Способ получения органического удобрения


 


Владельцы патента RU 2504531:

Общество с ограниченной ответственностью "Научная интеграция" (RU)
Смотрицкий Андрей Владимирович (RU)
Смотрицкий Александр Андреевич (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органического удобрения, который включает ферментацию исходного продукта, удаление биогаза, сепарацию, причем в качестве исходного продукта используют экскременты птиц или животных, которые предварительно ферментируют, после окончания ферментации и удаления биогаза из продукта ферментации посредством сепарации отделяют плотную составляющую исходного продукта, а жидкую составляющую смешивают с флокулянтом, флоккулируемый продукт отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5, жидкую фракцию удаляют, а отстоявшийся продукт декантируют до влажности 40-50%, жидкую составляющую удаляют, а декантированную массу смешивают с плотной составляющей продукта сепарации и отжимают шнековым устройством или же вначале отжимают шнековым устройством, а затем смешивают с плотной составляющей продукта сепарации, предварительно отжатой шнековым устройством, при этом на выходе шнекового устройства продукт имеет влажность 20-30%, после чего продукт подвергают тепловой сушке при температуре 40-60°С до влажности 10-15%. Изобретение позволяет снизить энергозатраты на выработку тепловой энергии для сгущения продукта ферментации экскрементов птиц и животных, сохранить органические и минеральные вещества в конечном продукте, повысить экологичность способа. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к производству органических удобрений из экскрементов птиц и животных.

В процессе производства органических удобрений из экскрементов птиц и животных, которые предварительно подвергают ферментации, возникают взаимосвязанные проблемы: сгущение продукта ферментации с сохранением оптимального количества органических и минеральных веществ в конечном продукте, при одновременном снижении энергозатрат на тепло и сохранении экологии.

Известен 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 (температура субстрата 100°С) известкуют добавлением 1-20 г/л негашеной извести СаО с одновременным удалением выделяющегося аммиака. Смесь сатурируют иловым газом при температуре 80-90°С, получаемым в результате метанового брожения, до конечной щелочности 0,01-1,5 г/л. Получаемый осадок отделяют от воды механической сепарацией. (СССР, авторское свидетельство №998452, C05F 3/00, C05F 7/00, 23.02.1983).

Недостаток известного способа получения органического удобрения состоит в том, что реализация способа требует большого количества тепла для его осуществления. Дистилляция, сатурация иловым газом и удаление аммиака технически сложны и требуют утилизации выделяющихся газов. Кроме того, в конечном продукте практически отсутствует азотная составляющая, так как большая ее часть улетучивается в процессе сгущения исходного продукта. При этом, фосфор из продукта ферментации в процессе сгущения выделяют посредством химической реакции с негашеной известью, функционально ассоциируя химическую реакцию с флокуляцией. В конечном итоге получают жидкое удобрение в виде грубозернистого осадка, содержащего фосфатно-кислый кальций, углекислый кальций и, адсорбированные непрореагировавшим углекислым кальцием, органические примеси. При этом количество фосфорной и органической составляющих в конечном продукте определяется количеством введенной негашеной извести, которое ограничивается требованиями экологии, что не обеспечивает максимальное извлечение минеральной и органической составляющих из продукта ферментации и ограничивает их количественное содержание в конечном продукте. Кроме того использование в способе высоких температур обработки сырья (операции дистилляции 100°С и сатурации иловым газом 80-90°С) приводит к частичному разрушению имеющихся в нем органических составляющих, в частности к разрушению гуминовых кислот. В результате, известный способ получения органического удобрения позволяет получить удовлетворяющую санитарным нормам осветленную воду, являющуюся продуктом обезвоживания, но не позволяет получить комплексное органо-минеральное удобрение, содержащее азот, минеральные составляющие и органические соединения, содержащиеся в сырье после ферментации. При этом наличие в конечном продукте составляющей химического происхождения - Са, а также удаление из продукта ферментации углекислого аммония, который требует утилизации, снижают экологичность известного способа. Кроме того, известный способ является энергозатратным из-за наличия в нем операций дистилляции (100°С) и сатурации иловым газом (80-90°С).

Известен способ получения органического удобрения, включающий анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки. При этом термообработку осуществляют после вакуумирования путем подогрева до 200-220°С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортирования, а затем в режиме кипящего слоя (РФ, патент №1774938, C05F 3/00, C02F 11/04, 07.11.92.)

