Кавитационный способ обеззараживания жидкого навоза и помета и технологическая линия для безотходного приготовления органоминеральных удобрений


 


Владельцы патента RU 2527851:

Петраков Александр Дмитриевич (RU)
Радченко Сергей Михайлович (RU)

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ обеззараживания навоза или помета путем кавитационного воздействия, их разделения на твердую и жидкую фракции, осветление жидкой фракции, приготовление гранулированных органоминеральных удобрений из твердой фракции, причем в качестве навозных стоков используют низкоконцентрированные стоки, получаемые при применении гидравлических или самотечных систем удаления навоза и помета из помещений, а кавитационное обеззараживание производят в генераторе-диспергаторе за один проход, разрушение и лишение всхожести семян сорных растений за два прохода, а прекращение выделения аммонийного азота путем 4-5-кратного прохода через генератор-диспергатор. Технологическая линия для осуществления способа обеззараживания навоза или помета. Изобретения позволяют обеззаразить навоз или помет, лишить семян сорных растений всхожести, прекратить выделение аммонийного азота. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Группа изобретений относится к области переработки органических отходов сельскохозяйственных животных и птиц, в частности к кавитационному обеззараживанию и получению органоминеральных удобрений с использованием низкоконцентрированных навозных стоков животноводческих ферм и птичников. Такие стоки получаются на животноводческих фермах и птичниках при применении гидравлических или самотечных систем удаления навоза и помета из помещений.

Содержание органических веществ в этих стоках составляет не более 10% в зависимости от способа удаления навоза или помета и количества смывной воды, расходуемой на технологические нужды фермы. Обычно такие стоки подвергают биологической очистке до норм их сброса в открытые водоемы или используют для орошения сельскохозяйственных культур после многократного (4-10 раз) разбавления их чистой водой (Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки навоза к использованию ОНТП 17-99 Минсельхоз РФ).

Недостатками этих способов является то, что при биологической очистке и обеззараживании до норм их сброса в открытые водоемы или использования как удобрение для орошения сельскохозяйственных культур, удаляются практически все органические вещества (исходные по БПК - 10÷15 г/л, а после биологической очистки - 50÷150 мг/л), а также теряется значительное количество других биогенных веществ. Кроме того, при биологической очистке образуется около 10% избыточного активного ила, который представляет опасность для окружающей среды, а использование его для удобрения полей возможно только после продолжительного хранения - до 6 месяцев, и подсушки на иловых площадках.

Применяемое за рубежом сбраживание навозных стоков в специальных метантенках (анаэробные биофильтры, реакторы с восходящим и нисходящим потокам, контактные реакторы, приспособленные для сбраживания низкоконцентрированных отходов (Итоги науки и техники. Биотехнология ВИИТИ, М., т.29, стр.47-51, 1991 г.) В этом случае анаэробные реакторы выполняют роль устройств для предварительной очистки навозных стоков, что также ведет к значительной потере биогенных веществ, без которых использование навозных стоков в качестве удобрения бесполезно. А самое главное стоки не обеззараживаются от гельминтов и других болезнетворных бактерий, ферментов и не обезвреживаются от семян сорных растений.

Птицефабрики и свинофермы являются значительным источником загрязнений окружающей среды, неприятные запахи и мухи, различные болезнетворные бактерии распространяются на большие расстояния от пометохранилища или навозохранилища, ухудшают социально-экологические условия жизни и труда сотрудников птицефабрик и свиноферм, жителей близлежащих населенных пунктов, а также здоровья животных, вынужденных дышать парами аммиака и другими вредными испарениями из отстойников и сборных ям. Проблема утилизации отходов свиноферм и птицефабрик актуальна еще и потому, что для хранения их занято и занимается большое количество пахотных земель.

Одним из эффективных технических решений являются очистные сооружения, содержащие группу сообщающихся водоемов и средства гидроботанической обработки стоков водной растительностью, которые выполнены в виде обособленного водоема СВВР Эйхорния в качестве водной растительности.

Данная технология основана на исключительных адсорбционных особенностях ВВР Эйхорнии по очищению воды (поглощение загрязнений), по переработке иловых отложений, по подавлению болезнетворных бактерий и микроорганизмов, по ускорению разложения нефтепродуктов, по накапливанию тяжелых металлов.

Основным препятствием для широкого круглогодичного применения тропического теплолюбивого растения Эйхорния в средних широтах является невозможность ее использования при температурах ниже +16°C. Поскольку создание теплых водоемов для эффективного функционирования высших водных растений (ВВР) является сложным и высокозатратным, а соблюдение комплексных критериев производства «сложность - стоимость - эффективность» в большинстве регионов России неосуществимо.

Известно изобретение патент России №2301515 от 27.06.2007 г. «Способ переработки навоза», включающее:

- распределение на грунтовой площадке равномерным слоем навоза крупнорогатого скота и соломы, посев и выращивание в нем семян кормовой культуры для получения зеленой массы при периодическом поливе жидкими фермовыми стоками, разведенными водой, использование полученной массы на корм скоту.

