачиваемое на трансформацию отходов, было минимальным. Кроме того, в технологию введен ряд элементов, отсутствующих в природных условиях, но повышающих качество товарного продукта. Все это позволяет в конечном счете получить высокоэффективное, экологически чистое удобрение восстановитель почв "Биогумус", характеризующийся стабильными характеристиками и высокими потребительскими свойствами (ТУ 9810-003-11158098-93. Биогумус. Натуральное органическое удобрение).

Предлагаемый способ получения биогумуса из твердых высоковлажных органических отходов, как и технология-прототип, включает приготовление органического субстрата путем осуществления биотермического процесса в буртах, обработку приготовленного субстрата червями, выделение и обработку вермикомпоста.

Целью изобретения является повышение качества биогумуса, сокращение времени и снижение затрат.

Поставленная цель достигается тем, что биотермический процесс ведется в буртах полукруглой формы, имеющих радиус 1,1-1,2, и основание, равное диаметру.

В способе-прототипе приняты бурты трапециевидной формы без принудительной аэрации. Ширина верхнего основания такого бурта 1,7 м, нижнего 2 м, высота 1,5 2 м. Исследования показали, что в бурте трапециевидной формы не обеспечиваются оптимальные условия аэробной ферментации из-за наличия застойных зон анаэробного брожения. В результате резко снижается качество органического субстрата, продукта ферментации, что выражается наличием в нем семян сорняков, яиц и личинок гельминтов, а также патогенной микрофлоры. Бурт полукруглой формы, имеющий радиус 1,1 1,2 м, и основание, равное диаметру, практически лишен застойных зон, что позволяет значительно улучшить условия аэробной ферментации и повысить качество органического субстрата. При радиусе бурта, большем 1,2 м, имеет место уплотнение нижних слоев, что приводит к ухудшению в них условий аэробной ферментации и снижению качества продукта. При радиусе бурта, меньшем 1,1 м, бурт теряет устойчивую полукруглую форму, что также ухудшает условия процесса. Вышеизложенное иллюстрируется данными, представленными в табл.1.

Из представленных данных видно, что наилучшие показатели достигаются при параметрах бурта, предусмотренных изобретением.

Сырье для приготовления органического субстрата предварительно смешивают с готовым органическим субстратом в массовом соотношении 20-10-1.

Такая операция необходима для сокращения времени приготовления органического субстрата. Зависимость времени приготовления органического субстрата от соотношения "сырье:готовый субстрат" представлена в табл.2.

Из представленных данных видно, что наименьшее время приготовления субстрата имеет место в условиях, предусмотренных изобретением. Увеличение количества предварительно вводимого готового органического субстрата (5:1 и 2:1) не уменьшает времени приготовления, но экономически невыгодно, поскольку уменьшает количество корма для червей.

Таким образом, оптимальное соотношение сырья и готового субстрата (закваски) составляет 20-10-1; органический субстрат обрабатывают промышленной популяцией дождевых червей вид Eisenia foetida (ТУ 9890-004-11158098-93. Черви дождевые живые).

Сравнение характеристик вермикомпоста, полученного при обработке органического субстрата различными популяциями червей, производится в табл.3. Из представленных данных видно, что обработка субстрата дождевыми червями промышленной популяции примерно в полтора раза повышает качество вермикомпоста, в два раза сокращает время на обработку.

Полученный вермикомпост гранулируют при влажности 40-45 мас. Эта операция, отсутствующая в прототипе, необходима для активизации деятельности внесенной в вермикомпост червями почвенной микрофлоры, которая осуществляет гумификацию остаточного субстрата, не переработанного червями в компролиты. Негранулированный вермикомпост сырец плохо аэрируется, при этом угнетается микрофлора и процесс гумификации подменяется минерализацией, что нежелательно из-за снижения качества конечного продукта. Пределы влажности 40-45 мас. установлены исходя из физико-механических свойств вермикомпоста, в частности его адгезионных и аутогезионных свойств. При величинах влажности, меньших 40 мас. величина аутогезии частичек вермикомпоста очень мала, вследствие чего не происходит грануляция, что ухудшает условия для последующей деятельности почвенной микрофлоры. При величинах влажности, больших 45% резко возрастает адгезия вермикомпоста к материалам гранулирующего и классифицирующего оборудования, что приводит к налипанию вермикомпоста на поверхности, забиванию отверстий сит, ухудшению условий классификации и увеличению затрат времени на данный процесс. Вышеизложенное иллюстрируется табл.4.

Из представленных данных видно, что наилучшие показатели достигаются при соблюдении влажности вермикомпоста 40-45 мас. что предусмотрено изобретением. Гранулы вермикомпоста выдерживают до полной гумификации в условиях свободного воздухообмена по всему объему выдерживаемых гранул.

Это необходимо, чтобы процесс гумификации, осуществляемый почвенной микрофлорой, интенсивно развивался, не затухая и не переходя в минерализацию. Сравнение характеристик товарного биогумуса, полученного выдержкой гранулированного вермикопоста в условиях свободного и естественного воздухообмена, показало, что степень гумификации последнего существенно ниже. Время выдержки 30-45 дней.

Все вышеизложенное с достаточной полнотой показывает, что именно наличие перечисленных существенных отличий от прототипа позволяет при использовании предлагаемой технологии достичь более высоких показателей по всем параметрам процесса и характеристикам промежуточных и товарных продуктов.

Сравнение показателей по прототипу и изобретению подтверждает, что предлагаемая технология обеспечивает более высокое качество товарного продукта, полученного за максимум 4 мес. (вместо 7-8 мес. по прототипу). Результатом является существенное снижение затрат.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГУМУСА, включающий приготовление органического субстрата путем осуществления биотермического процесса в буртах, обработку приготовленного субстрата червями, выделение и обработку вермикомпоста, отличающийся тем, что биотермический процесс осуществляют в буртах полукруглой формы, приготовленный субстрат обрабатывают промышленной популяцией дождевых червей, а обработку вермикомпоста осуществляют путем гранулирования и выдерживания до полной гумификации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурт полукруглой формы имеет радиус 1,1 1,2 м и основание, равное диаметру.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сырье для приготовления органического субстрата предварительно смешивают с готовым органическим субстратом в массовом соотношении 20 10 1.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что вермикомпост гранулируют при влажности 40 45 мас.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что гранулы вермикомпоста выдерживают до полной гумификации в условиях свободного воздухообмена по всему объему гранул.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3