Способ обработки куриного помета

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к переработке органических отходов. Способ включает анаэробное термофильное сбраживание куриного помета и последующее разделение сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием. Перед анаэробным термофильным сбраживанием в куриный помет вводят нагретый до 75-95^oС раствор природного минерала бишофита сульфатного типа MgCl₂•6H₂O плотностью 1,1-1,5 т/м³ из расчета 100-300 кг на 1 т навоза-сырца. Полученную сброженную массу гомогенизируют, в нее вводят ил перепревшего свиного навоза из отстойников свиноферм при массовом соотношении помета и свиного навоза по сухому веществу 1:(2-4) при непрерывном перемешивании в течение 5-20 мин. После мезофильного сбраживания полученный продукт делят на два потока: 20-30% массы направляют на сбраживание свежего куриного помета, а 70-80% оставшейся массы охлаждают до температуры окружающей среды без доступа атмосферного воздуха, центрифугированием разделяют на твердый осадок и жидкую фракцию. Твердый осадок частично подсушивают, а жидкую фракцию рециркулируют. Изобретение позволяет повысить качество удобрения. 6 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу обработки органических отходов, например экскрементов птиц, для получения удобрений, и может быть использовано на биоэнергетических установках птицеводческих ферм.

Известен способ приготовления органического удобрения и корма из птичьего помета, включающий термическую обработку, в котором, с целью повышения химической активности, увеличения питательности и исключения вредных примесей в получаемом продукте, проводят вакуум-отсос паров и газов из исходного продукта при температуре 130-150^oС и остаточном давлении 150-250 мм рт.ст. в присутствии фосфорной кислоты из расчета рН среды в конечном продукте от 6,2 до 6,5, после чего пары и газы пропускают через слой частиц едкого калия (SU, авторское свидетельство 478829, М.кл. С 05 F 3/00. Способ приготовления органического удобрения и корма из птичьего помета / В.И.Коваленко, В.К.Ложешник, Ю.П.Кудрин, Л.З.Ливсон и др. (СССР). - Заявка 1978397/30-15. Заявлено 24.12.1973. Опубл. 30.07.1975. Бюл. 28 // Открытия. Изобретения. - 1975. - 28).

К недостаткам данного способа приготовления удобрения из помета птиц относятся высокая себестоимость, большие энергозатраты, потребность в дорогостоящем технологическом оборудовании и в низком содержании микроэлементов.

Известен также способ получения удобрений из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического ила или испражнений скота, в котором субстрат нагревают до кипения, отдистиллировывают из него углекислый аммоний до остаточного содержания менее 250 мг/л, затем горячий субстрат известкуют добавлением 1-20 г/л СаО с одновременным удалением выделяющегося аммиака, сатурируют иловым газом, получаемым в результате метанового брожения, до конечной щелочности 0,01-1,5 г/л, а получаемый осадок отделяют от воды механической сепарацией (SU, авторское свидетельство 998452, М.кл.³ С 05 F 3/00. Способ получения удобрений из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического ила или испражнений скота / Ярослав Кришкоуфек (ЧССР). - Заявка 7771014/30-15. Заявлено 26.12.1979. Опубл. 23.02.1983. Бюл. 7 // Открытия. Изобретения. - 1983. - 7).

К недостаткам этого способа относятся большие затраты, связанные с приобретением технологического оборудования. Данный способ получения удобрения эффективен на крупных птицефабриках, расположенных недалеко от городов и крупных населенных пунктов.

Кроме названного известен способ получения органического удобрения путем холодного компостирования твердой фракции бесподстилочного навоза с органической добавкой в буртах, в котором, с целью повышения эффективности получаемого удобрения за счет уменьшения потерь биофильных элементов в процессе компостирования, в качестве органической добавки используют полуперепревший навоз при следующем соотношении компонентов, мас.%: Твердая фракция бесподстилочного навоза - 40-60 Полуперепревший навоз - Остальное (SU, авторское свидетельство 1189858, А, М.кл.⁴ С 05 F 3/00. Способ получения органического удобрения / М.А.Цуркан и В.С.Врабие (СССР). - Заявка 3628494/30-15. Заявлено 27.06.1983. Опубл. 07.11.1985. Бюл. 41 // Открытия. Изобретения. - 1985. - 41).

В данном способе заслуживает внимание то, что в качестве органической добавки используют полуперепревший навоз. Однако к недостаткам данного способа следует отнести то, что из предлагаемого удобрения теряется большая часть усвояемого азота, калия, фосфора и в данном удобрении ограничено количество микроэлементов.