Недостатками известного способа являются:

1. Отсутствие изоляции навоза от почвы, что влечет за собой проникновение в почву жидких стоков вместе с патогенной микрофлорой и семенами сорных растений.

2. Отсутствие воздействия на аммонийный азот позволяет гнилостным бактериям разлагать растительный белок, содержащийся в навозе и распространять неприятный запах в окружающую среду.

3. Отсутствие эффективного обеззараживания навоза.

4. Способ можно использовать только на землях, окружающих ферму.

Известно изобретение патент РФ №2437864 от 27.12.2011 г. «Способ микробиологический переработки птичьего помета», включающий использование для переработки птичьего помета микробных культур, разведенных в воде в определенных соотношениях и вносимых в помет с последующим перемешиванием через определенные сроки.

Причем микробные культуры вносят в птичий помет последовательно, начиная с внесения pseu.do monas sp.114, с последующим перемешиванием, через 5 суток - Azotobacter chroccum В-35 и перемешивают. Срок микробиологического воздействия - 15 суток.

Недостатками известного способа являются:

1. Необходимость поддержания в помете высоких температур, обеспечивающих жизнедеятельность микробных культур;

2. Наличие в перерабатываем помете остаточных количеств микробных культур и патогенной микрофлоры.

3. Отсутствие в технологии приемов и воздействий, обеспечивающих 100% экологически чистую утилизацию без выделения вредных газов: сероводорода, аммиака, метана.

Известно изобретение патент РФ №2448913 от 27.04.2012 г. (Биоэнерготический комплекс «Биочек»), содержащее совокупность взаимосвязанных между собой газотурбинной теплоэлектростанции (ГТЭС) и размещенной в закрытом помещении под теплой кровлей системы газификации сырья (СГС), которая включает последовательно соединенные модуль очистных сооружений (МОС) для гидроботанической переработки отходов, в том числе сточных вод и/или иловых отложений, водной растительностью. Модуль производства газообразного биотоплива - биогаза (МПГ), а также блок управления контроля (БУК), СГС, при этом МОС содержит по крайней мере один отстойник и по крайней мере один биопруд, поверхность которого заселена свободно плавающими неукрепляющими высшими водными растениями-макрофитами (ВВР), метантенк для газификации сырья с получением биогаза - метана, который через компрессор направляется газотурбинную теплоэлектростанцию.

Недостатками известного биоэнергетического комплекса «Биочек» являются:

1. Отсутствие возможности использовать биоэнергетический комплекс «Биочек» круглый год в условиях большинства регионов России.

2. Сложности сооружений биоэнергетического комплекса с одновременной неустойчивостью получения электроэнергии.

3. Технология способа недостаточно уделяет внимания обеззараживанию отходов «Биочека»: активный ил, жидкие стоки и т.д.

Известно изобретение патент РФ №2463761 от 20.10.2012 г. «Способ производства биогаза из сельскохозяйственных отходов и биогазовая установка для его осуществления».

Способ получения биогаза достигается путем последовательного проведения следующих технологических операций:

- предварительную гомогенизацию отходов;

- последующую сепарацию отходов на компоненты;

- подачу биологически разлагаемых компонентов отходов в резервуар производства биогаза и последующее раздельное или совместное использование компонентов и биогаза.

При этом предварительную гомогенизацию отходов производят периодически в закрытом объеме с подачей равными порциями на сепарацию, в процессе сепарации отходов на компоненты часть жидкой фракции отводят самотеком для самостоятельного использования, а перед подачей биологически разлагаемых компонентов отходов в резервуар производства биогаза в их состав добавляют твердое органическое вещество и образуют из них ферментную массу, которую подают в резервуар производства биогаза.

Недостатками известного способа являются:

- перед сепарацией порцию отходов разделяют на две неравные части, большую из которых направляют на сепарацию, а меньшую - напрямую в резервуар производства биогаза и ни одна из этих частей не обеззараживается;

- для работы биогазовой установки необходимо добавлять в качестве твердого органического вещества ценные корма - рожь, кукурузный силос и т.д. (прототип).

Известно изобретение патент РФ №2332827 от 10.09.2008 г. «Устройство для обеззараживания навозных стоков», содержащее генератор импульсов и излучатель, выполненный в стенке отрезка трубопровода из диамагнитного материала, в котором размещен параболоид вращения с электродами, а с внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов, а внутри отрезка трубопровода размещен трубопровод меньшего диаметра, выполненный из ферромагнитного материала.

Недостатком известного изобретения являются:

- большие энергетические затраты на образование магнитных полей, мощных высоковольтных электрических разрядов (эффект Юткина), вследствие чего в стоке образуются зоны сжатия и растяжения, губительно действуя на патогенную микрофлору.