Известен способ получения удобрения и линия для его осуществления, в соответствии с которым получают органоминеральное удобрение на основе разложения 2-4-летней давности навоза крупного рогатого скота, помета свиней и экскрементов кур. Исходный продукт измельчают и выполняют стерилизацию путем мелкодисперсного распыления раствора бишофита на поверхность измельченной фракции. Обезвоживание исходного продукта осуществляют отжимом в сепараторе и сушкой при температуре 120-140°С. Сгущенную после сепаратора массу отправляют в гранулятор. Жидкую составляющую, стекающую при загрузке исходного продукта и после сепарции, отводят в биореактор для переработки. После окончания ферментации продукт биореактора сепарируют и посылают в гранулятор и, далее, сушат. Осветленную жидкость сливают в канализацию. Одновременно с грануляцией сырье после сепаратора насыщают макро- и микроэлементами в виде размолотого фосфорита и переработанного шлама травильных растворов и отходов металлургического производства. Из гранулятора удобрение в виде гранул подают в барабанную сушилку, в которую подают теплоноситель с температурой 120-140°С. Гранулы с влажностью 14-18% из барабанной сушилки подают на фасовку (РФ, патент №2281273, C05G 1/00, C05F 3/00, C05F 3/06, 10.08.2006 г.).

Недостаток известных способов получения органического удобрения из экскрементов животных заключается, прежде всего в выполнении сушки конечного продукта при температуре 120-140° и 200°С, что приводит к улетучиванию азота и разрушает ценные органические соединения, в частности гуминовые кислоты. При этом оба способа являются энегозатратными из-за наличия операции вакуумирования, в первом способе, и высоких температур сушки продукта ферментации в обоих способах. Кроме того, испарение большого количества воды, насыщенной продуктами тепловой диструкции органических соединений приводит к необходимости утилизации большого количества паров воды, для соблюдения экологических норм.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения гранулированного птичьего помета, в соответствии с которым помет измельчают, разбавляют одновременно с нагревом, подают в ферментатор. Ферментацию проводят при влажности измельченного помета 90-92 мас.%. После ферментации массу подвергают контактированию с кислородом воздуха для прекращения метановой ферментации и подают ее в сгуститель, представляющий собой центрифугу отстойного типа, где сгущают с образованием фильтрата и сгущенной массы. Гранулирование помета осуществляют одновременно с сушкой путем распыления в псевдоожиженном слое в аппарате гранулирования и сушки. При этом сушку проводят топочными газами, выделяющимися при сжигании биогаза - продукта ферментации. Фильтрат, полученный в процессе сгущения массы, нагревают и используют для нагрева и разбавления исходного помета перед ферментацией (РФ, патент №2032644, C05F 3/00, 10.04.95).

Прежде всего, недостаток известного способа состоит в высокой температуре сушки (280-300°С), что приводит, к удалению части полезных соединений из конечного продукта, в первую очередь, из-за улетучивания азотсодержащих соединений, а также из-за разрушения ряда полезных органических соединений (например, гуминовых кислот). При этом, в процессе реализации способа в атмосферу выбрасывается большое количество пара, обогащенного продуктами диструкции полезных органических веществ, которые вместо полезного компонента удобрений превращаются в вещества, загрязняющие воздух, что нарушает экологические нормы. Кроме того, испарение влаги, содержащейся в отферментированной массе, требует большого количества тепловой энергии. Оценка показала, что в наиболее близком к предлагаемому способе получения органического удобрения на испарение расходуют 1 Мвт тепловой энергии (стоимость за год более 5 млн рублей).

Предлагаемый способ получения органического удобрения решает задачу создания соответствующего способа, осуществление которого обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении энергозатрат на выработку тепловой энергии для сгущения продукта ферментации экскрементов птиц и животных, в сохранении органических и минеральных веществ в конечном продукте, в повышении экологичности способа, в расширении области использования способа благодаря использованию в качестве исходного продукта не только экскрементов птиц, но и экскрементов животных.

Сущность заявленного изобретения состоит в том, что в способе получения органического удобрения, включающем ферментацию исходного продукта, удаление биогаза, сепарацию, новым является то, что в качестве исходного продукта используют экскременты птиц или животных, которые предварительно ферментируют, после окончания ферментации и удаления биогаза из продукта ферментации посредством сепарации отделяют плотную составляющую исходного продукта, а жидкую составляющую смешивают с флокулянтом, флоккулируемый продукт отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5, жидкую фракцию удаляют, а отстоявшийся продукт декантируют до влажности 40-50%, жидкую составляющую удаляют, а декантированную массу смешивают с плотной составляющей продукта сепарации и отжимают шнековым устройством, или же вначале отжимают шнековым устройством, а затем смешивают с плотной составляющей продукта сепарации, предварительно отжатым шнековым устройством, при этом на выходе шнекового устройства продукт имеет влажность 20-30%, после чего продукт подвергают тепловой сушке при температуре 40-60°С до влажности 10-15%. Кроме того: используют флокулянт «Сибфлок», который берут в количестве 0,1-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации; используют флокулянт, состоящий из смеси крахмала и сернокислого алюминия в соотношении 1/1 в количестве 0,5-2% от массы жидкой составляющей продукта сепарации; используют флокулянт FILTERING SYSTEM в количестве 0,01-0,05% от массы жидкой составляющей продукта сепарации. При этом перед тепловой сушкой продукт гранулируют.

