Устройство для осушения и компостирования осадка навозосодержащих сточных вод

 

Изобретение предназначено для обработки жидких отходов производства и может быть использовано для обезвоживания осадка стоков животноводческих комплексов при гидравлическом удалении бесподстилочного навоза с одновременной его утилизацией в качестве удобрения. Устройство для осушения и компостирования осадка навозосодержащих сточных вод содержит резервуар для осушения и компостирования из водонепроницаемых труб с лотками на дне для отвода жидкой фракции, горизонтальные и вертикальные фильтрующие элементы, связанные между собой, причем вертикальные фильтрующие элементы установлены с превышением высоты резервуара и с шагом установки 2,0-2,5 м, а расстояние между лотками устанавливается с расчетом, чтобы объем фильтрующих элементов составлял 1:10 объема осадка сточных вод. В устройстве обеспечивается повышение производительности получения высококачественного органического удобрения и расширение технологических возможностей устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки жидких отходов производства и может быть использовано для обезвоживания осадка стоков животноводческих комплексов при гидравлическом удалении бесподстилочного навоза с одновременной его утилизацией в качестве удобрения.

Известно устройство для обработки фекальных сточных вод (RU 2010018, кл. C 02 F 11/16, 1994 г.), включающее отстойник и камеру разложения, где твердые органические вещества пересыпаются торфом и после разложения удаляются в компостную кучу на дозревание до готового удобрения.

Недостатком такого решения является малая производительность получения органического удобрения и недостаточно высокое его качество.

Известно устройство для очистки навозосодержащих сточных вод (SU 1730057, кл. C 02 F 11/12, 1992), принятое нами за прототип и включающее резервуар для накопления и отстаивания осадка из водонепроницаемых плит, уложенных с зазорами между торцевыми поверхностями, дренажную систему из дренажных труб в лотках, расположенных с наружной поверхности вдоль зазоров между плитами и фашинных дрен, уложенных на границах слоев сточных вод с закреплением из концов в зазорах между плитами и дренажных труб, расположенных по сторонам и в основании резервуара и сообщенных с дренажными трубами в лотках. Осушенный осадок вместе с фашинными дренами перемешивается и вывозится на поля на разложение.

Недостатком известного решения является низкая производительность получения готового органического удобрения, связанная с длительностью процесса осушения и разложения, т.к. нижние слои фашинных дрен быстро кольматируются, а верхние неравномерно и медленно отводят жидкую фракцию, а также с неэффективностью процесса разложения, т.к. не учитываются соотношения компонентов (осадка и фашинных дрен из растительного материала), что влияет на процесс разложения и качество удобрения.

Кроме того, технология получения удобрения по данному решению технологически сложна, т. к. требует наличия устройств или техники для послойной укладки фашинных дрен (горизонтальных фильтрующих элементов) и требует дополнительных трудозатрат на устройство компостных площадок на полях.

Целью изобретения является повышение производительности получения высококачественного органического удобрения и расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигнута тем, что в устройстве для осушения и компостирования осадка навозосодержащих сточных вод, включающем резервуар для осушения и компостирования из водонепроницаемых плит с лотками на дне резервуара для отвода жидкой фракции и горизонтальные фильтрующие элементы (ФЭ), которые уложены в лотках, согласно изобретению, устройство дополнительно содержит вертикальные фильтрующие элементы, связанные с горизонтальными фильтрующими элементами и установленные в лотках с превышением высоты резервуара и шагом установки 2,0 - 2,5 м, при этом расстояние между лотками устанавливается с таким расчетом, чтобы объем горизонтальных и вертикальных фильтрующих элементов составил 1:10 объема осадка сточных вод.

Известно, что оптимальное соотношение азота и углерода при компостировании навоза и соломы составляет 10: 1 последних по массе (Справочник "Органические удобрения", М., АО "Агропродиздат", 1988 г., с. 93 - 97). Такое соотношение обеспечивает при компостировании эффективное разложение компостируемой массы и получение удобрения высокого качества.

Расчетным путем, подтвержденным опытами, установлено, что в смеси при влажном компостировании (60 - 70%) удельная масса стоков близка к удельной массе навоза, что позволяет рассчитывать соотношения компостируемых компонентов в объемных единицах.

Устройство для осушения и компостирования осадка навозосодержащих сточных вод изображено на чертеже.

Устройство содержит резервуар 1 для осушения и компостирования размером 300 м³ (10х15х2) м, который выполнен из водонепроницаемых плит с основанием 2 площадью 150 м², где устроены лотки 3 трапецеидального сечения 0,4 - 0,6 м и высотой 0,4 - 0,5 м. В лотках 3 уложены горизонтальные ФЭ 4, а между ними с шагом 2,0 - 2,5 м установлены вертикальные ФЭ 5 с превышением высоты резервуара 1. Сечение лотков 3, выполненное в форме трапеции с меньшим основанием по верху, позволяет удерживать вертикальные ФЭ 5 при разбухании соломы без дополнительных приспособлений. Фильтрующие элементы 4 и 5 представляют собой тюки соломы размером 0,5х0,5х1,0 м, полученные при уборке соломы пресс-подборщиком ПС-16.