Известно изобретение (прототип) патент РФ №2422415 от 27.06.20011 г. «Устройство для приготовления обеззараженного дегельминтизировного удобрения», содержащее гидравлическую камеру обеззараживания жидких стоков, емкость для накопления стоков, миксер-гомогенизатор и погружной насос-измельчитель. Камера обеззараживания и дегельминтизации навоза и/или помета, выполненная в виде многоступенчатого электрогидравлического насоса с электродами, соединенного с распределительным устройством и ресивером.

Недостатками известного устройства являются:

- устройство очень энергозатратно для образования последовательных электрогидравлических ударов (эффект Юткина), требуется много электроэнергии высокого напряжения;

- для работы практического устройства требуются беспрецедентные меры безопасности по обслуживанию электроустановок высокого напряжения, что резко удорожит себестоимость обеззараживания.

Известно изобретение патент РФ №2365079 от 27.08.2009 г. «Линия глубокой очистки и переработки животноводческих стоков» (прототип), включающее: накопитель навозного стока, насос-измельчитель для подачи стоков устройство для анаэробного сбраживания - метантенк, ультразвуковой шнековый пресс с двумя патрубками для выхода жидкой и твердой фракций, емкость-усреднитель, сушильный окомкователь барабанного типа.

Недостатками известной линии являются:

- недостаточная производительность устройства и его периодичность связаны с анаэробной ферментацией;

- обеззараживание в ультразвуковом шнековом прессе происходит лишь частично;

- не определена судьба жидких стоков после ультразвукового шнекового пресса, исходная влажность навоза 93-97%, и разбавлять поступающий навоз жидкой фракцией нецелесообразно.

- для устойчивой работы метантенка обычно требуется дополнительное внесение твердой фракции в виде ржи, ячменя, кукурузного силоса и т.д. Об этом в принципе действия изобретения не упоминается.

Задачами изобретений являются:

1. Разработка кавитационного способа обеззараживания жидких навозов и пометов, их разделение на жидкую и твердую фракции, осветление жидкой фракции, приготовление гранулированных органоминеральных удобрений из твердой фракции;

2. Разрушение и лишение всхожести семян сорных растений, содержащихся в жидких навозах и пометах, путем кавитационного воздействия;

3. Прекращение выделения аммонийного азота, содержащегося в жидких навозах и пометах, путем кавитационного воздействия на гнилостные и гноеродные бактерии, разлагающие растительные белки с образованием газообразного аммонийного азота;

4. Создание технологической линии для осуществления способа обеззараживания жидкого навоза и помета, лишения всхожести семян сорных растений, прекращения выделения аммонийного азота, осветления жидких стоков для их использования в оборотном водоснабжении или слива, получения органоминеральных удобрений (ОМУ) из твердой фракции навозов и пометов.

Способ обеззараживания навоза или помета путем кавитационного воздействия, их разделения на твердую и жидкую фракции, осветление жидкой фракции, приготовление гранулированных органоминеральных удобрений из твердой фракции, причем в качестве навоза используют низкоконцентрированные навозные стоки, получаемые при применении гидравлических или самотечных систем удаления навоза и помета из помещений, а кавитационное обеззараживание производят в кавитационном генераторе-диспергаторе за один проход, разрушение и лишение всхожести семян сорных растений за два прохода, а прекращение выделения аммонийного азота путем 4-5-кратного прохода через кавитационный генератор-диспергатор.

Кроме того, на стадии перемешивания навоза, для предотвращения разделения массы, в него вносят кавитационно приготовленные гуматы и глауконит, которые работают как флокулянты и адсорбенты при разделении навоза на жидкую и твердую фракции и центробежном осветлении жидкой фракции.

Обеззараженную и отделенную жидкую фракцию после сепарации подвергают дополнительной очистке от взвеси и грязи на центрифуге в режиме работы с флокулянтами и адсорбентами, что позволяет задержать и отделить 95-98% сухого вещества.

Светлая жидкость обеззаражена и может быть направлена на повторное использование для смыва навоза или помета в животноводческих помещениях или птичниках, а также может быть использована для оросительного полива или зарядки паровых полей под будущие культуры. Добавленные в смеситель гуматы и глауконит связывают тяжелые металлы и биологические включения, исключая дальнейшее биологическое обеззараживание.

Отделенная грязь направляется в смеситель для приготовления органоминеральных удобрений из твердой фазы.

Твердая обеззараженная фаза навоза или помета после сепаратора направляется в смеситель, в котором готовиться органоминеральная смесь из твердой фазы навоза или помета, минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий, минерал, содержащий микроэлементы, например глауконит, грязь после осветления жидкой фазы, влагоемкий наполнитель (кора, опилки, шелуха и т.д.).

Тщательно перемешенная однородная масса направляется в сушилку, в которой подсушивается до влажности 20%, необходимой для гранулирования. После гранулятора полученное органоминеральное удобрение направляется на охлаждение, расфасовку и далее на склад.