Технический результат достигается следующим образом. Признаки формулы изобретения: «Способ получения органического удобрения, включающий ферментацию исходного продукта, удаление биогаза, сепарацию,…» являются неотъемлемой частью заявленного способа, обеспечивающего возможность осуществления. Следовательно, они обеспечивают достижение заявленного технического результата.

В результате ферментации анаэробные бактерии расщепляют сложные органические соединения (жиры, белки, углеводы), содержащиеся в ферментируемом продукте, до кислот жирного ряда затем - до соединений, которые могут усваиваться растениями. В результате ферментации также выделяются тепло и биогаз, которые посылают на дальнейшее использование или утилизируют.

Использование в качестве исходного продукта экскрементов птиц или животных расширяет область использования заявленного способа получения органического удобрения.

В заявленном способе сгущение продукта ферментации выполняется в две стадии. На первой стадии посредством сепаратора из продукта ферментации отделяют плотные составляющие исходного продукта, которые после сепарирования имеют влажность около 70%, а на второй стадии из продукта ферментации отделяют мелкую органическую взвесь, которая не отделяется под действием центробежной силы. Для этого используют флокулянт, который смешивают с жидкой составляющей продукта сепарации, обеспечивая тем самым возможность наиболее полного использования продукта ферментации. Последовательное сгущение продукта ферментации обеспечивает сохранение органических и минеральных веществ в конечном продукте. Кроме того, отделение полезных веществ осуществляется без испарения воды, что существенно улучшает экологичность устройств, действующих по предлагаемому способу, а также уменьшает энергозатраты на достижение полезного результата.

В наиболее близком к предлагаемому способе получения органического удобрения жидкую составляющую продукта сепарации (обычно это 75-80% от сепарируемого объема) направляют обратно в ферментатор для разбавления исходного продукта. В то время как для оптимальной работы ферментатора для возврата в него может быть использовано не более 50% от сепарируемого объема. При этом, задача утилизации жидких отходов по способу, принятому за прототип, не решена. На практике эти отходы пытаются реализовать как жидкие малоконцентрированные удобрения. По климатическим причинам спрос на них мал.

В отличие от прототипа, в заявленном способе жидкую составляющую продукта сепарации смешивают с флокулянтом для обеспечения обезвоживания всего объема образующихся отходов. Заявленный способ допускает флоккулировать или весь объем жидкой составляющей (в этом случае возвращают в ферментатор осветленную воду), или флоккулировать только оставшуюся после возврата в ферментатор жидкую составляющую продукта сепарации.

Флокулянты - это вещества, вызывающие в жидких дисперсных системах флокуляцию - образование рыхлых хлопьевидных агрегатов (флокул) из мелких частиц дисперсной фазы. В результате смешения жидкой составляющей продукта сепарации с флокулянтом мелкие органические частицы продукта сепарации объединяются в более крупные формы (агрегируются), которые имеют повышенную плотность и благодаря этому опускаются на дно отстойника, что приводит к сгущению флоккулируемого продукта.

Особенность флокулянтов состоит в том, что обработанные ими осадки структурируются, образуя стабильную пространственную систему сквозных каналов и пустот, что обеспечивает высокую степень водоотдачи флоккулированного продукта путем отстаивания и декантирования.

В некоторых случаях избыток флокулянтов может не только ухудшить флокуляцию, но вызвать обратный процесс - де-флокуляцию, или пептизацию. Доза флокулянта для флоккулирования жидкой составляющей продукта сепарации определяется на основании лабораторных испытаний. Установленная, в результате опытов, норма расхода флокулянта является оптимальной и обеспечивает достижение заявленного технического результата: флокулянт «Сибфлок» берут в количестве 0,1-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации; флокулянт, состоящий из смеси крахмала и сернокислого алюминия в соотношении 1/1 в количестве 0,5-2% от массы жидкой составляющей продукта сепарации; флокулянт FILTERING SYSTEM в количестве 0,05-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации.

Диапазон значений нормы расхода флокулянта обусловлен отличающимися физическими свойствами исходных продуктов ферментации, жидкой составляющей продукта сепарации. Конкретное значение нормы расхода подбирают каждый раз опытным путем.

В результате проведенного патентно-информационного поиска не выявлено использование флокулянтов при получении органических удобрений из экскрементов птиц и животных. На основании этого можно сделать вывод, что флокулянт для получения органических удобрений из экскрементов птиц и животных использован авторами впервые.

В заявленном способе флоккулируемый продукт отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5 соответственно, что учитывает исходную плотность продукта и обеспечивает наиболее полную его флокуляцию, а, следовательно, обеспечивает сохранении органических и минеральных веществ в конечном продукте. Одновременно учитывают требования производственной применимости, так как достижение больших уровней разделения существенно затягивает процесс, уменьшает производительность системы.

