Как перерабатывают навоз и какие продукты получают на выходе? Биореактор для переработки навоза

Переработка навоза: биореактор, бактерии, биогаз

Содержание   

В животноводческих хозяйствах, занимающихся разведением крупного рогатого скота, свиней, домашней птицы и прочей живности, собирается много продуктов их жизнедеятельности – навоза. 70-75% всех урожаев, собираемых с огородов и полей, перерабатывается в навоз. По статистике до 90% злаковых и овощных культур идет на корм животным.

Чем крупнее животноводческое хозяйство, тем больше накапливается навоза. Этому ценному биоресурсу находят различное применение. Его часто используют непосредственно как удобрение. Развитие науки сделало применение навоза, прошедшего переработку, гораздо более широким.

Отдельные способы переработки навоза

Технологии переработки этого биоресурса весьма разнообразны.

1. Вермикомпостный способ. Заключается в получении перегноя из навоза с помощью червей.
2. Утилизация и переработка навоза с помощью насекомых и мух.
3. Сушка биоресурса горячим воздухом, делает его легким и транспортабельным удобрением. Недостаток способа в энергозатратности.
4. Способ гранулирования биоресурса. Он распространен в США и в Европе, но также энергозатратен. На получение тонны гранулированных удобрений расходуется полтонны топлива.
5. Способ переработки навоза в биогаз, актуален для крупных предприятий в современной действительности. Устанавливается специальный биореактор в котором происходит переработка навозного сырья в газ для отопления и прочих нужд предприятия.

Технологическая схема переработки навоза

к меню ↑

Передовая российская разработка

Специально разработанная в Башкирии установка позволяет получать очень эффективное органно-минеральное удобрение, действующее в почве продолжительно по времени (3-4 года). Оно увеличивает динамическое плодородие почвы, повышая урожайность до двух раз. Технология позволяет сохранять в почве органические вещества.

Схема технологии состоит из следующих этапов.

1. Навозное сырье проходит обработку формалином. Происходит полная ликвидация бактерий и консервация органики на несколько лет.
2. Проводится добавление мочевины при установленной температуре.
3. Смесь проходит сушку в установке кипящего слоя и затем гранулируется.

Полученное удобрение оживляет микрофлору почвы и предотвращает потери азота. Препараты вносятся в количестве 1-2 тонны на гектар. Так как удобрение вносится раз в 4 года, экономится ГСМ. На 1 единицу затрат получается 16 единиц отложенной прибыли. На производство тонны препарата расходуется 100 кг топлива и 100 кВт электрической энергии. По своей малой затратности при производстве и своему КПД, полученное этим способом удобрение, превосходит отечественные и зарубежные аналоги.к меню ↑

Бактерии для переработки навоза

Перерабатывать продукт жизнедеятельности животных помогают бактерии, содержащиеся в нем. На современных фермах крупный рогатый скот, птицы и свиньи выращиваются на несменяемой подстилке в легких некапитальных строениях. Это дает ряд существенных преимуществ.

1. Помет и навоз не нужно убирать, попадая в подстилку, они перерабатываются внутри нее бактериями.
2. Отопление не требуется. Тепло образуется в результате переработки органики внутри подстилки бактериями, вследствие микробиологических процессов и достигает 40-50 градусов.
3. Микроорганизмы бактерий утилизируют навоз и помет без выделения неприятного запаха аммиака и метана. Поддерживается свежесть среды обитания животных и птиц, сохраняется их чистота.
4. Сокращаются до минимума расходы на обслуживающий персонал. Бактерии для переработки свиного навоза делают возможным одному рабочему справляться с тремя сотнями голов свиней. Ручной труд по уборке продуктов жизнедеятельности исключен, его заместили бактерии.
5. Условия содержания животных приближены к естественным условиям обитания. Животные меньше подвержены заболеваниям, быстрее набирают вес.

Биохлев — переработка навоза бактериями

Многослойная несменная ферментационная подстилка устраивается по специальной технологии. Один раз в месяц такую подстилку обрабатывают опрыскиванием раствора биопрепарата с содержанием бактерий. Такая технология и переработка навоза КРС и других животных посредством бактерий увеличивает прибыльность от 40 до 70%. Биопрепараты разных производителей сейчас широко представлены в продаже. Их популярность постоянно растет.к меню ↑

Аэробные биоустановки по переработке навоза и помета

Фермерскими хозяйствами, занимающимися разведением животных, стали широко применяться автоматизированные биоустановки типа Биоэкомодуль. В таких установках происходит преобразование отходов органического происхождения, посредством аэробной ферментации, в ценные органические удобрения. Процесс протекает в искусственно созданной среде с постоянными характеристиками за счет кислорододышащих (аэробных) бактерий группы азотобактеров. Такие бактерии живут в кишечнике птиц и животных и выходят из него вместе с отходами.

Бактерии расщепляют органические остатки и вредные химические соединения. В итоге получаются хеллаты (стабильные формы безопасных соединений), используемые в сельском хозяйстве. Применяется продукция, полученная в биоустановках аэробного типа как:

• сыпучие удобрения для садоводства, увеличивающие рост и урожайность;
• компосты богатые органикой с оптимальным сочетанием большого количества полезных бактерий и NPK показателей;
• биоминеральные кормовые добавки, улучшающие продуктивные показатели животных и птиц до 23%;
• сырье органического происхождения для производства гранулированного и брикетированного твердого топлива с высокими показателями теплотворности;
• органические экологически безопасные почвогрунты;
• жидкие подкормки органического происхождения для растений.

Технологическая схема биореактора

Преимущества применения биоаэробной технологии и оборудования заключаются в следующем:

• полный контроль и прогнозируемость процесса переработки;
• сохранение азота с переводом его в стабильное состояние;
• в процессе переработки отходов сохраняются полезные вещества, разлагается болезнетворная микрофлора;
• отсутствуют вредные стоки и выбросы;
• не требуются затраты на капстроительство и коммуникации;
• простота, надежность и мобильность конструкции;
• продолжительный срок эксплуатации;
• низкое энергопотребление.

к меню ↑

Биореактор для переработки органических отходов

Для утилизации биологических отходов с получением из них органических удобрений и одновременно биогаза используют биореактор. Широкое распространение получила установка БУГ, имеющая несколько модификаций. Отличаются они своей производительностью.

В состав, получаемого в процессе переработки отходов биогаза  входит 50-60% метана и 40-50% углекислого газа. На биогазе могут работать бытовые газовые приборы – водонагреватели, газогенераторы, обогреватели воздуха.

Стандартная биогазовая установка включает в себя следующее оборудование для переработки навоза и других органических отходов:

• емкость для гомогенизации;
• загрузчики жидкого и твердого сырья;
• систему безопасности;
• контрольно измерительные приборы и автоматику с визуализацией;
• биореактор с газгольдером;
• мешалки и сепараторы;
• насосную станцию;
• системы отопления и смешивания воды;
• газовую систему.

к меню ↑

Процессы, протекающие в биореакторе

Биореактор состоит из трех разделенных секций:

Биогазовые установки

• загрузочной;
• рабочей;
• выгрузочной.

Внутренняя поверхностная часть реактора не ровная, а сделана в виде трубчатой емкости. Это способствует ускорению и более полному протеканию процесса переработки. Из приемной секции переработанный в однородную биомассу и смешанный с водой субстрат через технологический люк попадает в биореактор.

Верхняя средняя часть рабочей секции, также оборудована герметичным люком, на котором располагаются приборы контроля уровня биомассы, отбора биогаза и его давления. При увеличении давления внутри реактора происходит автоматическое включение компрессора, что предотвращает разрыв резервуара. Компрессор откачивает биогаз из реактора в газгольдер. В биореакторе установлен нагревательный элемент, поддерживающий температуру необходимую для брожения биомассы.

В рабочей секции реактора температура всегда выше, чем в двух других секциях. Это обеспечивает полноту цикла химического процесса и увеличивает продуктивность. В этой части реактора биомасса непрерывно перемешивается, что предотвращает появление плавающей корки, препятствующей выходу биогаза.

Полностью переработанный субстрат поступает в выгрузочную секцию биореактора. Здесь происходит окончательное разделение остатков газа и жидких удобрений.

Установки, перерабатывающие навоз, птичий помет и прочие органические отходы любого вида действия широко востребованы и применяются в сельском хозяйстве. Биогазовые установки находят применение в городском коммунальном хозяйстве при утилизации органического мусора и получения биогаза для теплоэнергетики.к меню ↑

Эффективные технологии переработки и утилизации навоза (видео)

moezerno.ru

Бактерии для переработки навоза: рекомендации по применению

Навоз – это испражнения домашних животных. Навоз — полезное удобрение для почвы, его свойства повышения плодородия были замечены давно. Подобное удобрение используется везде, как в домашнем хозяйстве, так и в промышленных масштабах. Бактерии для переработки навоза становятся основой для повышения эффективности удобрения.

Содержание статьи

Ценность навоза

Перегной выступает органическим удобрением, которое усиливает всхожесть семян. Благодаря необходимым для роста микроэлементам и созданию благотворной экосистемы, растение способно принести больше плодов.

Земля становится более теплой, рыхлой, вода лучше проникает в нижние слои земли и кислотность на порядок уменьшается. Обогащение почвы необходимыми элементами создает благоприятное окружение для развития культур. С помощью помета в почву попадает: азот, марганец, молибден, органические вещества, бактерии, при чем как полезные, так и нет. Вредные микроорганизмы следует устранять в процессе подготовки.

Состав навоза

Применяется навоз практически всех видом домашних животных: лошадей, крупного рогатого скота, свиней и птиц. Самый ценный из перечисленных – это лошадиный помет, он обладает наиболее удачным сочетанием микроорганизмов.