По результатам испытаний обеззараживания навоза или помета было выяснено, что полное обеззараживание достигается за один проход через генератор-диспергатор, разрушение семян сорных растений и лишение их всхожести происходит за два прохода через генератор-диспергатор, прекращение выделения аммонийного азота кавитационным воздействием на гнилостные и гноеродные бактерии, разлагающие растительные белки с образованием газообразного аммонийного азота, за 4-5 проходов через генератор-диспергатор.

Таким образом, в результате соблюдения всех звеньев заявляемой технологии появляется экологически чистая, безотходная технология переработки и утилизации таких опасных отходов сельскохозяйственного производства, как свиной навоз или птичий помет.

Указанные задачи по обеззараживанию навоза или помета, лишению всхожести семян сорных растений, прекращению выделения аммонийного азота достигаются за счет наличия в кавитационном генераторе-диспергаторе трех последовательно расположенных зон обработки навоза или помета:

- зоны пониженного давления;

- зоны повышенного давления;

- зоны нагнетания.

Известно, что появлению кавитации способствует растворенный в воде воздух, который выделяется при уменьшении давления (И. Пирсол «Кавитация», стр.9). В жизни кавитационного пузырька различают две фазы - расширение и схлопывание, которые вместе образуют полный термодинамический цикл.

В зоне пониженного давления гидростатическое давление понижается до такой степени, что силы, действующие на молекулы жидкости, становятся больше сил молекулярных связей. В результате резкого изменения гидростатического равновесия жидкость как бы разрывается, порождая многочисленные мельчайшие пузырьки. Кавитация наступает тем раньше, чем больше жидкость «загрязнена» твердыми частицами или другими инородными телами (например, бактериями), чем выше ее температура или чем больше в ней растворено газов. Кавитационное «кипение» жидкости обусловлено тем, что на поверхности этих частиц адсорбируется тонкий слой воздуха, частицы которого при попадании в зону пониженного давления служат очагами, способствующими возникновению кавитации.

Бактериальная флора, находящаяся в обрабатываемой жидкости, также служит центрами образования кавитационных пузырьков. При попадании жидкости в зону пониженного давления жидкость вскипает, а у бактерий, оказывающихся в центре или рядом с образовавшимися кавитационными пузырьками, под действием разности давлений внутри них и в окружающем пространстве, происходит полное или частичное разрушение клеточной оболочки (механическое воздействие).

Вторая фаза жизни кавитационного пузырька - схлопывание (конденсация), происходит в зоне повышенного давления, куда он перемещается вместе с обрабатываемой жидкостью.

Процесс конденсации кавитационного пузырька происходит практически мгновенно. Частицы жидкости, окружающие пузырек, перемещаются к его центру с большой скоростью.

В результате кинетическая энергия содержащихся частиц вызывает в момент смыкания пузырьков местные гидравлические микроудары, сопровождающиеся местным повышением давления до 104 кг/см2 и локальным повышением температуры до 1000 - 1500°C. Схлопывание одного отдельного кавитационного пузырька не дает ожидаемого эффекта, но кавитационных пузырьков много и «схлопывается» их много тысяч в секунду, поэтому в совокупности они способны оказывать значительное разрушающее или иное действие без высокотемпературного нагрева обрабатываемой жидкости.

Таким образом, кавитация кроме механического воздействия оказывает на бактериальную флору и микростерилизационное воздействие в условиях ультравысокотемпературного режима в области исчезновения кавитационного пузырька.

Кроме того, стенки кавитационного пузырька и капельки жидкости, находящиеся внутри него, заряжены разноименным электричеством. При сжатии пузырьков их размеры резко уменьшаются, и заряды оказываются расположенными на поверхностях пузырьков очень малых размеров. В результате резкого уменьшения поверхности кавитационного пузырька резко возрастает напряжение статического электричества. Между стенками кавитационного пузырька и капельками, находящимися внутри их, проскакивают электрические разряды, напоминающие микроскопические молнии. Эти электрические разряды высокой напряженности также оказывают губительное действие на бактерии, оказывающиеся источниками возникновения названных пузырьков.

Высокие температуры и давления, возникающие в точках исчезновения кавитационных пузырьков, а также микромолнии статического электричества способствуют протеканию разложения воды по реакциям:

H2O→H++(OH)-

2H2O→2(OH)++H2.

Гидроксильные группы (OH)+ и (OH)-, эмитирование на оболочках кавитационных пузырьков, при конденсации последних образуется перекись водорода по реакциям:

(OH)++(OH)-→H2O2

2(OH)-→H2O2+2e-.

Возникновение кавитационных пузырьков на поверхностях бактерий, яиц, гельминтов и т.д. сопровождается образованием свободных радикалов (OH)-, HO-2, N+, а также конечных продуктов их рекомбинации H2O2, HNO2, HNO3.

Образование перекиси водорода, свободных радикалов и кислот также оказывает губительное воздействие на бактериальную флору обрабатываемого навоза или помета.