Совокупность операций: «жидкую фракцию продукта флокуляции удаляют, а отстоявшийся продукт декантируют, жидкую фракцию удаляют, а декантированную массу вначале смешивают с плотной составляющей продукта сепарации, а затем отжимают шнековым устройством, или же вначале отжимают шнековым устройством, а затем смешивают с вышеупомянутым продуктом, предварительно отжатым шнековым устройством,» - обеспечивает получение сгущенного результирующего продукта, который, благодаря наличию операции смешения, имеет однородную массу с равномерно распределенным минеральным и органическим составом. Благодаря тому, что перед тепловой сушкой продукт гранулируют, конечному продукту придают форму, удобную для расфасовки и дальнейшего использования.

При этом благодаря тому, что декантирование флоккулированного продукта выполняют до влажности 40-50%, затем полученную смесь отжимают шнековым устройством, на выходе которого продукт имеет влажность 20-30%, обеспечивается возможность снижения температуры сушки отжатого продукта до 40-60°С. При этом обеспечивается товарная конечная влажность продукта 10-15%. Возможность снижения температуры сушки до 60-40°С обеспечивает щадящий режим сушки конечного продукта органического удобрения, что позволяет практически полностью исключить потерю полезных компонентов удобрения, в том числе азота и органической составляющих, в частности одной из важных для растений составляющих - гуминовых кислот.

Известно, что гуминовые соединения, входящие в состав получаемого органического удобрения, являются составной частью гумуса, который в значительной мере определяет плодородие почв. Гумус содержит основные элементы питания растений, которые под воздействием микроорганизмов переходят в доступные для растений формы.

Из вышеизложенного следует, что в заявленном способе для сгущения продукта ферментация использована комбинация различных технологических приемов сгущения и обезвоживания осадка, а именно: механическое обезвоживание и флокуляция.

В результате, в отличие от способа по прототипу, предлагаемый способ получения органического удобрения расходует в 3-5 раз меньше энергозатрат на тепло, следовательно и количество пара, негативно влияющего на экологию, выбрасывается в 3-5 раз меньше, по сравнению с прототипом. В заявленном способе большую часть влаги выделяют с помощью отстойников и механического обезвоживания, и только малую часть влаги испаряют в процессе сушки. Объем осветленной выделенной воды по предлагаемому способу намного больше, чем можно вернуть в ферментер, поэтому часть воды удаляется в канализацию. Это та вода, которая содержится в помете (его влажность около 75%). В результате заявленный способ получения органического удобрения обеспечивает полную и безопасную утилизацию чрезвычайно агрессивных отходов птицефабрик и животноводческих комплексов, а следовательно, обеспечивает существенное улучшение экологической обстановки, в частности, в регионах расположения птицефабрик и животноводческих комплексов.

Проведенные исследования составов органического удобрения, полученного заявленным способом из куриного помета, навоза свиней и коров, показали высокое содержание основных составляющих: азота, фосфора, калия и гуминовых кислот (см. раздел «промышленная применимость»). Из чего следует, что предлагаемая в способе последовательность технологических операций и режимов обеспечивает сохранение органических и минеральных веществ в конечном продукте, а, следовательно, обеспечивает получение высококачественного комплексного органического удобрения из экскрементов птиц и животных, характеризующегося стабильной регламентной влажностью, хорошей усвояемостью почвой, пригодного к транспортировке и длительному хранению.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что предлагаемый способ получения органического удобрения при его осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении энергозатрат на выработку тепловой энергии для сгущения продукта ферментации экскрементов птиц и животных, в сохранении органических и минеральных веществ в конечном продукте, то есть увеличения качества продукта, в повышении экологичности способа, в расширении области использования способа благодаря использованию в качестве исходного продукта не только экскрементов птиц, но и экскрементов животных.

Способ осуществляют следующим образом. В качестве исходного продукта используют экскременты птиц или животных, которые предварительно ферментируют. После окончания ферментации и удаления биогаза из продукта ферментации посредством сепарации отделяют плотную составляющую исходного продукта. Жидкую составляющую смешивают с флокулянтом. Жидкую часть продукта сепарации или флоккулируют полностью, (в этом случае возвращают в ферментатор осветленную воду), или флоккулируют только оставшуюся после возврата в ферментатор жидкую составляющую продукта сепарации.

Флоккулируемый продукт отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5 соответственно. Жидкую фракцию удаляют, а отстоявшийся продукт декантируют до влажности 40-50%. Жидкую составляющую удаляют. Декантированную массу смешивают с плотной составляющей продукта сепарации и отжимают шнековым устройством, или же вначале отжимают шнековым устройством, а затем смешивают с плотной составляющей продукта сепарации, предварительно отжатым шнековым устройством. На выходе шнекового устройства продукт имеет влажность 20-30%. После отжима продукт подвергают тепловой сушке при температуре до 60°С до влажности 10-15%. Перед тепловой сушкой продукт гранулируют.