Сейчас у многих стоит вопрос, зачем нужны бактерии вовсе? Навоз достаточно эффективен и без дополнительных бактерий, но многократно увеличить его качественные показатели все же возможно. Наиболее качественное удобрение – это подстилочный навоз, так он идет перемешанный с подстилкой из определенных материалов. Наиболее распространенными считаются быстро перегнивающие компоненты, вроде соломы или торфа, реже применяются опилки.

Подстилочный навоз

Польза от переработки

Главное, зачем нужна переработка – это придание навозу дополнительных полезных свойств, усиление уже имеющихся качеств и устранение вредных компонентов. Так, используя бактерии для эффективного преобразования перегноя, получается достичь лучшего качества помета, а именно:

1. Устранение бактерий, которые вызывают заболевания растительных культур, а иногда и опасных для человека вирусов;
2. В процессе переработки убиваются споры грибков и бактерии гнилостного типа, заражающие растения. Особенно подвержены риску владельцы коровьего помета;
3. В экскрементах содержатся семена сорняков, которые не были переварены животным, они в скором времени взойдут;
4. При использовании в кормлении животных химических препаратов, их остатки неизбежно выходят из организма через фекалии, что возможно устранить с помощью бактерий;
5. Яйца глистов имеют прочную оболочку и могут находиться в живом состоянии несколько лет;
6. В некоторых видах помета, особенно свиного, содержится много аммиака, что напротив угнетает растения.

Важно! Учитывайте, что свежие экскременты животных еще не являются полноценным навозом. Их применение может принести больше вреда, чем пользы и надолго ухудшить плодородность земли.

Большинство полезных микрокомпонентов и веществ растениями может усвоиться только в простом виде, так как в них нет встроенных функций расщепления сложных связей. Поэтому предварительно удобрение следует переработать, используя микроорганизмы. Сложная органика при помощи бактерий превращается в более простую, пригодную к употреблению, иначе разложение навоза займет длительный период.

Схема переработки навоза

Переработка перегноя может использоваться в разных ракурсах, более стандартном, то есть без применения специальных добавок, и микробиологическая. Каждый вид имеет свои особенности.

Традиционная переработка, особенности применения

Традиционный вид обработки заключается в простом ожидании, пока удобрение самостоятельно будет истлевать и различные сложные соединения превратятся в простые. Для него используются специально отведенные места, называющиеся навозохранилищами. Они могут быть наземными или углубленными в землю.

Некоторые фермы по взращиванию свиней смывают экскременты в так называемые лагуны. В них содержание полезных микроорганизмов меньше и требуется больший объем резервуара. Все это сопровождается процессом разложения в естественных условиях.

Лагуна для навоза

Для переработки навоза крупного рогатого скота могут применяться 3 основных метода:

1. Рыхлый;
2. Плотный;
3. Комбинированный.

Плотный тип подразумевает уплотнение экскрементов так, чтобы излишняя влага и воздух были устранены. Обычно реализуется в небольших емкостях. Такой способ позволяет лучше обеззаразить вещество, также наблюдается меньшее удаление азота. Процесс занимает длительное время. Рыхлый тип подразумевает вспушивание навоза, чтобы в него попадало больше воздуха.

Комбинированный вид – это стандартный способ, так экскременты свободно насыпаются, не уплотняясь. Сырье разлагается достаточно быстро, при этом сохраняя хорошие показатели. Часто метод используется в качестве первоначальной подготовки перегноя. Немного истлевшее сырье уплотняют и добавляют микроорганизмы.

Несмотря на присутствие полезных веществ в таком навозе, его придется длительное время ожидать, так как активность бактерий низкая, и их концентрация недостаточная. Покупая бактерии для переработки вы получаете микроорганизмы, которые лучше всего подходят для поставленной задачи, иначе приходится рассчитывать на самостоятельное протекание процесса.

Рыхлый тип навоза

Особенности биоактивных средств переработки навоза в виде подстилки

Стоит оговориться, что для использования бактерий удобно применять подстилку. Предварительно выстилается пол в помещении из соломы, опилок, торфа или других веществ. Его глубина должна быть достаточной для длительного использования (рекомендуется 70 см).

Выделив основные преимущества биоактивных препаратов, удастся определиться с результативностью и эффективностью метода переработки. Тление с помощью бактерий имеет ряд преимуществ:

1. Сырье не приходится постоянно собирать и переносить в хранилище, которое занимает много места. Так как навоз появляется каждый день, необходимо строить сразу несколько отсеков для готового навоза, для свежего и, если есть необходимость, для промежуточной обработки. Используя микроорганизмы этот фактор можно исключить, попадая на подстилку фекалии самостоятельно начинают обрабатываться бактериями;
2. Отдельные способы переработки навоза, к примеру, подстилочный, могут использоваться вместо отопления. В процессе перегнивания выделяется температура порядка 45-55 градусов. Этого вполне достаточно для помещений, в которых отсутствует сквозняк. Благодаря этому подходу происходит существенная экономия средств;
3. Содержание животных не требует возведение сложных строений, достаточно сборной конструкции из арок и листов различной древесины и/или металла;
4. Искусственное насыщение навоза бактериями помогает устранить зловоние в помещении. Естественно, что долгое отсутствие уборки вызывает сильный смрад. Помимо дискомфорта он приносит и материальный убыток, животные медленнее набирают вес, могут себя плохо чувствовать, что влечет отсутствие аппетита. Своеобразный запах — это следствие выработки метана и аммиака. Благодаря активным препаратам происходит быстрая обработка экскрементов и запах исчезает. Своевременное проветривание все же нужно, так как удаление запаха – это непростой процесс. Так животные остаются чистыми, окружающая среда свежая;
5. Расходы на содержание персонала уменьшаются, так как уборка и чистка хлева не нужна. Всего один рабочий способен ухаживать за сотнями голов свиней;
6. При накоплении отходов жизнедеятельности возникает вероятность заболевания животных, чего не происходит используя бактерии. Также условия содержания становятся подобными естественным, что благотворно влияет на рост поголовья и увеличение веса животных;
7. Подстилка выступает своеобразной буферной зоной для защиты от вредителей, грызунов.

Биоактивные средства переработки навоза в виде подстилки

Полезные бактерии и применение для переработки свиного навоза достаточно раскрыты, таким образом становится очевидна экономическая и энергетическая эффективность препаратов. Сельские хозяйства, переходящие на применение бактерий, более прибыльны (по статистике на 40-70%, чем те, кто использует стандартный метод перегноя).

Искусственное насыщение навоза бактериями

Состав биопрепаратов для переработки навоза

Каждый производитель держит в секрете основные компоненты своего препарата и особенности его производства, но существуют некоторые общие показатели. В состав ядра большинства биосредств входят:

1. Ферменты – это элементы биологического происхождения активного распространения. Главная задача этого компонента заключается в уничтожении органики в волокнах подстилки и навоза. В процессе выполнения разложения выделяется азот и углерод;
2. Дрожжи – позволяют утилизировать фекалии животных и являются одними из наиболее важных компонентов. Благодаря использованию этих элементов, опилки, содержащиеся в подстилке, превращаются в биогумус;
3. Молочнокислые бактерии – это органические элементы, так называемые лактобактерии, которые помогают преобразовывать молочную кислоту в субстрат. Механизм важен для замедления развития патогенных бактерий в навозе.

В зависимости от типа животных, поставленных задач и производителя данный перечень может существенно отличаться. Приблизительный смысл одинаковый, но некоторые отличия присутствуют. Стоит учитывать, что некоторые препараты имеют узкую направленность и для других типов животных не подходят.

Применение биопрепаратов для переработки навоза

В зависимости от цели и способа переработки навоза выделяют различные виды препаратов. В одних случаях строят биореактор для переработки органических отходов, в другом выбирают метод подстилки, в некоторых случаях используется биологическое отопление.

Схема применения биопрепаратов для переработки навоза

Использование микробиологических препаратов повышает скорость образования из сырья полноценного удобрения, повышая его качественные характеристики. Самыми популярными производителями бактерий являются отечественные и китайские средства.

Применение несколько отличается в зависимости от формы распространения и типа использования. Для подстилки часто используются порошкообразные или жидкие средства. Известные препараты – это Биохлев, Biolatic и Агростар. Способ применения описан на упаковке самого биопрепарата, к примеру для Biolatic следует:

1. Упаковка весом 1 кг должна быть растворена в 50 л воды;
2. Раствор разделить на 2 доли;
3. Устлать половину слоя подстилки в помещении и разбрызгать первую половину препарата;
4. Для развития бактерий следует добавить немного питательной среды – навоз, можно применять отруби;
5. Подстилочный материал (вторая его часть) устилается поверх всего и снова смачивается остальной дозой препарата.

Ежемесячно следует опрыскивать верхний слой подстилки с экскрементами при помощи препаратов. Количество используемого биологического средства составляет приблизительно 10% от первоначальной процедуры формирования подстилки.

Для быстрого тления навоза в специальных хранилищах важными помощниками считаются бактерии. Их добавляют в резервуар с пометом, независимо от его консистенции и рода. Количество препарата сугубо индивидуальное и рассчитывается в соотношении к тонне навоза. Пример качественного препарата – это «Агробриз», его расход составляет 2 л на 1 т.

КатегорияРаствор и активаторКонцентрат и активатор

Стоимость	390 р	800 р
Разведение	1 л раствор на 100 л теплой воды	Концентрат разводится на 30л и отстаивается 30 суток. Затем разбавляется каждый литр как и раствор.
Стоимость литра раствора и тонны обработанного помета	3,9/7,8 р	1,2/2,4 р

Подстилка имеет срок жизни порядка 5 лет, при этом наблюдается достаточный уровень чистоты в хлеву и уничтожение запаха. Все это время следует соблюдать некоторые несложные рекомендации по поддержанию микрофлоры в помещении. Затем подстилку заменить.