В зависимости от поставленных задач:

- обеззараживание;

- угнетение всхожести семян сорных растений;

- прекращение выделения аммонийного азота;

возможно последовательное расположение генераторов-диспергаторов 1-2-4 шт. для непрерывной работы линии, а при циклической работе необходима связка оборудования смеситель-генератор-диспергатор, обеспечивающий 4-5-кратную обработку порции навоза или помета с последующей выдачей на сепарирование.

Заявляемый способ обеззараживания навоза или помета осуществляется следующим образом.

Навоз или помет из животноводческих или птицеводческих помещений 1 самосплавом или гидросмывом поступает в накопительную емкость 2. Из накопительной емкости 2 при помощи погружного насоса навоз или помет направляется в приемную емкость с мешалкой 5, препятствующей расслоению навоза или помета. В приемную емкость с мешалкой добавляют кавитационно приготовленные: гуматы - емкость 23 и глауконит - емкость 24, которые работают как флокулянты и адсорбенты, связывающие тяжелые металлы и биологические включения, ускоряющие седиментацию мутных включений и исключающие биологическое обеззараживание. Кавитационный генератор-диспергатор 6 закачивает навоз или помет из приемной емкости, а после кавитационной обработки возвращает его обратно, такая обработка осуществляется 4-5 раз для протекания всех задач изобретений (обеззараживание, лишение всхожести семян сорных растений, прекращение выделения аммонийного азота) и после переключения автоматических шаровых кранов выкачиваем навоз или помет из приемной емкости с мешалкой в промежуточную емкость 3.

Из промежуточной емкости 3 навоз или помет самотеком направляется в сепаратор 4. В сепараторе 4 происходит разделение обеззараженного навоза или помета на жидкую и твердую фракции.

Жидкая фракция направляется в центрифугу 7, в которой происходит отделение органической взвеси (грязи) и осветление жидкой обеззараженной фракции, которая может быть направлена в емкость для оборотного водоснабжения 8, в емкость для полива 9, в емкость для направления в биологический пруд-отстойник 10.

Твердая фракция, покидая сепаратор 4, направляется в смеситель 21, в который дополнительно загружаются органические наполнители из емкости-дозатора 11, минеральные азот, фосфор, калийсодержащие удобрения из емкостей-дозаторов 12, 13, 14, микроэлементы из емкости-дозатора 15. Смесь тщательно перемешивается до однородной массы, а затем выдается в сушильную печь 16, в которой влажность органоминеральной смеси доводится до необходимой для гранулирования 20%.

Из сушильной печи 16 органоминеральная смесь направляется в гранулятор 17, а полученные в нем гранулы органоминеральных удобрений направляются в емкость для накопления и охлаждения гранул 18.

Охлажденные гранулы органоминеральных удобрений направляются в машину для расфасовки и зашивки тары 19. Готовая продукция транспортируется в склад 20 для накопления и отгрузки.

На чертеже представлена технологическая линия для осуществления кавитационного способа обеззараживания жидкого навоза и помета и безотходного приготовления органоминеральных удобрений, включающая:

1 - Животноводческие помещения

2 - Накопительная емкость

3 - Промежуточная емкость

4 - Сепаратор

5 - Приемная емкость с мешалкой

6 - Кавитационный генератор-диспергатор

7 - Центрифуга

8 - Емкость для приема обеззараженной и осветленной жидкой фазы и направления в оборотное водоснабжение

9 - Емкость для приема обеззараженной и осветленной жидкой фазы, предназначенной для полива

10 - Емкость для приема обеззараженной и осветленной жидкой фазы перед направлением в биологический пруд-отстойник

11 - Емкость-дозатор для органических влаговпитывающих компонентов (кора, шелуха, опилки, дробленая солома)

12 - Емкость-дозатор для азотных минеральных удобрений

13 - Емкость-дозатор для фосфорных минеральных удобрений

14 - Емкость-дозатор для калийных минеральных удобрений

15 - Емкость-дозатор для микроэлементов

16 - Сушильная печь

17 - Гранулятор

18 - Емкость для накопления и охлаждения гранул органоминеральных удобрений

19 - Машина расфасовки удобрений в тару и ее зашивка

20 - Склад для накопления и отгрузки гранулированных органоминеральных удобрений

21 - Смеситель для приготовления однородной органоминеральной массы перед подсушкой и грануляцией

22 - Автоматические шаровые краны

23 - Емкость с кавитационно приготовленными гуматами

24 - Емкость с кавитационно приготовленным глауконитом.

Работает заявляемая технологическая линия, предназначенная для кавитационного способа обеззараживания жидкого навоза и помета и безотходного приготовления органоминеральных удобрений следующим образом:

Навоз или помет из животноводческих или птицеводческих помещений 1 при помощи самосплавной системы навозоудаления или гидросмыва после открывания пробок или шлюзов по трубопроводу направляется в накопительную емкость 2, из которой погружным насосом закачивается в приемную емкость с мешалкой 5. В емкость 5 добавляют из емкости 23 кавитационно приготовленные гуматы, а из емкости 24 - кавитационно приготовленный глауконит. При заполнении емкости 5 до верхнего уровня автоматически включается кавитационный генератор-диспергатор 6, который закачивает навоз или помет, обеззараживает его и возвращает обратно в приемную емкость. После истечения времени, необходимого для 4-5-кратной кавитационной обработки навоза или помета автоматически открывается шаровый кран 22 для направления навоза или помета в промежуточную емкость 3, и закрывается кран 22 для возврата навоза или помета в приемную емкость с мешалкой 5.