Продукт ферментации сливают из реактора перед заправкой в него новой порции исходного продукта. Слив осуществляют через механический центробежный сепаратор. В результате отделяют плотную составляющую исходного продукта.

Жидкая составляющая содержит значительную долю органических частиц малых размеров. Взвесь этих частиц не оседает и практически не разделяется центрифугированием. Жидкую составляющую смешивают с флокулянтом и помещают в отстойник.

Флокулянт добавляют дозатором. Флокулянт обеспечивает соединение малых частиц в комплексы (флоккулы), причем плотность флоккул тем выше, чем выше плотность жидкости. Процесс длится 2-8 часов в зависимости от концентрации и состава флокулянта, температуры, состава субстрата. После достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5 соответственно, жидкую фракцию удаляют. Из отстойника сгущенную и жидкую фракции сливают отдельно. Часть осветленной воды поступает в биогазовый реактор для разведения свежей порции помета, а другая часть сливается в канализацию через водоочистную установку. Сгущенная часть флоккулированного продукта поступает в центробежный декантер, на выходе которого влажность сепарированной массы составляет 40-60%. Декантированную массу смешивают с плотными продуктами сепарации и отжимают шнековыи устройством. Или вначале оба продукта отжимают шнековым устройством, а затем смешивают. На выходе шнекового устройства продукт имеет влажность 20-30%. Отжатый продукт подают в гранулятор, где происходит гранулирование и тепловая сушка до товарного уровня 10-15%. Тепловая сушка производится при температуре от 40 до 60°С, что практически полностью исключает потерю полезных компонентов удобрения.

Жидкость из декантера и шнекового обезвоживателя поступает на доочистку и далее сливается в канализацию.

В примерах получения органического удобрения заявленным способом использовали флокулянты: «Сибфлок», который берут в количестве 0,1-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации;

флокулянт, состоящий из смеси крахмала и сернокислого алюминия в соотношении 1/1 в количестве 0,5-2% от массы жидкой составляющей продукта сепарации;

флокулянт FILTERING SYSTEM в количестве 0,05-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации.

Для работы по заявленному способу пригодны разные композиции, обладающие свойством флоккулировать жидкую часть отработанного продукта ферментации.

Композиция из крахмала и сернокислого алюминия, взятых в соотношении 1/1 дает требуемый эффект. По экономическим причинам (стоимость крахмала) применение такой композиции невыгодно. Тем не менее, в случае использования вместо крахмала измельченного некондиционного картофеля, такая рецептура может быть востребована.

Неплохие результаты дает применение флокулянта FILTERING SYSTEM в количестве 0,05-0,01% от массы обрабатываемой жидкости. Экономически это также неоптимальный вариант.

Лучшие результаты, по сравнению с вышеупомянутыми флокулянтами, показал флокулянт на основе полиэтиленоксида. (РФ, патент №2393122, C02F 11/14, C02F 11/20, C02F 1/56, B01D 21/01).

Флокулянт «Сибфлок» представляет собой композицию, состоящую из нескольких синтетических и природных полимеров, веществ и соединений органической и неорганической химии. Создан специально для работы на иловых площадках, для коммунального хозяйства для обезвоживания сточных вод на иловых площадках. Обеспечивает быстрое образование флокул и качественное разделение твердой и жидкой фазы осадков.

Флокулянт «Сибфлок» производят в виде геля, который легко растворяется в холодной воде без применения специальных мешалок, что позволяет приготавливать его растворы даже в полевых условиях.

Флокулянт «Сибфлок» относится к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности), не горюч, не взрывоопасен, перевозится обычными видами авто и ж/д транспорта в стандартной таре (канистры, бочки, IBC-контейнеры) (http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4784.html; http://www.nanoresource.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=57&Itemid-27; РФ, патент №2393122, C02F 11/14, C02F 11/20, C02F 1/56, B01D 21/01, 27.06.2010 г.).

Для работы на иловых площадках после разведения в воде готовый рабочий раствор флокулянта, сохраняющий свою активность в течение 3-4 суток, имеет концентрацию 0,1%. В заявленном способе флокулянт «Сибфлок» разводят в жидкой составляющей продукта сепарации в количестве 0,1-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации.

Состав удобрений, полученных с помощью заявленного способа и описанных выше флокулянтов, приведен ниже в таблице.

Состав/исходный продукт Куриный помет Свиной навоз Коровий навоз
Азот общий 7-18% 4-7% 1,5-5%
Фосфор (P2O5) 7-11% 2-6% 1-4%
Калий (K2O) 5-9% 3-7% 2-7%
Гуминовые кислоты 9-36% 8-30% 12-45%

Разброс значений содержания полезных веществ определяется как неоднородностью состава исходного сырья (зависит от рациона кормления, породы, категории, способа сбора и др. причин), так и применяемым флокулянтом.