Подстилка для скота

Рекомендации по применению

Для успешного использования биопрепаратов не требуются слишком большие подготовительные меры, бактерии достаточно самостоятельны. Некоторые рекомендации все же следует выделить, так как они провоцируют ухудшение размножения бактерий или вовсе их гибель:

1. Стены в хлеву не должны промерзать. Вероятно, что помимо подстилочного отопления придется организовать дополнительный источник подогрева. Актуально при тонких стенах, сильных морозах, маленьком количестве скота в большом помещении и т.д. При температуре меньше 40 градусов дополнительный обогрев обязателен;
2. Влажность должна находиться пределах нормы, порядка 55-60%. Засуха провоцирует уменьшение питательных веществ для бактерий и они замедляют свое размножение, а иногда и гибнут. Большой процент содержания влаги негативно сказывается на животных;
3. Толщина прослойки должна быть достаточной для впитывания экскрементов и зависеть от вида скота. Материал постепенно следует добавлять, ведь он будет сильно утаптываться и уплотняться;
4. Если потребуется проводить дезинфекцию, то учитывается уязвимость бактерий, лучше проконсультироваться со службой поддержки производителя.

Создавая благотворные условия для развития бактерий и уничтожения вредных веществ в экскрементах, удается достичь максимальной результативности питомника и увеличить его производительность. В последствие полученную подстилку, при ее замене, можно использовать в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Альтернативный вариант заключается в обогреве помещений при помощи навоза.

Бактерии для отопления навозом

Биопрепараты для утилизации навоза и помета могут применяться в различных направлениях. Можно просто заливать полученный навоз активными бактериями и они достаточно быстро подготовят, разложат экскременты. Полное разложения – это невыгодное использование ресурсов, так как в случае отсутствия необходимости в навозе, его можно использовать как отопление или хотя бы продать.

Обычно навоз для отопления используется в качестве застывших брикетов. Необходимо в специальные емкости, бурты, поместить экскременты. Разные виды можно перемешивать между собой. Затем добавить биопрепарат, отличным выходом будет приобретение «Водограй чистый хлев». Добавляют из расчета на 30 м3 смеси – 100 г препарата. Если используется помет, то пропорция несколько изменяется, 100 г средства на 50 м3 помета.

Биопрепараты для утилизации навоза

Затем раз в неделю следует производить перемешивание, ворушение консистенции. Длительность приготовления составляет 1 месяц. Далее консистенцию следует отделить от воды, можно высушить, отжать или использовать гранулятор. Таким образом получается абсолютно безопасное, дешевое и эффективное натуральное топливо.

Так как навоз несколько уменьшается в размерах из-за увеличения плотности и отделения воды, то из 1 т свежего помета выход составляет около 0,5 т. Каждый килограмм сухого продукта способен выдать тепло в количестве 3,2 кВт/ч, то есть тонна свежего навоза приравнивается к 1600 кВт/ч. По сравнению с биогазом этот метод намного результативнее, он в 25 раз более эффективен и выгоден, а соответственно и привлекательнее.

Сжигать брикеты из навоза можно в обычных пиролизных печах, при этом достигается энергоэффективность в 90%. Если озадачиться конструкцией и добавить воздушный рекуператор, то КПД достигнет 95%. После отработки материала, то есть сжигания, останется зола, она невероятно полезна в сельском хозяйстве, так как вмещает множество полезных минералов и микроэлементов.

Фермерские хозяйства способны перейти на такой вид отопления достаточно быстро и сократить свою зависимости от сети, в удаленных участках это крайне важно, так как любая неисправность устраняется медленно.

Навозные блоки для отопления

Видео — Утилизация свиного навоза

Конечная форма переработки

Как перерабатывают навоз и какие продукты получают на выходе? Благодаря использованию специальной микрофлоры можно получить различные конечные продукты. Каждый представленный метод позволяет извлечь существенную пользу с такого, казалось бы, бесполезного вида сырья.

В случае с переработкой перегноя в специальных хранилищах, его можно использовать как чистое удобрение. Преобразовав свежие фекалии в навоз получается увеличить плодородность земли, засеянные культуры приносят больше плода, что напрямую связано с экономической составляющей.

Используя бактерии для формирования подстилочного слоя удается сэкономить много средств на содержании людей для уборки экскрементов и на постройке специальных хранилищ для него. Также у животных наблюдается быстрый прирост в поголовье и весе. В дальнейшем подстилку можно удалить и тоже использовать для удобрения почвы.

Топливный навоз не менее эффективен, так как обладает сразу двумя циклами превращения. Помимо возможности отапливать с его помощью помещение, что экономит средства на теплоресурсах, еще остается и зола. В дальнейшем пепел также развеивается по участку и улучшает показатели почвы.

Заключение

Эффективность использования навоза может быть выше, если применять специальные бактерии. Тогда существует возможность расширить спектр применения сырья и улучшить его качественные показатели многократно. Правильное использование навоза помогает увеличить продуктивность всего питомника на 40-70%. Учитывая низкую стоимость биопрепаратов и минимальное вложение в переоборудование, стоит ожидать еще более широкое распространение подобной технологии в ближайшее время.

selo-exp.com

Переработка навоза: технологии, оборудование, выгода утилизации

Ежедневно в любом животноводческом хозяйстве накапливается большое количество экскрементов животных – навоза, который является прекрасным удобрением для растительных культур. Но в наши дни навоз в чистом виде практически не используется в сельском хозяйстве по ряду причин. Для чего нужна его обработка, в чем она заключается и каким образом из навоза получают удобрения?

ВАЖНО!!! Опытный электрик слил в сеть секрет, как платить за электроэнергию вдвое меньше, легальный способ... Читать далее

Переработка и утилизация навоза

Отходы жизнедеятельности животных — прекрасный источник полностью натуральных компонентов, повышающих плодородность почвы. Но только в случае использования переработанного определенным образом «продукта». Именно бактерии для переработки обеспечат процессы, которые со временем превратят фекалии животных в полноценное удобрение органического происхождения.

Свежие экскременты не вывозятся на поля по ряду причин:

• они содержат вредные бактерии, яйца глистов (гельминтов), личинки насекомых и семена всевозможных сорняков;
• газы, образующиеся при распаде фекалий, вредят корням растений;
• многие органические элементы в свежих испражнениях животных находятся в связанном состоянии, и поэтому почти не усваиваются растениями;
• также неблагоприятны происходящие в них слишком бурные химические реакции и чрезмерное выделение тепла: это чревато болезнями растений, снижением урожайности, и даже полной гибелью всего посева.

Перед внесением навоза в почву необходимо обеззаразить субстанцию, а химический состав сделать безопасным и легкоусвояемым для растений. Именно поэтому как удобрение используют вылежавшийся субстрат, который разложился хотя бы частично или превратился в полноценный перегной.

В основном российские фермы имеют дело с отходами жизнедеятельности коров, свиней, лошадей и кроликов. По составу различают подстилочный навоз (фекалии животных вместе с подстилкой) и бесподстилочный.

Этапы полного цикла переработки включают в себя:

• сбор фекалий животных;
• доставку их в специальные хранилища;
• размещение в хранилищах по определенной технологии, в зависимости от вида конечного удобрения, которое требуется получить в процессе перепревания субстрата.

Навозохранилища бывают как открытого типа (котлованные), так и закрытого (наземные). В зависимости от стадии разложения навоза и применяемой технологии, в них получают полуперепревший, полностью перепревший субстрат и перегной.

На фото – навозохранилище открытого типа

Укладка отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота (КРС) в резервуары осуществляется тремя основными способами: рыхлым, плотным и рыхло-плотным. Название способа говорит о степени уплотнения выкладываемых слоев.

Например, при плотном способе переработка навоза КРС в удобрения происходит следующим образом: слой утрамбовывается, что приводит к вытеснению влаги и воздуха. При этом в массе сохраняется много полезного для растений азота, а вредные микроорганизмы погибают.

Рыхло-плотный способ предполагает сперва «свободную» выкладку пласта, без утрамбовки, что не угнетает деятельность бактерий, и разложение сырья идет быстрее. Наполовину перепревшую массу в дальнейшем укладывают более плотно и утрамбовывают.

Такова традиционная технология переработки навоза, основной недостаток которой – длительность процесса.  Ведь для образования полноценного перегноя необходимо от нескольких месяцев до года.

Поэтому сегодня широко используют микробиологические средства, позволяющие максимально быстро получить из фекалий животных полноценное качественное удобрение.

Технологии переработки навоза в удобрение

Сегодня в фермерских хозяйствах используют различные методы переработки испражнений животных.

1. Компостирование. Для изготовления компоста используют любые виды экскрементов (твердые, жидкие, с подстилкой и без) плюс наполнители природного типа. Например, резаная солома или торф с навозом перемешивается бульдозерами и помещается в бурты. Куча выкладывается слоями: первый – прошлогодний субстрат, второй – трава, ботва, негодные в употребление плоды овощей и фруктов, третий – слой свежих испражнений. Слои повторяют несколько раз, сверху кучу поливают водой и оставляют вылеживаться. Повышение температуры внутри бурта уничтожает глистов и сорняки, а вся масса постепенно перегнивает.