По окончании перекачивания навоза или помета краны возвращаются в исходное положение, и включается погружной насос для подачи следующей порции навоза или помета.

Из промежуточной емкости 3 обеззараженный навоз или помет самотеком направляется в сепаратор 4, в котором происходит разделение обеззараженного навоза или помета на жидкую и твердую фракции. Жидкая фракция самотеком поступает в центрифугу 7, в которой очищается от грязи и органической взвеси и сливается в емкости 8, 9, 10, в зависимости от назначения, а грязь направляется в смеситель 21.

Твердая фракция, выходя из сепаратора 4, направляется в смеситель 21, куда добавляются органические наполнители из емкости-дозатора 11, минеральные азот, фосфор, калийсодержащие удобрения из емкостей-дозаторов 12, 13, 14 и микроэлементы из емкости-дозатора 15.

Тщательно перемешенная органоминеральная масса из смесителя направляется в сушилку 16, в которой подсушивается до влажности - 20%.

Подсушенная органоминеральная масса направляется в гранулятор 17, а полученные гранулы направляются в емкость для накопления и охлаждения гранул 18. Из емкости 18 самотеком гранулы направляются на расфасовку в машину для расфасовки и зашивки, а затем готовый продукт вывозится в склад для накопления и отгрузки.

Использование заявляемой технологии обеззараживания и технологической линии приготовления органоминеральных удобрений из жидкого свиного навоза или помета позволяет резко уменьшить размер капитальных вложений на стадии строительства из-за ненужности лагун для хранения жидкой фракции и площадок для хранения и ферментной обработки твердой фракции.

Заявляемая технология позволяет без накопления навоза в лагунах, без строительства иловых полей при биогазовых технологиях разложения ферментами содержимого жидких навозов и пометов, которые не обеспечивают 100% обеззараживания отходов и илов, превращать животноводческие фермы и птичники в экологически чистые объекты без опасных отходов.

Заявляемый способ и технологическая линия способны работать в любых климатических условиях.

Список используемой литературы

1. Патент России №2301515 от 27.06.2007 г. «Способ переработки навоза».

2. Патент России №2437864 от 27.12.2011 г. «Способ микробиологической переработки птичьего помета».

3. Патент России №2448913 от 27.04.2012 г. (Биоэнергетический комплекс «Биочек»).

4. Патент России №2463761 от 20.10.20012 г. «Способ производства биогаза из сельскохозяйственных отходов и биогазовая установка для его осуществления».

5. Патент России №2422415 от 27.06.2011 г. «Устройство для приготовления обеззараженного дегельментизированного удобрения».

6. Патент России №2365079 от 27.08.2009 г. «Линия глубокой очистки и переработки животноводческих стоков».

7. И. Пирсол «Кавитация» стр. 9-63.

1. Способ обеззараживания навоза или помета путем кавитационного воздействия, их разделения на твердую и жидкую фракции, осветление жидкой фракции, приготовление гранулированных органоминеральных удобрений из твердой фракции, отличающийся тем, что в качестве навозных стоков используют низкоконцентрированные стоки, получаемые при применении гидравлических или самотечных систем удаления навоза и помета из помещений, а кавитационное обеззараживание производят в генераторе-диспергаторе за один проход, разрушение и лишение всхожести семян сорных растений за два прохода, а прекращение выделения аммонийного азота путем 4-5-кратного прохода через генератор-диспергатор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеззараживание навоза или помета производят перед сепарацией и разделением на жидкую и твердую фракции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеззараженную жидкую фракцию после сепарации подвергают дополнительной очистке от взвеси и грязи на центрифуге в режиме работы с флокулянтами и адсорбентами.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеззараженную твердую фракцию смешивают с наполнителем, минеральными удобрениями, микроэлементами, грязью из центрифуги, подсушивают, гранулируют, охлаждают, расфасовывают и отправляют на склад.

5. Технологическая линия для осуществления способа обеззараживания навоза или помета, приготовления гранулированных органоминеральных удобрений из твердой фракции, осветления жидкой фракции по п.1, содержащая приемную емкость с мешалкой, кавитационный генератор-диспергатор, промежуточную емкость, сепаратор, центрифугу, емкости для накопления обеззараженной и осветленной жидкой фракции, смеситель, емкости дозаторы для различных компонентов органоминеральных удобрений, сушильную печь, гранулятор, емкость для накопления и охлаждения, машину для расфасовки и зашивки, склад.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к переработке органических отходов с использованием биотехнологических процессов и получению биогаза. Способ получения биогаза из экскрементов животных включает предварительную обработку органического субстрата путем доведения его до влажности 90% с последующим измельчением субстрата до размера частиц от 0,5 до 0,7 см.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ микробиологической переработки птичьего помета включает укладку птичьего помета и внесение биодобавок в жидкой форме, осуществление биологического разогрева и анаэробной ферментации смеси, причем в качестве биодобавки используют эффлюент в количестве 3-8% от общей массы птичьего помета, в состав которого входят минеральные удобрения - N:P:K в количестве 0,1:0,16:0,18% соответственно и аборигенная микрофлора с плотностью по микроорганизмам 260×108 КОЕ/мл, при этом осуществляется сбор и отвод биогаза, образующегося в процессе разложения птичьего помета.
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 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.