Лабораторный анализ в агролаборатории не показал в конечном продукте - в удобрении - присутствия используемого флокулянта ввиду малости дозы.

Для сравнения эффективности заявленного способа ниже приведены составы органического удобрения, полученного на основе разложения 2-4-летней давности навоза крупного рогатого скота, помета свиней и экскрементов кур. В известном способе исходный продукт измельчают и выполняют его стерилизацию путем мелкодисперсного распыления раствора бишофита на поверхность измельченной фракции. Обезвоживание исходного продукта осуществляют отжимом в сепараторе и сушкой при температуре 120-140°С (РФ, патент №2281273, C05G 1/00, C05F 3/00, C05F 3/06, 10.08.2006 г.)


Вид удобрения
Влажность, % Содержание, % на сырое вещество/сухое в-во
Органическое вещество Зола Азот общий Фосфор общий Калий общий
1 2 3 4 5 6 7
1. Твердые органические удобрения
Навоз крупного рогатого скота (подстилочный) 75 21 4 0,50/2 0,25/1 0,60/2,4
Навоз свиной (подстилочный) 72 24 4 0,48/1,7 0,20/0,7 0,60/2,1
Помет птиц (подстилочный) 40 54 6 2,00/3,3 1,81/3/0 0,91/1,5

Для корректного сравнения содержания полезных веществ мы пересчитали содержание полезных веществ, приведенных в этой таблице, к содержанию в сухом продукте. Результаты приведены в таблице через дробь - знаменатель дроби.

Из результатов сравнения таблиц видно, что содержание полезных веществ, в удобрениях, полученных по предлагаемому способу из того же сырья, существенно больше (в большинстве параметров выигрыш не менее, чем в 2-3 раза).

Для отделение влаги использовали центрифугу и шнековое устройство, изготовленные по специальному заказу, с характеристиками, обеспечивающими на их выходе влажность продукта в соответствии с заявленным способом.

Реализация способа возможна также на серийной центрифуге SG2-100 компании Альфе Лаваль, обеспечивающей одновременное декантирование и шнековое обезвоживание до уровня 25-30%.

Для гранулирования и сушки использовали стандартный гранулятор ФР-047, выпускаемый ООО «Феникс», и сушильный модуль того же производителя.

1. Способ получения органического удобрения, включающий ферментацию исходного продукта, удаление биогаза, сепарацию, отличающийся тем, что в качестве исходного продукта используют экскременты птиц или животных, которые предварительно ферментируют, после окончания ферментации и удаления биогаза из продукта ферментации посредством сепарации отделяют плотную составляющую исходного продукта, а жидкую составляющую смешивают с флокулянтом, флоккулируемый продукт отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5, жидкую фракцию удаляют, а отстоявшийся продукт декантируют до влажности 40-50%, жидкую составляющую удаляют, а декантированную массу смешивают с плотной составляющей продукта сепарации и отжимают шнековым устройством, или же вначале отжимают шнековым устройством, а затем смешивают с плотной составляющей продукта сепарации, предварительно отжатым шнековым устройством, при этом на выходе шнекового устройства продукт имеет влажность 20-30%, после чего продукт подвергают тепловой сушке при температуре 40-60°С до влажности 10-15%.

2. Способ получения органического удобрения по п.1, отличающийся тем, что используют флокулянт «Сибфлок», который берут в количестве 0,1-0,01% от массы жидкой составляющей продукта сепарации.

3. Способ получения органического удобрения по п.1, отличающийся тем, что используют флокулянт, состоящий из смеси крахмала и сернокислого алюминия в соотношении 1:1 в количестве 0,5-2% от массы жидкой составляющей продукта сепарации.

4. Способ получения органического удобрения по п.1, отличающийся тем, что используют флокулянт FILTERING SYSTEM в количестве 0,01-0,05% от массы жидкой составляющей продукта сепарации.

5. Способ получения органического удобрения по п.1, отличающийся тем, что перед тепловой сушкой продукт гранулируют.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрение для выращивания томатов на черноземе заключается во внесении удобрений в почву, причем в качестве удобрения вносят золу лузги подсолнечника под каждый куст локально в дозе 50 г или навоз и золу лузги подсолнечника, причем доза внесения 4,5 т/га навоза и 50 г золы локально под растение.