   На фото — площадка с буртами, компостирование

2. Вермикомпостирование — переработка навоза с использованием червей. При этом методе в пласты дополнительно подсыпают костную муку или золу для создания кислой среды для жизни червей. Впоследствии популяции червей вместе с перегноем попадают в удобряемую землю, что также повышает плодородность почвы.
3. Переработка навоза личинками мух. Сырье загружается в специальные биоустановки для переработки вместе с личинками мух. В результате этого процесса получают не только перегной, но и белковый корм.
4. Компостирование с применением гуматов (биодобавок органического происхождения) и глауконита (природный минерал). Добавление гуматов к слоям компоста значительно ускоряет процесс ферментации субстрата. Да и органическая ценность конечного продукта в результате применения повышается в несколько раз, что позволяет использовать меньший объем с сохранением желаемой эффективности. Дополнительное применение глауконита при переработке навоза обеспечивает лучшее обеззараживание и очистку сырья.
5. Настаивание. Данная система заключается в том, что жидкую часть испражнений помещают в специальный резервуар, где заливают водой из расчета один к одному. Раствор настаивают в течение недели, после чего используют для полива растений, но не в чистом виде, а в пропорциях: одна часть настоя на десять частей воды.
6. Получение биогаза, который выделяется в результате метанового разложения биомассы. Например, переработка коровьего навоза объемом около тонны может дать до 50 кубометров биогаза с содержанием метана до 60%. Этот газ впоследствии используется в качестве топлива.

Современные фермеры для утилизации экскрементов широко используют самые разнообразные препараты на основе селекций бактерий.  Такая биологическая добавка не только убыстряет процесс переработки исходного сырья, но и позволяет сохранить по-максимуму полезные вещества, а также снижает уровень неприятного запаха в хранилищах.

Виды биологических добавок с бактериями разных типов могут быть довольно разнообразными:

• для масс, уложенных в бурты;
• бактерии, способные жить без кислорода;
• бактерии для переработки свиного навоза, превращающие его в часть подстилки, которую требуется менять один раз в несколько лет.

Переработка навоза с помощью бактерий применяется довольно широко, поскольку этот метод можно назвать практически полностью безопасным и экономичным.

Существующие способы утилизации позволяют получать из фекалий животных не только полезные удобрения. Например, из навоза свиней и коров уже давно успешно изготавливают топливные брикеты – полностью экологически чистое и безопасное топливо для различных отопительных систем. Однако подобные методы переработки в России используются не так широко, а основная часть утилизированного навоза применяется все-таки для нужд сельского хозяйства.

Что выгоднее – традиционная переработка навоза в удобрение или же применение современных способов утилизации, зависит уже от планов и возможностей конкретного фермерского хозяйства и наличия рынка сбыта для производимой продукции.

Оборудование для переработки

Оборудование для переработки навоза различается в зависимости от выполняемых им операций.

Прежде всего экскременты необходимо выгрести из стойл животных. В современных фермерских хозяйствах для этого используется специальное оборудование, например:

• гидравлическое: лотки для испражнений оборудованы специальными трубами, в которые периодически подается напор воды и смывает отходы;
• механическое: сточный лоток представляет из себя конвейер со скребками, которые передвигают отходы;
• щелевые полы, через которые животные сами продавливают испражнения в специальный канал, откуда он уже убирается из помещения и т.д.

Далее масса транспортируется к местам хранения с помощью тракторных тележек, пневматических установок, с помощью насосных станций, грузовой техники и т.д.

В зависимости от выбранной операции утилизация навоза осуществляется с помощью различных видов современного сельскохозяйственного оборудования:

1. Ворошители компоста: слои в компостной куче нужно периодически переворачивать, иначе масса будет перегнивать неравномерно.
2. Установки переработки в биогаз: загружаемая в биореактор жидкая часть фекалий нагревается до определенной температуры и бродит, вырабатывая газ. Полученное топливо можно продать или использовать прямо в хозяйствах для обогрева и получения электроэнергии.
3. Сепараторы: используют для отделения жидких и твердых фракций. Для этого в процессе сепарирования фекалии проходят через специальное сито (решетку).

Современное оборудование для трансформации отходов жизнедеятельности животных, может представлять собой целый завод, единый производственный комплекс, предусматривающий выполнение всех необходимых для полноценной утилизации сырья операций.

Пример работы современного производства утилизации свиного навоза можно посмотреть в видеоматериале:

Выгоды современных методов утилизации

Традиционные методы переработки навоза эффективно используются до сих пор.  Но по сравнению с более современными технологиями, они уже имеют существенные недостатки:

• длительный срок, который требуется для «созревания» субстрата до нужной кондиции;
• «одностороннее» использование — изготовление исключительно удобрения, которое часто остается невостребованным в полном объеме внутри одного хозяйства.

В итоге это приводит к тому, что необработанный навоз просто накапливается рядом с животноводческими фермами, что вызывает серьезные нарекания у экологов.

Необработанные скопления экскрементов животных, а также их неправильное хранение могут представлять реальную угрозу для окружающей среды.

Важно! Животноводческих комплексов множество, и недостаточно эффективная их работа по переработке и утилизации отходов жизнедеятельности животных приводит к плачевным последствиям: загрязняются и отравляются нитратами и микробами почвы, грунтовые воды, воздух и близлежащие водоемы. Нарушения условий хранения навоза может способствовать распространению инфекционных заболеваний.

Современные способы утилизации предлагают фермерам гораздо больше возможностей:

1. Позволяют переработать сырье естественного происхождения быстро и разнообразно, «превращая» экскременты в подстилку для животных, биогаз, топливные брикеты, более разнообразно применяемые виды удобрения.
2. В идеале, современное сельское хозяйство, оснащенное передовым утилизационным оборудованием, может полностью обеспечивать себя топливом, электроэнергией и натуральными удобрениями.

Ну и наконец, утилизация отходов жизнедеятельности животных решает не только вопросы коммерческой выгоды. Современные технологии и машины для утилизации навоза отвечают всем требованиям экологичного, бережного отношения к окружающей природе, сохраняя ее для будущих поколений.

 

vtorothody.ru

описание технологии, оборудование и особенности :: BusinessMan.ru

Чаще всего дачники и фермеры используют для удобрения сельскохозяйственных и огородных культур коровий навоз. К его безусловным преимуществам относят дешевизну и большое содержание питательных веществ. Однако часто в качестве подкормки применяются и другие виды навоза — куриный, свиной, конский, овечий.

Свежий навоз для удобрения растений, как известно, не используется. Дело в том, что в такой массе происходят особые биологические и химические процессы, сопровождающиеся выделением большого количества тепла. То есть удобренные свежим навозом растения могут просто-напросто получить ожоги. Перед внесением в грядки этот вид подкормки в обязательном порядке должен быть обработан особым способом. Производиться переработка навоза в удобрение может с использованием разных технологий.

Компостирование

Чаще всего навоз, как коровий, так конский, птичий, овечий или свиной, перерабатывают именно таким образом. Популярность компостирования объясняется прежде всего тем, что технология эта, во-первых, простая, а во-вторых — дешевая. Включает в себя такая методика обработки навоза несколько основных этапов:

• продукты жизнедеятельности животных складываются в буртах высотой 2-4 метра;

• для улучшения качеств будущего удобрения в массу при складировании добавляются стружка, опилки, солома и т. д.

По характеристикам разные виды навоза довольно-таки сильно различаются. Количество добавок, таким образом, зависит от состава конкретной массы. Так, к примеру, коровий навоз содержит очень много питательных веществ, но при этом, в отличие от конского, характеризуется повышенной плотностью. Поэтому при его компостировании рекомендуется использовать больше «разрыхлителей».

Переработка свиного навоза методом компостирования также часто производится с использованием большого количества опилок или торфа. Дело в том, что такая масса в свежем виде содержит очень много воды.

Никакое особое оборудование для переработки навоза при использовании такой технологии не применяется (помимо лопат или погрузчиков). Всю основную «работу» в данном случае выполняют особые микроорганизмы, поселяющиеся в массе естественным путем. При разложении навоз любой разновидности разогревается примерно до 60 С. В результате в нем, помимо всего прочего, погибают и все патогенные бактерии, вирусы и паразиты.

Получение гранул

Коровы, козы и овцы обычно «производят» довольно-таки большое количество навоза. Поэтому компостировать удобрение в данном случае достаточно удобно. Сказать того же про птичий помет, к сожалению, нельзя. К тому же по содержанию разного рода микроэлементов этот вид навоза коровий, свиной и даже конский значительно превосходит. Поэтому для переработки птичьего помета часто используется не компостирование, а другие — промышленные - методики.

Самой распространенной технологией при этом является гранулирование. Заключается этот способ переработки птичьего помета в следующем:

• помет просушивается до 10-12% влажности;

• масса тщательно измельчается;

• производится гранулирование навоза.

Преимущества гранул

Выпущенное в такой форме удобрение пользуется популярностью у дачников и фермеров прежде всего потому, что:

• гарантированно не содержит вредных микроорганизмов;

• содержит оптимальное количество минеральных веществ;

• удобно для внесения в почву посредством с/х техники;

• имеет долгий срок хранения.

Какое оборудование используется при производстве гранул

Переработка навоза на первом этапе подобного производства выполняется в специальных сушильных аэродинамических машинах. Стоит такое оборудование довольно-таки дорого, но при этом отличается низкой степенью энергопотребления.

Подготовка массы просушенного помета к гранулированию производится в специальных измельчительных машинах. Такое оборудование может быть настроено для получения частиц разных размеров. На заключительном этапе этой технологии переработки навоза измельченная масса поступает в гранулятор.

Использование бактерий

По этой методике можно получить очень эффективные и полезные для растений биологические соединения, содержащие, помимо питательных веществ, энзимы.

Производится переработка навоза по такой технологии обычно непосредственно на фермах. Причем приметь ее можно как в тех хозяйствах, в которых используется гидросмыв отходов жизнедеятельности животных, так и складирование массы в бурты.

В первом случае используются обычно бактерии для переработки навоза, способствующие сохранению в массе азота. При компостировании в буртах применяются в основном микроорганизмы, способствующие разложению целлюлозы и лигнина.

