Способ обработки куриного помета

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке органических отходов на удобрения. Способ включает анаэробное термофильное сбраживание и последующее разделение сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием. Перед анаэробным термофильным сбраживанием в куриный помет вводят нагретый до температуры +75...+95°С рассол природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂ 6H₂O. Плотность рассола 1,1-1,5 т/м³. Норма расхода: 100-300 кг на 1 тонну навоза-сырца. Полученную массу гомогенизируют. В нее вводят ил перепревшего свиного навоза из отстойников свиноферм. Массовое соотношение помета и свиного навоза по сухому веществу 1: (2-4). Ингредиенты органического удобрения непрерывно перемешивают в течение 5-10 минут. После мезофильного сбраживания полученный продукт делят на два потока: 20-30% массы полуфабриката направляют на сбраживание свежего куриного помета, 70-80% оставшейся пульпы охлаждают до температуры окружающей среды без доступа атмосферного воздуха. Центрифугированием разделяют эту массу на твердый осадок и жидкую фракцию. В твердый осадок добавляют отходы первичной подработки лакричного сырья в виде измельченных нестандартных корней, минерального сора, растительных примесей, стержни надземных побегов и карбаша. Их перемешивают, частично подсушивают. Массу прессуют в гранулы с размерами 15-25 мм. Удобрения фасуют. Жидкую фракцию рециркулируют. Изобретение позволяет снизить себестоимость и повысить качество органического 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°С 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 относятся высокая себестоимость, большие энергозатраты, потребность в дорогостоящем технологическом оборудовании и в низком содержании микроэлементов в приготовленном продукте.

Известен также способ получения удобрений из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического ила или испражнений скота, в котором субстрат нагревают до кипения, отдистилировывают 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 C 05 F 3/00, С 05 F 7/00. 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 государственных птицефабриках, расположенных недалеко от городов и крупных населенных пунктов городского типа.

Кроме названных приемов 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.%:

Полуперепревший навоз Остальное

Твердая фракция бесподстилочного навоза 40-60

(SU, авторское свидетельство №1189858 А, М.кл.⁴ С 05 F 3/00. Способ получения органического удобрения / М.А. Цуркан, В.С. Врабие (СССР). - Заявка №36 28494/30-15. 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 полупревший 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 на обеспечение технологического процесса, перед нагревом помета в него добавляют торф при массовом соотношении помета и торфа по сухому веществу (2-4):1, смесь гомогенизирует 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 торфо-пометной 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 в 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. №611. // Открытия. Изобретения. - 1990. - №6).

К недостаткам данного способа следует отнести то, что в качестве одного из компонентов удобрения является торф. Последний находит применение не во всех регионах Российской Федерации.

Наиболее близким приемом к заявленной технологии относится способ обработки куриного помета путем анаэробного термофильного сбраживания и последующего разделения сброженной массы на твердую и жидкую фракции 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°С и выдерживают в течение 3-5 минут (SU, авторское свидетельство №1557143 А1, М.кл⁵ 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 отходов первичной подработки лакричного сырья, перепревшего ила свиного навоза 2-4-летнего разложения из отстойников и раствора бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂6H₂O.

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°С 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, ценрифугированием разделяют эту массу на твердый осадок и жидкую фракцию, в твердый осадок добавляют отходы первичной подработки лакричного сырья в виде измельченных нестандартных корней, минерального сора, растительных примесей, стерни надземных побегов и карабаша, перемешивают, 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 полном объеме в состав удобрения и одновременно с этим - хлористым магнием и другими его солями - уничтожаются патогенные микроорганизмы, при этом введение ила от помета свиней 2-4-летнего разложения переводит процесс в мезофильное сбраживание при температуре 30-35°С, происходит максимальное наполнение компонентов удобрения необходимыми удобрениями в виде общих азота, фосфора и калия, что в совокупности и обеспечивают достижение поставленной технической задачи.

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

Способ обработки 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°С раствор природного минерала бишофита сульфатного типа с формулой MgCl₂ 6Н₂О и плотностью 1,1-1,5 т/м³ из расчета 100-300 кг на тонну навоза-сырца (экскремента). Гигроскопичный минерал бишофит (bischjfit) с формулой MgCl₂ 6Н₂О добывают методом подземного растоворения. На поверхности земли выкачивают рапу-рассол хлористого магния с концентрацией 420-430 г/л. В состав рассола входят все содержащиеся в paпе 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 оценивается 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 300 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 5-10 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 (К₂O), 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, ил и др. примеси.

Введение свиного навоза в смесь приводит к мезофильному сбраживанию (температура сбраживания с 53-55°С снижается до 35°С). 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 массу на твердый осадок и жидкую фракцию. В твердый добавляют отходы первичной подработки лакричного сырья. Осадок с отходами лакричного сырья перемешивают, частично подсушивают и гранулируют. Процессу грануляции органического удобрения с отходами солодки способствует парафин из раствора бишофита. Предпочтительный размер гранул 15-25 мм. Жидкую фракцию рециркулируют и вводят повторно в емкость для сбраживания. Отходы солодки представлены в виде измельченных нестандартных корней, минерального сора, растительных примесей, стерни надземных побегов и карабаша. Отходы солодки характеризуются высоким до 2,5-2,8% содержанием общего азота и микроэлементов.

Эффективность получаемого удобрения нами выявлялось 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 + иловистая фракция свиного навоза + бишофит + отходы солодки. Результаты экспериментальных исследований представлены в таблицах 5 и 6.

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

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 температуры +75...+95°С рассол 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, в твердый осадок добавляют отходы переработки лакричного сырья в виде измельченных нестандартных корней, минерального сора, растительных примесей, стержни надземных побегов и карбаша, перемешивают, частично подсушивают и прессуют в гранулы с размерами 15-25 мм, а жидкую фракцию рециркулируют.