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.

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.
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.
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 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 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 относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при обработке посевного материала. Способ предпосевной обработки семян петрушки включает замачивание их в течение 18 часов в 0,20%-ном растворе зоогумина. Затем семена высушивают при температуре 25-30°С в течение 6-10 часов до воздушно-сухого состояния. Изобретение позволяет повысить посевные качества семенного материала, повысить урожайность и снизить содержание нитратов. 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления компоста в биоферментере включает подготовку ферментируемой смеси, перемещение смеси в ферментер с напорными воздуховодами и последующую аэробную ферментацию смеси, причем осуществляют контроль за процессом ферментации путем бесконтактного измерения температуры с помощью мобильных инфракрасных датчиков по всей поверхности ферментируемой смеси, при этом обеспечивают линейный временной график изменения температуры в диапазонах от 20°C до 30°C, от 30°C до 60°C и от 60°C до 70°C с допустимым отклонением ±3°C путем подачи воздуха по системе напорных воздуховодов ферментера в зоны измерения температуры, причем измерения температуры и подачу воздуха осуществляют с интервалом 1-2 часа. Изобретение позволяет повысить технологичность способа и сократить срок созревания готовой продукции. 2 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области утилизации послеуборочных растительных остатков сельскохозяйственных культур и приготовлению компостов. Послеуборочные растительные остатки собирают и, послойно чередуя с органоминеральной смесью, состоящей из навоза КРС и фосфогипса, взятых в соотношении 10:1 соответственно, укладывают в бурт высотой до 3,0 м при следующей последовательности с соответственной высотой слоев, см: растительные остатки озимой пшеницы - 40-45; органоминеральная смесь - 30-35; растительные остатки кукурузы - 40-45; органоминеральная смесь - 30-35; растительные остатки подсолнечника - 40-45; органоминеральная смесь - 30-35; растительные остатки сахарной свеклы - 40-45; органоминеральная смесь - остальное. Сформированную кучу в позднеосенний период перемешивают и компостируют в течение 4 месяцев, с продолжением компостирования ранней весной до 2 месяцев, ежемесячно перемешивая. Изобретение обеспечивает получение эффективного органоминерального удобрения и улучшение экологической обстановки окружающей среды за счет утилизации отходов промышленности и сельского хозяйства. 3 ил., 1 пр.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ производства биогумуса заключается в переработке органических отходов красными калифорнийскими червями вида Eisenia foetida в количестве не менее 250 тыс.шт/м3, при этом бункер первоначально должен быть заполнен на высоту не более 20 см и через определенное время повторяется операция закладки органических отходов в бункер, при этом общее количество органических отходов в бункере не должно превышать высоту 80 см, кроме того, ИК-нагреватель позволяет отделять оставшихся червей от готового биогумуса путем повышения температуры на дне бункера до неприемлемой для жизнедеятельности червей. Установка для производства биогумуса состоит из бункера прямоугольной формы с выгрузным поддоном в нижней части, тепловой рубашкой для поддержания оптимальных условий, ИК-нагревателем для отделения червей, перфорированными трубами для аэрации органических отходов, при этом выгрузной поддон состоит из двух частей, ширина одной части поддона должна быть равна ширине бункера и в каждой части поддона находится ИК-нагреватель и перфорированные трубы по периметру. Изобретения позволяют уменьшить длительность технологических процессов, снизить энергозатраты на технологические процессы. 2 н. п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области ветеринарной микробиологии и биотехнологии, в частности к методам обеззараживания навоза от яиц стронгилят. Способ заключается в использовании в качестве дезинвазирующего средства яиц стронгилят лошадей культуральной жидкости штамма бактерий Bacillus subtilis «ТНП-3» или Bacillus subtilis «ТНП-5». Осуществление изобретения обеспечивает обеззараживание навоза и окружающей среды, обсемененных яйцами стронгилят.