Биопрепараты

Для получения качественного удобрения по такой методике могут использоваться разные бактериологические средства. К примеру, для переработки навоза часто применяется препарат «Водогрей». Одной дозы этого средства хватает для использования в течение 25 дней. Перед применением "Водогрей" разводится водой в пропорции 100 гр на 5 литров. После этого настаивается в течение 20 минут. На 50 м3 метров навоза применяется обычно около 1 кг сухого средства «Водогрей».

Использоваться могут бактерии для переработки свиного навоза, коровьего, овечьего, конского. Применяется подобная технология и для получения качественных удобрений из птичьего помета.

Вермикомпостирование

Этот способ переработки навоза также достаточно часто применяется на фермах. В данном случае масса также компостируется, но с использованием не бактерий, а дождевых червей. Такая методика позволяет в конечном итоге получить удобрение, содержащее большое количество не только полезных макроэлементов, но и микроорганизмов.

Черви для переработки навоза разводятся специально. Помимо дождевых, для получения качественного удобрения в данном случае могут использоваться и простые навозные.

Сушка

Преимуществом этой методики является в первую очередь то, что с ее использованием можно получать органическое удобрение, максимально очищенное от патогенных микроорганизмов и семян сорняков. Высушиваться навоз может только на производстве с использованием специального оборудования. В домашних условиях применять этот способ переработки не рекомендуется. Дело в том, что при простой сушке на открытом воздухе из навозной массы «улетучивается» большое количество полезных для растений веществ. В частности, в удобрении значительно снижается содержание азота.

Какое оборудование используется на предприятиях

Производится переработка навоза по такой технологии в цехах чаще всего с применением:

• центрифуг и фильтраторов для отжима исходной массы;

• сушки в специальных камерах, оснащенных источниками тепла.

В последнее время для переработки навоза таким способом используется и другая технология — вакуумная. В данном случае применяется такое оборудование:

Последний вид оборудования позволяет получать массу, содержащую максимальное количество питательных и полезных для растений веществ. Обрабатывается навоз в вакуумных реакторах при температуре ниже 100 С и при низком давлении.

На заключительном этапе при использовании такой технологии навоз поступает в смеситель непрерывного действия. Здесь в него добавляются по мере необходимости другие полезные вещества — зола, биопрепараты. Иногда вакуумный комплекс для сушки навоза может дополняться гранулятором или установкой для производства пеллет. В последнем случае конечный продукт переработки используется не в качестве удобрения, а как топливо для котлов.

Переработка навоза, помета: получение биогаза

Чаще всего свежий навоз используется для получения удобрений или пеллет. Но такая масса может служить источников и газообразного топлива. Последнее может применяться, к примеру, для выработки тепловой и электрической энергии.

Представляет собой биогаз особую горючую смесь, состоящую преимущественно из метана, сероводорода, двуокиси углерода, оксидов азота, аммиака. Чаще всего подобным образом перерабатывается коровий навоз, свиной и птичий помет.

Как получают биогаз

Производится переработка навоза по этой технологии с использованием специальных станций, конструкция которых может быть разной. Чаще всего биогаз получают на установках, состоящих из:

• системы приема и подготовительной обработки;

• системы транспортировки массы в пределах установки;

• биореактора, оснащенного устройством для перемешивания;

• системы подогрева реактора;

• системы отвода газа и его очистки;

• накопительных емкостей, предназначенных для хранения газа и сброженной массы;

• систем автоматизации и контроля.

Использование свежего навоза

Все рассмотренные выше способы переработки предполагают использование дорогостоящего оборудования или большие временные затраты. Поэтому иногда дачники и фермеры применяют для удобрения растений и свежий навоз. В этом случае для его переработки используется самая простоя технология — настаивание и разведение водой. Для получения качественного удобрения по такой технологии необходимы только емкости достаточно большого объема. Их предварительно промывают водой, а затем:

Настаивание производят в течение примерно 2 недель. При этом состав ежедневно перемешивают палками или лопатой.

Производится подобным образом обычно переработка навоза КРС или куриного. Использоваться полученная масса может не только в качестве подкормки для растений. Очень часто ее применяют также и как биотопливо для обогрева теплиц и парников. В данном случае в качестве исходного может использоваться как коровий или куриный, так и бараний навоз. Применение последнего при этом считается даже более предпочтительным. Дело в том, что овечий навоз может разогреваться до температуры 70 С. Куриный и коровий при перепревании «набирает» не более 60 С.

businessman.ru

Биогазовая установка для переработки навоза

Биогазовая установка для переработки навоза содержит биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками. Биореактор снабжен трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза. Биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей. На дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели. Перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине. Над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор. На наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами. Внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей. Конструкция позволит производить стерильные кормовые добавки, удобрения и повысить срок эксплуатации реактора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для переработки навоза.

Известна установка для метанового сбраживания навоза (а.с. №1549496, А01C 3/00,1990 г., бюл. №40), содержащая емкость, сообщенную с цилиндрическим реактором, имеющим газовый колпак, средство отбора биогаза, устройство гидродинамического перемешивания сбраживаемого субстрата. Выгрузная емкость установки выполнена в виде гидравлического затвора, сообщенного с приемной емкостью и реактором. Установка сложная, поэтому недолговечна в эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является реактор для сбраживания навоза (а.с. №1484312, А01С 3/02, 07.06.1989 г., бюл. №41), содержащий реактор, разделенный вертикальными перегородками на камеры, гидролизатор с рециркуляционным каналом, соединяющий зоны начального сбраживания субстрата и его дображивания. На дне реактора закреплен бункер песколовки со шнеком. Мешалка выполнена из трубы со шнеком, на навивках которого закреплены плоские подогреватели и в них подается теплоноситель. При загрузке в предыдущую камеру исходной массы через имеющиеся на перегородках питающие каналы, входные отверстия которых расположены в придонной части предыдущих камер, в последующие камеры вытесняется осветленная жидкость. При этом за счет размещения выходных отверстий питающих каналов в верхней части каждой последующей камеры из последней обеспечивается вытеснение осветленной жидкости без смешивания с поступающей жидкостью. Опорожнение реактора осуществляется при помощи шлюзов, имеющих заслонки.

К конструктивным недостаткам известной установки относится то, что площади нагревательных элементов недостаточно для поддержания термофильного режима на больших реакторах. Применение переливных каналов и сальников усложняет конструкцию реактора. Реактор, изготовленный из черной стали, недолговечен из-за нахождения в нем агрессивной среды и дорог.

Задача изобретения - производить стерильные кормовые добавки, удобрения и увеличение срока эксплуатации реактора, используя железобетонные конструкции установки.

Задача решается тем, что в биогазовой установке для переработки навоза, содержащей биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженный трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, согласно изобретению биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей, при этом на дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели, перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине, а над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор, на наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами, кроме того, внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные мешалки для кольцевых емкостей дозревателей, при этом емкости биореактора выполнены из железобетонных конструкций.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - общий вид установки сечение А-А; фиг.2 - то же, вид сверху, сечение В-В.

Биогазовая установка включает железобетонную конструкцию, выполненную в виде радиальных пяти кольцевых емкостей дозревателей 1, кольцо гидрозатвора 2, основную емкость реактора 3, трубопровод подачи субстрата 6 с рассекателем 5, трубопровод отвода сброженной массы 4, устройство для отвода биогаза 7, теплоизоляцию 8, трубчатые подогреватели 9 и фундамент 10. Каждая кольцевая перегородка снабжена переливным окном 11 и расположены они диаметрально противоположно на разной глубине. В гидрозатворе установлено стальное кольцо 12 газгольдера 13 с приваренным к нему стальным опорным диском 14, который упирается на два жестко закрепленных в фундаменте ручейковых ролика 15 и два подпружиненных ручейковых ролика компенсатора 16. На кольце газгольдера 12 герметично закреплена прорезиненная ткань газгольдера 13, а внутри кольца установлены стальные крестообразные распорки 17, на которых закреплены жесткая мешалка 18 основной емкости реактора 3 и цепочные мешалки 19 кольцевых емкостей дозревателей 1. Кольцо газгольдера 12 обхвачено тросом 20 и увязано с приводным шкивом 21 мотора-редуктора 22.

Биогазовая установка работает следующим образом. Выбран термофильный температурный режим. В течение одних суток с фермы навоз по каналам стекает в отдельностоящую подготовительную, крытую, железобетонную емкость, в которой подогревается выхлопными газами котла и в ней же доводится до заданной влажности 92% получаемый субстрат, далее субстрат проходит через предварительную камеру, в которой подогревается до 60°С (на схеме не показана). Трубчатые подогреватели 9 также нагреты до 60°С. Из биогазовой установки удаляется воздух выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания. После этого нагретый субстрат вместе с выращенным определенным штаммом бактерий закачивается в основную емкость реактора 3 через трубопровод подачи навозного субстрата 6, рассекатель 5 равномерно распределяет субстрат в емкости 3, наполнение субстратом основной емкости реактора 3 ведется пять суток. Затем выдерживаем субстрат до начала образования процесса газообразования. С момента начала газообразования субстрат выдерживают еще шесть суток. После чего в основную емкость реактора подают следующую односуточную дозу субстрата, при этом из основной емкости реактора 3 сброженный субстрат перетекает через верхнее окно 11 в первую кольцевую емкость дозреватель 1 и заполняет ее. Далее подают следующую односуточную дозу субстрата в основную емкость реактора 3 и субстрат перетекает в первую кольцевую емкость дозреватель 1, перемещается по кольцевой емкости дозревателя и через нижнее окно 11 перетекает в следующую кольцевую емкость дозреватель. Такой цикл повторяется до тех пор, пока не заполнятся все пять кольцевых емкостей дозревателей. Перемешивание субстрата проводится через каждый час по 3-5 минут с помощью жестких мешалок 18 в основной емкости реактора и цепочных мешалок 19 в пяти кольцевых емкостях дозревателях. Мешалки закреплены на крестообразных распорках 17, установленных внутри кольца 12 газгольдера 13. Кольцо 12 с опорным диском 14 вращаются на двух жесткозакрепленных в фундаменте роликах 15 и двух компенсаторах 16 с помощью мотора-редуктора 22 посредством троса 20. Сброженная масса отводится трубопроводом 4 в приемную емкость. Выделяемый биогаз скапливается под газгольдером 13 и отводится устройством для отвода биогаза 7.