Настоящее изобретение относится к способу и системе для сушки водосодержащей массы, такой как навоз. Способ сушки водосодержащей массы, такой как навоз, с получением одного конечного сухого продукта, включает кондиционирование воздушного потока для придания ему способности к отбору влаги; создание границы раздела масса/воздушный поток для обеспечения возможности отбора воздушным потоком, на указанной границе раздела, влаги от водосодержащей массы, тем самым ее осушения, в котором нагревают воздушный поток; подают водосодержащую массу из резервуара в сепаратор; разделяют водосодержащую массу на фракцию со сравнительно высоким содержанием твердой составляющей и на жидкую фракцию; используют фракцию со сравнительно высоким содержанием твердой составляющей для создания первой, статической границы раздела масса/воздушный поток; используют жидкую фракцию для создания второй, динамической границы раздела масса/воздушный поток; подводят воздушный поток к первой, статической границе раздела масса/воздушный поток для осушения фракции водосодержащей массы со сравнительно высоким содержанием твердой составляющей, а затем подводят воздушный поток ко второй, динамической границе раздела масса/воздушный поток для предварительного осушения жидкой фракции водосодержащей массы; подают предварительно осушенную жидкую фракцию обратно в резервуар; и смешивают предварительно осушенную жидкую фракцию с водосодержащей массой в резервуаре, причем просушенную массу через регулярные интервалы времени высвобождают со дна первой, статической границы раздела масса/воздушный поток, а мокрую массу добавляют сверху указанной границы.

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии по переработке отходов животных и может быть использовано для микробиологической утилизации навозной массы и навозных стоков непосредственно в помещениях животноводческих (свиноводческих) ферм и получения биоудобрений и почвенных грунтов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к ветеринарии, и может быть использовано для обеззараживания навоза. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки различных органических отходов. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки птичьего помета и свиного навоза. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвосмесь универсальная содержит лигнин гидролизный, навоз и торф, причем в состав входит свиной навоз любой свежести подстилочный или бесподстилочный, и дополнительно смесь содержит гидроперит. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет повысить эффективность смеси при упрощении ее состава. 1 табл., 1 пр.