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ переработки бесподстилочного навоза в удобрения, электрическую и тепловую энергию, согласно которому исходный навоз последовательно подвергают предварительной подготовке в аппарате, снабженном средствами перемешивания, анаэробной переработке в биогаз и биошлам в метантенке, оборудованном средствами стабилизации температурного режима, биошлам подвергают механическому обезвоживанию с получением жидкой и твердой фракции, твердую фракцию подвергают сушке в конвективной сушилке с использованием энергии сжигания биогаза и получением сухой фракции и влажного газа, сухую фракцию используют для приготовления удобрений, влажный газ используют для стабилизации температурного режима метантенка, жидкую фракцию подвергают гравитационному разделению в отстойнике с получением сгущенной фракции и надосадочной жидкости, сгущенную фракцию направляют в аппарат предварительной подготовки, надосадочную жидкость направляют на последующую очистку, а биогаз накапливают в газохранилище и сжигают в когенерационной установке с получением электрической и тепловой энергии. Биоэнергетический комплекс для реализации способа переработки бесподстилочного навоза в удобрения. Изобретения позволяют повысить энергетическую эффективность процесса, повысить качество удобрений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения включает использование отходов промышленности и сельского хозяйства, причем в качестве удобрений используют тереклитовые глины, кукурузные кочерыжки и молибденсодержащие отходы промышленности в соотношении 5:1:0,5, смешивают их и вносят в почву под зяблевую вспашку в количестве 5-7 тонн на гектар. Изобретение позволяет расширить ассортимент удобрений и одновременно утилизировать отходы промышленности и сельского хозяйства. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает внесение удобрения перед основной обработкой почвы. В качестве основного удобрения используют сложный компост, состоящий из полуперепревшего навоза крупного рогатого скота, фосфогипса, соломы, отходов кормления животных, отходов зерна в процессе его доочистки, послеуборочных растительных остатков подсолнечника и сахарной свеклы, осадков сточных вод и куриного помета при следующем соотношении компонентов (масс.%): фосфогипс - 7-8, солома - 2-3, отходы кормления животных - 2-3, отходы зерна в процессе его доочистки - 2-3, растительные остатки подсолнечника и сахарной свеклы - 3-4, осадки сточных вод - 6-7, куриный помет - 3-4, полуперепревший навоз крупного рогатого скота - остальное, которые компостируют в весенне-летне-осенний период в течение 4-5 месяцев, смешивая в середине мая навоз, солому, фосфогипс, разные виды отходов кормления животных и зерна в процессе его доочистки, осадки сточных вод и куриный помет с добавлением растительных остатков подсолнечника в августе-сентябре и сахарной свеклы в начале сентября, перемешивая его каждый месяц-полтора до созревания. Затем полученный сложный компост вносят в почву во второй половине октября в дозе 65-70 т/га с последующей его заделкой на глубину 15-18 см, а весной проводят посев кукурузы на зерно. Способ позволяет повысить эффективность выращивания кукурузы на зерно, улучшить экологическую обстановку окружающей среды за счет утилизации бытовых отходов, отходов промышленных и сельскохозяйственных производств, а также улучшить на 4-5 лет агрономические свойства почвы. 1 пр.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает внесение сложного компоста, состоящего из навоза и отходов сельскохозяйственных культур, для нарастания численности и активизации деятельности дождевых червей. При этом сложный компост вносят в почву на глубину пахотного слоя. Сложный компост дополнительно включает отход химической промышленности - фосфогипс. Отходы сельскохозяйственных культур - растительные остатки подсолнечника (шляпки), сахарной свеклы, кукурузы, отходы очистки зерна, выжимки овощей и фруктов, солома ячменя, отходы кормления животных, взяты в равных пропорциях, при следующем соотношении компонентов, %: отходы сельскохозяйственных культур - 2-3, фосфогипс - 5-6, навоз крупного рогатого скота - остальное. Способ позволяет повысить плодородие почвы с одновременным улучшением физических, химических и биологических свойств почвы. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства. Способ включает внесение удобрения в виде компоста, состоящего из органических и минеральных компонентов, предпосевную обработку почвы и посев семян. При этом в составе сложного компоста в качестве органических компонентов используют полуперепревший навоз крупного рогатого скота (КРС), пшеничную солому, отходы кормления животных и обработки зерна, подсолнечную лузгу и опилки, а в качестве минеральных - фосфогипс и золу, при следующем соотношении компонентов (мас.%): фосфогипс - 6-7, зола - 1-2, пшеничная солома - 2-3, отходы кормления животных - 2-3, отходы обработки зерна - 2-3, подсолнечная лузга - 2-3, опилки - 2-3, полуперепревший навоз КРС - остальное, которые компостируют с середины апреля в течение 5 месяцев, ежемесячно перемешивая для обеспечения аэрации компостируемой кучи до созревания. Затем полученный компост вносят в почву в середине сентября в дозе 70 т/га с последующей обработкой почвы на глубину 15-18 см и посевом озимой пшеницы во второй декаде октября. Способ позволяет улучшить экологическую обстановку окружающей среды за счет снижения инфильтрации NO3, денитрификации N2, улучшить свойства почвы, повысить плодородие земель, урожайность сельскохозяйственной культуры при продолжительности действия и последействия сложного компоста в течение 5 лет, а также рационально использовать отходы промышленности и сельского хозяйства. 1 пр.
Наверх