Использование в биореакторе основной емкости и пяти емкостей дозревателей позволяет переработать субстрат в стерильные добавки и удобрения за шесть суток.

Емкость основного реактора рассчитывается от суточного количества субстрата и максимально допустимая доза заливаемого свежего сустрата составляет 20%. Такое соотношение обеспечивает бесперебойное брожение субстрата.

Применение трубчатых подогревателей в донной части позволяет поддерживать термофильный режим в течение всего процесса переработки навоза.

Использование мешалок в основной и пяти емкостях дозревателях позволяет разбивать корку над субстратом и перемешивать осадок, образующийся на дне емкостей.

Размещение переливных окон диаметрально противоположных и на разной глубине обеспечивает пофазное брожение субстрата.

Каждая односуточная доза субстрата, проходящая через основную емкость и пять кольцевых емкостей дозревателей в течение шести суток, при термофильном режиме в биогазовой установке для переработки навоза в результате ферментационных процессов преобразуется в стерильные кормовые добавки и удобрения.

За счет применения железобетонных конструкций значительно увеличивается срок действия реактора.

Предлагаемое изобретение находится в стадии внедрения на ГУСХП «Рассвет» ст. Новотитаровской Краснодарского края.

1. Биогазовая установка для переработки навоза, содержащая биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженный трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, отличающаяся тем, что биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей, при этом на дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели, перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине, а над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор, на наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами, кроме того, внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей.

2. Биогазовая установка по п.1, отличающаяся тем, что емкости биореактора выполнены из железобетонных конструкций.

www.findpatent.ru

Переработка навоза

Животноводство и птицеводство - неотъемлемая часть сельскохозяйственной отрасли, так как животные и птицы дают основной потребительский объем мясной, молочной, шкурной, яичной и другой ценной продукции. Содержание скота и птицы связано с затратами на обеспечение комфортных условий жизни: теплые фермы и птичники, корм, витамины, ветеринарное обслуживание. В результате жизнедеятельности животных и птиц на фермах и птичниках образуется огромное количество навоза и помета, который может стать или проблемой, или дополнительным источником дохода. Все дело в том, что, несмотря на полезные свойства, широко использующиеся в земледелии для повышения плодородия почв, навоз и помет птиц из-за неправильного хранения могут стать причиной ухудшения экологической обстановки, загрязнения подземных вод, источником болезней и инфекций. Также в экскрементах животных могут содержаться семена сорных растений, которые, попадая на поля, оказывают негативное влияние на всхожесть и рост культурных растений.

Актуальные предложения по утилизации отходов животноводства на странице Утилизация сельскохозяйственных отходов

Переработку, хранение, транспортирование и использование жидкого навоза осуществляют с учетом охраны окружающей среды от загрязнений и безопасности для здоровья животных и человека. Сооружения для переработки жидкого навоза должны располагаться за пределами ограждения промышленных животноводческих комплексов.

Способы переработки навоза

Существует несколько способов переработки навоза. Самый распространенный из них – это переработка навоза в компост или компостирование. Компостные кучи широко используются в небольших частных хозяйствах и в крупных животноводческих комплексах. Переработка навоза в компостной куче осуществляется за счет естественного повышения температуры в процессе брожения органической массы. Высокая температура обеззараживает навоз и нейтрализует семена сорных растений. В навозную компостную кучу для повешения эффективности готового удобрения добавляют сено, ботву растений, опилки, кору деревьев. Естественным путем качественный перегной из навоза получают через несколько месяцев или через год.

Виды навоза – коровий навоз, свиной навоз, конский навоз, кроличий навоз, куриный помет. Влажный и жирный навоз характеризуется наличием неблагоприятных гнилостных процессов, такой навоз более холодный. Соломенный, воздушный навоз легко разогревается и хорошо перепревает.

Ускорить процесс переработки навоза и повысить эффективность готового удобрения в компостной куче помогут современные биотехнологии переработки навоза: вермикомпостирование (подселение в навозную компостную кучу червей) или использование специальных бактерий для навоза. Переработка навоза червями дает хороший результат и улучшает свойства перегноя. Вместе с компостом в процессе внесения удобрений черви попадают в почву, где в результате их жизнедеятельности продолжается процесс улучшения сельскохозяйственных угодий. Бактерии для переработки навоза можно купить, они предотвращают образование твердого осадка, долгое время сохраняют навоз в первоначальном виде, позволяют уменьшить неприятный запах и количество мух, сохранить высокое содержание азота в готовом удобрении.

Компостная яма – яма для удобрения, смеси земли с перегноем, торфом, навозом. Перегной – гумус, однородная землистая масса, образовавшаяся в результате разложения навоза и органических остатков растительного или животного происхождения.

Сушка и гранулирование навоза

В крупных животноводческих хозяйствах, где поголовье скота и птицы измеряется сотнями особей, а производимый ими навоз и помет тоннами, компостирование долгосрочный и не самый эффективный способ переработки навоза. Это нерациональное использование полезных площадей, так как объем компостных куч будет увеличиваться ежедневно. В этом случае лучше использовать высокоэффективные современные способы переработки навоза в удобрение или переработка навоза в биогаз. Также сюда можно отнести сушку навоза, гранулирование навоза, брикетирование навоза, переработку навоза в биореакторных установках. Сушка навоза производится в специальных сушильных камерах с использованием источника тепла. Сухой навоз храниться дольше, не источает неприятных запахов, вносится в почву как удобрение или используется в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота.

Навоз и стоки животноводческих комплексов используют на сельскохозяйственных и (или) лесохозяйственных угодьях в качестве органического удобрения, в растениеводстве, избегая повреждений или загрязнений продуктов урожая, а также не вызывая отдаленных последствий влияния на животных и человека.

Переработка навоза и помета птиц методом гранулирования подразумевает покупку специального оборудования, которое включает в себя сушильную установку, измельчитель и гранулятор. Гранулированный навоз и помет птиц нетоксичен, безопасен для людей и окружающей среды, может вноситься в почву как удобрение с помощью сельскохозяйственной техники, его можно хранить долгое время, он не распространяет неприятные запахи. Переработка навоза в гранулы позволит использовать их в собственном хозяйстве или продавать в качестве удобрения. Также навоз можно перерабатывать в топливные брикеты. Для переработки навоза в топливо отлично подойдет подстилочный навоз. Сначала навоз измельчают в роторной дробилке, потом его помещают в смесительную установку, где он стерилизуется, перемешивается и получается гомогенная масса. Следующий этап: с помощью экструдера полученная масса отжимается, уплотняется, из нее формируют топливные брикеты. Последний этап: принудительная сушка или естественная сушка брикетов на солнце в защищенном от осадков помещении. Топливные брикеты можно использовать в печах или газогенераторных котлах.

Свежий навоз в качестве удобрения при внесении непосредственно под культуру применять не рекомендуется, так как азот находится в нем в недоступной форме, и растения первые два месяца будут испытывать недостаток азота, пока навоз не начнет разлагаться. К тому же в этом случае в почву попадают семена сорняков, болезнетворные микроорганизмы.

Переработка навоза в биореакторах

Биореактор для переработки навоза позволяет получать жидкое концентрированное высокоэффективное удобрение и биогаз. Установки для переработки навоза представляют собой герметичную емкость, куда помещают отходы в смеси с водой. Емкость снабжена системой автоматического или ручного перемешивания и подогревом. При повышенной температуре и постоянном помешивании осуществляется анаэробная ферментация навоза. Метод подходит как для твердых, так и для жидких экскрементов скота и птицы. В результате образующийся биогаз собирается в газгольдере, после чего может использоваться для работы любых бытовых газовых приборов и газогенераторов. Газ из навоза может применяться для отопления домов, теплиц и помещений для содержания животных и птиц. Полученное жидкое удобрение экологически чистое, экономичное, легко вносится в почву, повышает урожайность культур. Существуют биореакторы для переработки навоза без газгольдера. Они стоят дешевле, на выходе можно получать только удобрение из навоза. 

www.bmpa.ru

Как перерабатывают птичий помет: удобрение и биогаз

Современные птицеводческие комплексы являются производителями не только мяса и яиц птицы, но и отходов, причем в количестве гораздо большем, чем основной продукции. Наибольший удельный вес среди них принадлежит помету. Если, например, за один год от одной курицы-несушки получают 250-300 шт. яиц (15-18 кг яйцемассы), то за тот же период курица выделяет 55-73 кг помета влажностью 65-75%. При выращивании бройлеров на каждый килограмм полученного мяса дополнительно получают 3 кг помета. На многих птицекомплексах количество помета, получаемое за год, достигает десятков и даже сотен тысяч тонн. Утилизация птичьего помета превратилась в трудноразрешимую проблему для многих птицеводческих хозяйств, поскольку требует больших затрат материально-технических и денежных средств, а также наличия значительных площадей сельхозугодий. Свежий помет является источником неприятных запахов, выделений ядовитых газов (аммиака, сероводорода), в нем могут содержаться в значительном количестве семена сорных растений, яйца гельминтов, он является благоприятной средой для развития патогенных микроорганизмов. При несвоевременной переработке такой помет становится источником загрязнения окружающей среды (атмосферы, водоемов, почв, подземных вод). Без переработки тем, или иным способом свежий помет не рекомендуется также использовать в качестве удобрения. В настоящей статье приводится обзор и краткая характеристика основных способов переработки птичьего помета.

data-ad-client="ca-pub-4037835599918832"data-ad-slot="7553000704">

Характеристика помета как сырья для переработки.