Известен способ переработки помета птиц на удобрение и биогаз, включающий нагревание помета до температуры термофильного брожения, последующее анаэробное метановое сбраживание и охлаждение сброженного продукта с получением органического удобрения, в котором, с целью повышения эффективности способа за счет расширения диапазона влажности сбраживаемого помета и снижения энергозатрат на обеспечение технологического процесса, перед нагревом помета в него добавляют торф при массовом соотношении помета и торфа по сухому веществу 2-4:1, смесь гомогенизируют и смешивают со сброженным продуктом при их массовом соотношении 1-4:1, после сбраживания полученный продукт делят на два потока, один из которых направляют на смешивание с торфопометной смесью, а другой охлаждают до температуры окружающей среды без контакта с газовой средой с получением органического удобрения (SU, авторское свидетельство 1542943, А1, М.кл.⁵ С 05 F 3/00, С 05 F 11/02, С 02 F 11/04. Способ переработки помета птиц и биогаз / В.Н.Афанасьев, В.В.Миллер, Н. С. Шулев, Ф. П. Ковалев и др. (СССР). - Заявка 4419796/30-15. Заявлено 03.05.1988. Опубл. 15.02.1990. Бюл. 6 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 6).

К недостаткам данного способа следует отнести то, что одним из компонентов удобрения является торф. Последний находит применение не во всех районах Российской Федерации.

Наиболее близким приемом к заявленной технологии является способ обработки куриного помета путем анаэробного термофильного сбраживания и последующего разделения сброженной массы на твердую и жидкую фракции и центрифугированием, в котором, с целью повышения эффективности разделения сброженной массы, перед разделением сброженную массу куриного помета подщелачивают концентрированным водным раствором едкого калия до рН 9,0-10,5, затем нагревают до температуры 70-80^oС и выдерживают в течение 3-5 мин (SU, авторское свидетельство 1557143, А1, М.кл.⁵ С 05 F 3/00, 7/00. Способ обработки куриного помета / В.Ю.Ракитин, Б.Г.Зуев, Т.П. Попова и Н.В.Прокофьева (СССР). - Заявка 4339098/30-15. Заявлено 08.12.1987. Опубл. 15.04.1990. Бюл. 14 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 14).

Этот способ нами принят в качестве наиближайшего аналога.

К недостаткам этого способа при обработке куриного помета в качестве удобрения относятся высокая себестоимость, недостаточное количество микроэлементов и наличие патогенных микроорганизмов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - получение комплексного органоминерального удобрения.

Технический результат - снижение себестоимости и повышение качества органического удобрения, выполненного на основе куриного помета, перепревшего ила свиного навоза 2-4-летнего разложения из отстойников и раствора бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂•6H₂O.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обработки куриного помета путем анаэробного термофильного сбраживания и последующего разделения сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием, согласно изобретению перед анаэробным термофильным сбраживанием в куриный помет вводят нагретый до температуры 75-95^oС раствор природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂•6H₂O плотностью 1,1-1,5 т/м³ из расчета 100-300 кг на тонну навоза-сырца, полученную массу гомогенизируют, в нее вводят ил перепревшего свиного навоза из отстойников свиноферм при массовом соотношении помета и свиного навоза по сухому веществу 1:(2-4) при непрерывном перемешивании в течение 5-10 мин, после мезофильного сбраживания полученный продукт делят на два потока: 20-30% массы направляют на сбраживание свежего куриного помета, а 70-80% оставшейся пульпы охлаждают до температуры окружающей среды без доступа атмосферного воздуха, центрифугированием разделяют эту массу на твердый осадок и жидкую фракцию, твердый осадок частично подсушивают, а жидкую фракцию рециркулируют.

За счет того, что в состав свежего помета птицы вводится нагретый раствор бишофита, исключающий добавление воды в технологический процесс, происходит анаэробное термофильное сбраживание, при котором широкий спектр микроэлементов из раствора бишофита переходит в состав удобрения и одновременно с этим хлористым магнием и другими солями уничтожаются патогенные микроорганизмы, при этом введение ила от помета свиней 2-4-летнего разложения переводит процесс в мезофильное сбраживание при температуре 30-35^oС, происходит максимальное наполнение компонентов удобрения необходимыми удобрениями в виде общих азота, фосфора и калия, что в совокупности и обеспечивает достижение поставленной технической задачи.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ переработки куриного помета предусматривает анаэробное термофильное сбраживание и разделение сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием. В качестве первого компонента берут свежие куриные экскременты влажностью 83-85%. Перед анаэробным термофильным сбраживанием в куриный помет вводят нагретый до температуры 75-95^oС раствор природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂•6H₂O плотностью 1,1-1,5 т/м³ из расчета 100-300 кг на тонну навоза-сырца (экскременты).