Расстояние между лотками 3 устанавливается следующим образом. Объем соломы в одном лотке длиной 15 м составит: Объем соломы в вертикальных ФЭ, установленных над лотком через 2,5 м, составит: 0,5х0,5х6=3,75 м³. Общий объем соломы - 7,5 м³. После осушения стоков в резервуаре может быть накоплен объем осадка порядка 225 м³.

Из расчета объемов соломы и осадка 1:10, объем соломы должен составить 22,5 м³. Следовательно, необходимо иметь 3 лотка (22,5:7,5=3 шт.) по ширине резервуара.

Процесс осушения осуществляется следующим образом. В подготовленный таким образом резервуар заливаются навозосодержащие стоки на всю высоту резервуара. После разделения стоков через 25 - 35 дней осветленная вода через фильтрующие элементы 4 и 5 выводится за пределы резервуара в коллектор. При этом резервуар работает по принципу сифона за счет гидравлической связи с коллектором. После отвода осветленной воды и опускания взвешенного осадка до определенного уровня 6 снова подаются сточные воды. Фильтрация во втором, в третьем заполнении будет происходить в основном через вертикальные ФЭ, которые выполняют также и роль аэраторов, т.к. выступают над поверхностью стоков. Продолжают заливать резервуар до тех пор, пока не наберется полный резервуар осадка. После прекращения процесса осушения (до 65 - 75% влажности) осадок и фильтрующие элементы перемешиваются, например, дисковой бороной и оставляются в резервуаре на разложение. Через 2 - 3 месяца готовый компост отвозится на поля и сразу же используется в качестве готового органического удобрения.

Цикл подготовки удобрения следующий: март-апрель - 1 заливка, сентябрь - 3-4 заливки, октябрь - перемешивание осадка и ФЭ, январь - вывоз удобрения на поля.

По результатам исследований физического и аналогового моделирования выявлено, что оптимальным шагом установки вертикальных ФЭ является расстояние 2,0 - 2,5 м. При меньшем шаге укладки ФЭ идет перерасход фильтрующего материала, а при большем - процесс осушения идет медленно и неэффективно.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить производительность получения высококачественного органического удобрения путем ускорения процесса осушения осадка и эффективного разложения компоста.

Наличие вертикальных ФЭ, связанных с горизонтальными ФЭ и установленных с шагом 2,0 - 2,5 м, обеспечивает более равномерное и ускоренное осушение осадка. Установка вертикальных ФЭ с превышением высоты резервуара обеспечивает доступ кислорода в нижние слои осадка, что способствует более эффективному разложению. Установка лотков по дну резервуара с учетом соотношения 1: 10 объемов фильтрующих элементов и осадка обеспечивает равномерное осушение осадка, а требуемое соотношение азота и углерода способствует эффективному разложению после перемешивания и получению удобрения высокого качества.

Предлагаемое устройство также позволяет получить готовое удобрение в одном цикле - процесс осушения и компостирования происходит в одном резервуаре, в более короткие сроки и без применения специальных машин для подготовки компостных площадок на полях.

Кроме того, процесс подготовки устройства по сравнению с прототипом менее трудоемок, т. к. не требует больших трудозатрат при установке горизонтальных и между ними вертикальных ФЭ - они устанавливаются до начала процесса осушения и далее идет только заливка сточных вод.

Источники информации 1. Патент РФ N 2010018, C 02 F 11/16, на изобретение "Устройство для обработки фекальных сточных вод".

2. АС СССР N 1730057, C 02 F 11/12, на изобретение "Способ очистки навозосодержащих сточных вод и устройство для его осуществления".

3. Справочник "Органические удобрения", М., АО "Аргопродиздат", 1988 г., с. 93, 97.

Формула изобретения

Устройство для осушения и компостирования осадка навозосодержащих сточных вод, включающее резервуар для осушения и компостирования из водонепроницаемых плит с лотками на дне резервуара и фильтрующие элементы, отличающееся тем, что фильтрующие элементы расположены горизонтально и вертикально, горизонтальные фильтрующие элементы уложены в лотках, а вертикальные фильтрующие элементы связаны с горизонтальными и установлены в лотках с превышением высоты резервуара, с шагом установки 2,0 - 2,5 м, при этом расстояние между лотками устанавливается с расчетом, чтобы объем фильтрующих элементов составлял 1 : 10 объема осадка сточных вод.

РИСУНКИ

Рисунок 1