Помет, выделяемый птицей, представляет собой вещество вязкой консистенции влажностью 64-82% в зависимости от вида, возраста птицы, условий кормления и содержания. В свежем помете содержатся органические и неорганические соединения. К неорганическим соединениям относят воду, некоторые соединения азота (аммиак, нитраты), меди, фосфора, калия, цинка, кальция, марганца. К органическим соединениям относят азотистые соединения (белки, пептиды, аминокислоты), углеродные соединения (липиды, глицерины, жирные кислоты, углеводы, в том числе клетчатка, сахара, спирты, летучие кислоты, целлюлозолигнин), сернистые соединения (сульфиды). В помете могут также содержаться антибиотики, соли тяжелых металлов, радионуклиды, остатки пестицидов и другие токсические вещества. Ценность помета как органического удобрения определяется содержанием прежде всего таких веществ, как азот (1,3-1,7%), фосфор (0,6-0,9% Р2О5), калий (0,5-0,8% К2О). Многие вещества помета легко разлагаются под воздействием света, атмосферного воздуха, влаги, ферментов и микроорганизмов. При выращивании и содержании птицы к помету могут добавляться другие органические и минеральные компоненты, вода, или наоборот, он может подсушиваться. В зависимости от этого, помет, как сырье для переработки, можно разделить на следующие основные разновидности:

1. Подстилочный помет. Получают при содержании птицы на полу, на глубокой подстилке. Представляет собой смесь натурального помета с органическими подстилочными материалами, иногда — с некоторым количеством минеральных добавок. Влажность подстилочного помета обычно составляет 15-40%.

2. Помет натуральной влажности. Получают при содержании птицы в клеточных батареях со скребковой или ленточной уборкой помета без системы подсушки, на сетчатых или планчатых полах при условии ежедневной уборки и исключении попадания воды из поилок или в процессе уборки.

3. Жидкий помет влажностью 85-98%. Является основным видом пометного сырья при содержании птицы в клеточных батареях со скребковой уборкой помета.

4. Подсушенный помет. Получают чаще всего при содержании птицы в клеточных батареях с ленточной системой пометоудаления. При использовании клеточных батарей без встроенных воздуховодов системы подсушки и кратности уборки один раз в 5-7 дней влажность помета обычно составляет 55-70%. При использовании клеточных батарей со встроенными воздуховодами и такой же кратности уборки получают помет влажностью 50-25%. Подсушенный помет получают также при его хранении в специальных вентилируемых пометохранилищах.

Требования, предъявляемые к способам хранения и переработки помета.

В большинстве стран с развитым птицеводством к птицеводческим предприятиям предъявляют весьма жесткие требования относительно способов хранения и переработки помета. Основные из них следующие:

— исключение возможности попадания самого продукта и жидких стоков в подземные воды и открытые водоемы;

— минимизация выделений аммиака в атмосферу;

— исключение распространения неприятных запахов на территорию населенных пунктов, проездных дорог и других объектов общего пользования;

— обезвреживание патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, семян сорняков;

— исключение попадания в почву, подземные воды и наземные водоемы вместе с пометом или продуктами его переработки солей тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов и других токсических веществ;

— наличие достаточных площадей сельхозугодий для использования помета в допустимых количествах в качестве удобрения.

Птицеводческие предприятия при получении лицензии на деятельность, как правило, обязаны предоставлять документацию, согласованную с соответствующими органами экологического надзора, каким образом они планируют осуществлять хранение и переработку своих отходов, а названные органы — осуществлять систематический контроль за выполнением данных обязательств. Что касается таких показателей как количество выбросов аммиака в атмосферу или неприятные запахи, то ограничения существуют не только относительно хранения и переработки отходов, но и птичников.

Некоторые из вышеназванных требований как, например, контроль выбросов аммиака в атмосферу или наличие достаточных площадей сельхозугодий, весьма важных для защиты окружающей среды, к сожалению, не имеют законодательной силы в Украине. Вследствие этого, подчас, создаются птицеводческие предприятия, не имеющие ни клочка земли для использования помета и соответствующих договоров с другими сельскохозяйственными предприятиями. Часто отсутствует эффективный экологический контроль над деятельностью птицефабрик.

Способы хранения помета

Можно выделить несколько основных способов хранения помета до переработки:

— хранение жидкого помета в пометохранилищах открытого типа;

— хранение жидкого помета в окислительных прудах;

— хранение жидкого помета в аэрируемых лагунах;

— хранение жидкого помета в анаэробных лагунах;

— хранение помета натуральной влажности или подсушенного на плащадках открытого типа;

— хранение помета натуральной влажности или подсушенного на плащадках закрытого типа или под навесами;

— хранение помета натуральной влажности или подсушенного в специальных вентилируемых пометохранилищах.

Различия между способами хранения жидкого помета состоят в основном в типах процессов, происходящих в толще продукта. В аэрируемых лагунах, верхних слоях окислительных прудов и пометохранилищ органические вещества помета разлагаются под воздействием аэробных микроорганизмов; в анаэробных лагунах и низших слоях окислительных прудов и пометохранилищ — под воздействием анаэробных микроорганизмов. Во всех случаях происходит в той, или иной степени обезвреживание семян сорняков, яиц гельминтов, патогенной микрофлоры, стабилизация продукта по химическому составу, хотя сроки могут быть от нескольких недель до года и более. В то же время, ни один из способов хранения жидкого помета не отвечает в полной мере вышеизложенным требованиям, прежде всего, по параметрам минимизации выделений аммиака, неприятных запахов, не дает гарантии исключения попадания жидких стоков в подземные воды и водоемы, предусматривает большую биологическую потребность в кислороде. Вследствие этого законодательством многих стран допускается только кратковременное хранение жидкого помета в хранилищах открытого типа. То же самое относится и к хранению натурального или подсушенного помета под открытым небом. Как при хранении жидкого, так и помета натуральной влажности под открытым небом количество азота в продукте может снижаться в 5 раз. Как с экологической, так и с экономической точки зрения неприемлемым можно считать хранение под открытым небом подсушенного помета.

В большей степени требованиям отвечают способы хранения помета в специальных хранилищах закрытого типа и под навесами, защищающими от воздействия атмосферных осадков, а также в вентилируемых пометохранилищах, жидкого помета – в емкостях без доступа воздуха.

Способы переработки помета

Хотя существует довольно значительное количество способов переработки помета, а также их комбинаций, более или менее значительное распространение получили только некоторые из них:

Компостирование.

Является наиболее известным и широко применяемым способом переработки птичьего помета. В классическом варианте процесс компостирования осуществляется следующим образом. Из помета формируют бурты высотой 2-4 м, в которых под воздействием микроорганизмов-аэробов органические вещества помета понемногу разлагаются. При этом температура внутри буртов может подниматься до 60оС, вследствие чего происходит дезодорация и естественная пастеризация продукта, погибает большинство патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов, семена сорных растений теряют всхожесть. Оптимальная для жизнедеятельности микроорганизмов-аэробов относительная влажность компостируемого продукта — 50-65%. Для кондиционирования помета по влажности, а также для улучшения его структуры и воздухопроницаемости, к нему добавляют различные органические материалы-наполнители (торф, солому, ботву растений, опилки, стружку, кору деревьев и т.п.), а для обогащения питательными веществами (азотом, фосфором, калием) – минеральные добавки (суперфосфат, калийную соль, аммиачную селитру, фосфогипс и т.п.). Продолжительность процесса компостирования в зависимости от погодных и других условий составляет от 2 до 6 месяцев. Основным недостатком способа является потребность в большом количестве добавок-наполнителей. Лучше всего для компостирования подходит помет влажностью 55-80%. В таком случае количество необходимых добавок сравнительно небольшое — одна треть, или половина от массы помета, и в то же время их достаточно, чтобы обеспечить хорошую воздухопроницаемость и структуру компоста. При компостировании высоковлажного (85-95%) помета количество наполнителей должно превышать количество самого помета в 1,5-3 раза, что существенно увеличивает затраты на переработку помета и является невыполнимым условием для многих птицеводческих хозяйств. Помет без структурообразующих наполнителей, даже имеющий оптимальную влажность, для компостирования мало пригоден, поскольку имеет плохую для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов воздухопроницаемость.

Следует отметить, что при компостировании теряется до 40% содержащегося в помете азота и немалое количество фосфора. Впустую рассеивается значительное количество энергии помета, которой в свежем помете содержится около половины всего количества, потребляемой птицей вместе с кормами.

В настоящее время разработаны способы ускоренного компостирования помета, позволяющие значительно сократить сроки компостирования и потери питательных веществ. Интенсификация процессов компостирования достигается в основном за счет улучшения аэрации смеси, ее перемешивания, внесения различных добавок как, например, предусмотрено технологией ускоренного микробиологического компостирования, разработанной специалистами компании «Биокомплекс» (г. Москва). В процессе такого микробиологического компостирования участвуют более 2000 видов бактерий и не менее 50 видов грибов. Причем биологические процессы с образованием гуминовых кислот, активизированные на начальной стадии, продолжаются еще несколько месяцев после внесения удобрений в почву, что способствует восстановлению и развитию множества необходимых для грунта форм жизни уже непосредственно в почве. Продолжительность процесса ускоренного компостирования составляет 8-14 дней. Важным преимуществом способа (по данным компании) является то, что ускоренное компостирование осуществляется без дорогостоящего оборудования на специальной бетонированной площадке под навесом. Площадку обслуживает один тракторист-оператор с погрузчиком. Производительность такой площадки компостирования – до 100 т в смену. Внесение удобрений и выращивание растений осуществляется по традиционной агротехнологии с применением серийных средств механизации. Высоковлажный помет специалисты компании «Биокомплекс» предлагают перерабатывать путем сепарирования на шнековом прессе на жидкую и твердую фракции, содержащую 40% сухого вещества, с последующим компостированием твердой фракции. Жидкая фракция с содержанием сухих веществ около 1,2% не содержит патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов и используется для полива орошаемых полей. Разделение жидкого помета на твердую и жидкую фракции с последующей переработкой их разными способами предусмотрено также многими технологическими схемами переработки помета, предложенными зарубежными учеными.