Группа изобретений может быть использована в области утилизации отходов животноводства и сельского хозяйства, а также в энергетике. Птичий помет обезвоживают в устройстве механического обезвоживания (1), которое соединено сборником отогнанной жидкости (2) посредством последовательно расположенных стерилизатора (3), представляющего собой автоклав, и концентратора (4) через устройство насыщения (15) с устройством выгрузки угля. Полученную жидкость подвергают 10-12-кратному упариванию при температуре 130-140°С в концентраторе (4). Отводимый из концентратора (4) конденсат поступает в сборник (5). Предварительно обезвоженный помет подают в сушилку (6), сушильным агентом в которой является смесь прошедших через теплообменник (13) топочных газов и воздуха, образующаяся в устройстве подготовки сушильного агента (14). Сухой птичий помет и часть несконденсированной фракции парогазовой смеси, являющейся теплоносителем и транспортной средой, подают в реактор кипящего слоя (7), где осуществляют стадию пиролиза при температуре 450-550°С и скорости нагрева 1000°С/с с последующим разделением продуктов разложения на углистый остаток и парогазовую смесь. Углистый остаток отделяют от газообразных продуктов в циклоне (8) и подают в сборник угля (11), из которого выгружают мелкодисперсный уголь и упаковывают в контейнер-кассеты. Контейнер-кассеты насыщают упаренной жидкостью в устройстве насыщения (15) до степени насыщения, не исключающей сыпучесть. Парогазовая смесь отводится в конденсатор (9). Изобретение позволяет повысить эффективность углистого остатка как удобрения, а также снизить загрязнения углистого остатка и обеспечить надежную стерилизацию продукта. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы содержит бункер загрузки исходного сырья, реактор пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с узлами отвода парогазовой смеси и твердого углеродоминерального остатка, конденсатор воздушного охлаждения, циклон, газгольдер для сбора несконденсированной части парогазовой смеси, причем дно реактора пиролиза выполнено в виде сита со сквозными отверстиями, под которым установлен грузонесущий орган вибратора, под ним размещена горизонтальная труба с отверстиями в верхней части для подачи теплоносителя, с одной стороны закрытая заглушкой, а с другой стороны соединенная через калорифер с воздуходувкой и патрубком для подачи теплоносителя, в верхней части реактора расположена камера для сбора топочных и пиролизных газов, соединенная узлом отвода парогазовой смеси с конденсатором воздушного охлаждения, который в нижней части соединен с емкостью для сбора топлива, а в верхней части через циклон и абсорбер - с газгольдером. Изобретение позволяет повысить скорость пиролиза, а также утилизировать отходы жизнедеятельности животных и птицы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод с помощью компостирования, при котором смешивают осадок сточных вод с опилками (отходы деревопереработки) в соотношении, равном 1:0,12 по массе или 1:0,61 по объему, или с измельченной соломой в соотношении, равном 1:0,11 по массе или 1:1,82 по объему, затем в данную смесь добавляют сульфат калия в количестве 0,2-0,3% по массе субстрата и компостируют в буртах. Изобретение позволяет упростить, удешевить технологию получения органоминеральных удобрений и повысить удобрительную ценность конечного целевого продукта. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ подготовки птичьего помета, поступающего с птицефабрик и птицеводческих хозяйств, для последующего анаэробного сбраживания с выработкой биогаза и органических удобрений предусматривает подготовку птичьего помета или смеси пометов до максимальной влажности 91%, соотношения углерод:азот:фосфор 25:1:1, pH 7÷8.5, оптимальной температуры, не превышающей 64°C, зависящей от размера метантенка, размера помета или смеси пометов, сопоставимого с размерами бактерий, добавления активного ила анаэробного происхождения для нейтрализации действия продуктов санитарной обработки и вакцинации, использованием двухступенчатого сбраживания. Изобретение позволяет довести до оптимальной влажности субстрат, создать определенное соотношение азота и углерода.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального компоста включает использование навоза крупного рогатого скота, причем дополнительно в компосте содержится свиной навоз, осадки сточных вод и минеральная составляющая - фосфогипс. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Компоненты компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45°C, ежемесячно перемешивая до созревания. Изобретение позволяет упростить и сократить процесс получения компоста, повысить его эффективность в качестве мелиоранта сельскохозяйственных земель. 1 пр.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к биоэнергетике. Анаэробный реактор содержит корпус с камерами гидролизного и метанового брожения, устройства загрузки и перемешивания субстрата в камерах, гидравлический затвор и колонну для обогащения биогаза, разделенную перегородками на сборник биогаза и секции, заполненные иммобилизирующей засыпкой. Корпус и колонна соединены двумя патрубками, один из которых соединен между выходом субстрата из корпуса реактора и верхней частью колонны. Другой подключен между выходом биогаза из корпуса реактора и нижней частью колонны. В реакторе установлен диафрагменный электролизер. Выход с газом водородом подключен к нижней части колонны обогащения. Выход с аналитом - к входу корпуса в гидролизную камеру. Выход электролизера с католитом соединен с камерами метанового брожения. К выходу сборника биогаза в колонне подключен гидравлический затвор. В качестве засыпки в секциях колонны обогащения газа использован волокнистый графитовый материал с большой развитой поверхностью, между гидравлическим затвором на выходе биогаза из колонны обогащения и патрубком в нижней части колонны установлен насос для повторной продувки через нее биогаза. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и качества вырабатываемого биогаза и удобство эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого гуминового удобрения включает перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия, отстаивание суспензии и отделение жидкой фракции, причем перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия и отстаивание суспензии осуществляют неоднократно, в качестве гуминосодержащего материала используют отход производства жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия, действующим началом которого является углерод органического вещества Cорг - 30,0-40,0, масс.%, включающий макроэлементы: азот Nобщ. - 1,15-1,80, масс.%; фосфор P2O5 - 1,4-2,2, масс.%; калий K2O - 1,0-2,3, масс.%; кальций CaO - 1,1-1,6, масс.%; магний MgO - 0,2-0,8, масс.% и микроэлементы, по меньшей мере, бор, медь, кобальт, марганец, селен, кремний, при этом перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия производят трижды, каждый раз в соотношении 1:10 со скоростью 20 об/мин, при температуре 60°С не менее 1 часа, а отстаивание - после каждого перемешивания при температуре 60°С в течение 2 часов с последующим отделением и объединением надосадочной жидкости. Изобретение позволяет расширить ассортимент жидких гуминовых удобрений, улучшить рост и развитие растений, активировать почвенно-микробиологические процессы. 1 ил., 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству для переработки отходов животноводства, птицеводства и других пастообразных материалов. Способ приготовления компоста включает укладку навоза, помета в ферментер с последующей подачей кислорода воздуха внутрь ее. Исходная масса с нативной влажностью 76-78% укладывается в ферментер без предварительной подготовки и смешивания на слой органического углеродосодержащего компонента ферментации в количестве, обеспечивающим C:N=25:1, или без этого компонента, если масса навоза, помета за счет присутствия остатков корма и подстилки содержит вышеуказанное соотношение C:N. В качестве органического углеродосодержащего компонента ферментации используют солому, торф, опилки, измельченные растительные остатки. Способ позволяет снизить расход влагопоглощающих органических компонентов в процессе аэробной ферментации.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления жидкого органического удобрения включает получение жидкой фракции куриного помета, обеззараживание, обогащение его вытяжкой биогумуса, перемешивание, направление полученного жидкого органического удобрения через дозатор в емкость для хранения, причем готовую жидкую фракцию куриного помета, образовавшуюся после отстаивания в лагуне, прокачивают насосом через ультразвуковую установку для обезвреживания и уничтожения патогенной микрофлоры, направляют в смеситель вместе с вытяжкой биогумуса, добавляя микробиологический препарат «Восток-ЭМ1», патоку мелассы, отвар отрубей, перемешивают в течение 30 минут при положительной температуре внешней среды +16-20°С, подают в емкость для хранения, где через каждые 12 часов перемешивают воздухом под давлением через барботажную систему при температуре 23-24°С. Изобретение позволяет упростить способ изготовления удобрения, сократить время на проведение отдельных операций при изготовлении органического удобрения.
Наверх