Гигроскопичный минерал бишофит (bichofit) с формулой MgCl₂•6H₂O добывают методом подземного растворения. На поверхность земли выкачивают рапу - рассол хлористого магния с концентрацией 420-430 г/л. В состав рассола входят все содержащиеся в pane соли, макро- и микроэлементы в доступной форме для растений сельскохозяйственных культур. Состав проб рассола выщелачивания бишофита в солевой форме представлен в таблице 1. Ресурсы природного минерала бишофита на территории Волгоградской области геологами оцениваются в миллиардах тонн. Количественный и поэлементный анализ проб рассолов бишофита, добытого в Наримановском и Городищенском месторождениях Волгоградской области, показан в таблице 2. Содержание макро- и микроэлементов в рассоле бишофита, извлеченного из скважины 4 Городищенского месторождения, отражено в таблице 3. Состав рассола бишофита, добытого из скважин в черте г.Волгограда, приведен в таблице 4 для сравнения с вышеприведенными результатами и известными данными из научно-технической и справочной литературы. Полученную массу из свежего куриного помета и раствора бишофита гомогенизируют в емкости объемом 4 м³ при вращении винтовой мешалки диаметром 200 мм при частоте 380 мин.^-1. В эту массу вводят ил перепревшего свиного 2-4-летнего навоза из отстойников свиноферм по сухому веществу 1-(2-4) при непрерывном перемешивании в течение 5-19 мин. В 10 тоннах иловатой фракции свиного навоза содержится 5364 кг органического вещества, 315 кг азота общего, 384 кг фосфора в форме P₂O₅, 210 кг калия (К₂О), 0,079 кг хрома, 4,69 кг цинка, 1,31 кг меди, 0,102 кг никеля, 0,078 кг свинца и 4,875 кг марганца, а остальное (3715,926 кг) - песок, почва, грунт или др. примеси. Введение свиного навоза в смесь приводит к мезофильному сбраживанию (температура сбраживания с 53-55^oС снижается до 35^oС. После мезофильного сбраживания полученный продукт делят на два потока: 20-30% пульпы направляют на сбраживание свежего куриного помета. 70-80% оставшейся массы охлаждают до температуры окружающей среды без доступа атмосферного воздуха. Центрифугированием разделяют полученную массу на твердый осадок и жидкую фракцию. Твердый осадок частично подсушивают и гранулируют. Процессу грануляции органического удобрения способствует парафин из раствора бишофита. Жидкую фракцию рециркулируют и вводят повторно в емкость для сбраживания.

Эффективность получаемого удобрения нами выявлялась при возделывании крупяных культур: гречихи сорта "Казанка", проса сорта "Камышинское 95" и риса сорта "Кубань 3". Опыты ставились как на делянках, так и на производственных посевах. Для сравнения брались свиной навоз четырехлетнего разложения, куриный помет двухлетнего разложения и комплексное получаемое удобрение: сброженный куриный помет + иловатая фракция свиного навоза + бишофит. Результаты экспериментальных исследований представлены в таблицах 5 и 6.

Хлористый магний из состава бишофита способствует полному уничтожению патогенных микроэлементов. Полученное удобрение не имеет специфического запаха птичьего помета.

Формула изобретения

Способ обработки куриного помета путем анаэробного термофильного сбраживания и последующего разделения сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием, отличающийся тем, что перед анаэробным термофильным сбраживанием в куриный помет вводят нагретый до 75-95^oС раствор природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂•6Н₂О плотностью 1,1-1,5 т/м³ из расчета 100-300 кг на 1 т навоза-сырца, полученную сброженную массу гомогенизируют, в нее вводят ил перепревшего свиного навоза из отстойников свиноферм при массовом соотношении помета и свиного навоза по сухому веществу 1:(2-4) при непрерывном перемешивании в течение 5-20 мин, после мезофильного сбраживания полученный продукт делят на два потока: 20-30% массы направляют на сбраживание свежего куриного помета, а 70-80% оставшейся массы охлаждают до температуры окружающей среды без доступа атмосферного воздуха, центрифугированием разделяют на твердый осадок и жидкую фракцию, твердый осадок частично подсушивают, а жидкую фракцию рециркулируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6