Вермикомпостирование.

Заключается в переработке птичьего помета при помощи дождевых червей, но при этом используются не обычные, обитающие в Украине дождевые черви, а черви специальной, красной калифорнийской породы. С данной породой червей вот уже более 50 лет проводится селекционная работа, вследствие чего они, вначале не имеющие существенных отличий от украинский червей, в настоящее время характеризуются большей плодовитостью, приспособленностью к полупромышленным условиям разведения, производительностью при переработке навоза. Зачинателем способа называют калифорнийского бизнесмена Хегга Картера, который начал перерабатывать органические отходы при помощи красных калифорнийских червей еще в 1947 г. Сейчас способ достаточно широко распространен не только в Америке, но и в Европе, Азии, Австралии. Можно без преувеличения сказать, что дождевой червь – это хорошо отлаженное приспособление по переработке и обогащению почвы. За сутки он съедает столько же, сколько весит сам. И более половины того, что он выделяет, составляет биогумус. 1 т червей за сутки производит около 0,5 т совершенного биологического удобрения, насыщенного органикой. После полной переработки органического материала червями получают так называемый вермикомпост, обогащенный ценными бактериями. Однако свежий помет для выращивания червей непригоден из-за наличия в нем аммиака и мочевой кислоты – продуктов, ядовитых для червей. Поэтому его сначала компостируют обычным способом. Влажность созревшей смеси должна составлять примерно 75% при нейтральной кислотности. Оптимальная температура для развития червей – около – 22Со, в связи с этим способ может использоваться преимущественно в теплый период года. В Украине комплекс по переработке птичьего помета методом вермикомпостирования действует с конца 80-х годов прошлого века на базе Полтавской птицефабрики. Процесс вермикомпостирования на птицефабрике осуществляют следующим образом. В бурты созревшего помета шириной 1,5...2 м и высотой 20...30 см, высевают червей красной калифорнийской породы в количестве 30...50 тыс. шт./м2 (4 кг). Для поддержания оптимальной влажности смесь периодически увлажняют. По мере размножения червей и освоения ими питательного субстрата, периодически добавляют также подготовленный компост слоем примерно 7...10 см. За год количество червей может увеличиться в 300...1000 раз. Пять миллионов червей способны за сутки переработать около 10 т помета. Из 30...40 т помета получают 3...4 т биогумуса, который является ценным органическим удобрением, содержащим стимуляторы роста растений и использующимся для восстановления естественного плодородия истощенных почв, улучшения их структуры.

Многие специалисты отводят вермикультуре основную роль в спасении почв, деградировавших в результате неправильного использования. По данным сторонников способа, тяжелые металлы в биогумусе связываются и нейтрализуются, а фитогормоны, продуцируемые микрофлорой, ускоряют рост растений в 4–6 раз, помогают им противостоять болезням и вредителям. Индустрия вермикомпостирования так распространилась на планете, что создана даже своя федерация, зарегистрированная в Италии, а в Дании издается специальный журнал под названием «Червивые новости». Однако есть и скептики, которые утверждают, что как удобрение, вермикомпост не имеет существенных преимуществ в сравнении с обычным компостом, в то же время технология его производства значительно сложнее и обходится гораздо дороже. Однако достоверных сведений о преимуществах того или иного способа компостирования в литературе недостаточно и данный вопрос, по-видимому, требует дальнейшего изучения.

Но не только ради биогумуса разводят червей. В США и некоторых других странах их используют для выработки кормовых добавок. Мука или фарш из червей по своему химическому составу могут соперничать с рыбной мукой, но дешевле нее. Во многие национальные кухни входят также блюда из червей. Даже американцы уже не воспринимают «червеугодие» как экзотику. Они потребляют червей в виде фаршевых добавок, едят варёными, жареными и даже живьем, как устриц. Издревле червей потребляют в пищу в Китае и Юго-Восточной Азии.

Широкому распространению способа вермикомпостирования в Украине препятствует отсутствие соответствующих специализированных средств механизации и высокая себестоимость переработки компостируемых материалов, что ограничивает рынок потребления продуктов вермикомпостирования.

Высокотемпературная сушка.

По данным многих литературных источников, данный способ является наиболее надежным способом обезвреживания вредных факторов, присутствующих в помете (болезнетворных микроорганизмов, семян сорных растений, яиц гельминтов) и сохранения полезных питательных веществ. Сухой помет может использоваться не только в качестве удобрения, но и как кормовая добавка в рационы жвачных животных. Однако требует значительных затрат топлива на термическую обработку (80-100кг условного топлива на 1 т испаряемой влаги) и наличия дорогостоящего оборудования. Учитывая постоянное удорожание энергоносителей, способ применяется в ограниченных масштабах и может быть экономически эффективен только при сушке низковлажного помета (меньше 50%), например, получаемого при использовании клеточных батарей с ленточной пометоуборкой и системой подсушки, а также подстилочного помета.

Биоэнергетические способы переработки помета.

Если в процессе компостирования участвуют микроорганизмы-аэробы, то в процессах биоэнергетической переработки помета — микроорганизмы-анаэробы, то есть обитающие в бескислородной среде. В процессе анаэробной ферментации помета получают так называемый биогаз. Биогаз — смесь газов. Его основные компоненты: метан (Ch5) – 55-70% и углекислый газ (СО2) – 28-43%, а также в очень малых количествах дру­гие газы, например – сероводород (h3S). В среднем из 1 кг органического веще­ства (в пересчете на абсолютно сухое вещество), биологически разложимого на 70%, можно произвести 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка.

Поскольку разложение органических отходов происходит за счет деятель­ности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Так, количе­ство вырабатываемого газа в значительной степени зависит от температу­ры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья. Существуют психрофильные (при температуре 10-250С), мезофильные (25-400С) и термофильные (50-550С) режимы биоконверсии. Производство биогаза в термофильном режиме намного выше по сравнению с мезофильным и психрофильным режимами. Именно поэтому, вероятно, первые установки для получения биогаза появились в странах с теплым клима­том. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогрев смеси, позволяет эксплуатировать генераторы биогаза в районах, где тем­пература зимой опускается до -20ºС. Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подхо­дящим для развития бактерий, содер­жать биологически разлагающееся ор­ганическое вещество и в большом ко­личестве воду (90—94%). Однако можно подвергать анаэробной ферментации и обычный помет и даже твердые органические отходы. Желательно, чтобы среда была нейтральной и без веществ, мешающих действию бакте­рий: например, мыла, стиральных по­рошков, антибиотиков. Длительность ферментации, обеспечивающая обеззараживание помета, не менее 12 суток. При   ферментации   в   помете практически полностью сохраняются азот и фосфор. Масса навоза почти   не  изменяется,   если   не считать испаряемой воды, которая переходит в биогаз.  Обычно органическое вещество в процессе биоэнергетической ферментации разлагается на 30-40%; деструкции подвергаются в основном легко разлагаемые соединения — жир, протеин, углеводы, а  основные гумусообразующие     компоненты — целлюлоза и лигнин — сохраняются полностью. Благодаря  выделению  метана   и  углекислого    газа    оптимизируется соотношение C/N. Доля аммиачного     азота     увеличивается. Реакция   получаемого   органического удобрения — щелочная (рН 7,2-7,8), что делает такое удобрение особенно ценным для кислых  почв.   По  сравнению  с удобрением, получаемым из помета   обычным  компостированием,   урожайность   увеличивается        на 10-15 %. Содержание воды в биогазе при 40°С — 50 г/м3; при охлаждении биогаза она конденсируется, и необходимо принять меры к удалению  конденсата   (осушка  газа, прокладка труб с нужным уклоном и пр.). Энергоемкость биогаза в среднем 23 мДж/м3, или 5500 ккал/м3.

Использование отходов птицеводства, животноводства, растениеводства и жизнедеятельности человека, а также вторичных ресурсов как альтернативных и возобновляемых источников тепловой и электрической энергии давно является одним из важнейших направлений в энергетической стратегии многих стран мира. Особое внимание уделяется развитию технологий получения биогаза. С 70-х годов в Китае начала действовать национальная программа по добыче биогаза и уже через 10 лет в стране работало более 10 млн. фермерских биореакторов, производивших ежегодно 1,3 млрд. куб. м. биогаза, что позволило обеспечить теплом 35 млн. человек. Кроме малых фермерских установок, в Китае работает 40 тыс. больших и средних биогазовых станций и 24 тыс. биогазовых очистительных реакторов для обработки городских бытовых отходов. На биогазе работает 190 электростанций. Свыше 60 % всего автобусного парка страны, в том числе около 80 % в сельской местности, работают на биогазовых двигателях. Китай экспортирует как сам биогаз, так и двигатели на основе этого топлива более чем в 20 стран мира.

Весьма интенсивно биогазовая отрасль развивается и в других странах Азии. Так, в Индии насчитывается около 3-х миллионов биогазовых установок различной производительности, в Непале — около 100 тыс. биогазовых установок.

Ограниченность запасов ископаемого углеводного сырья заставила также и многие развитые страны Америки и Европы активизировать исследования в области альтернативных энергосберегающих технологий и возобновляемых источников энергии.

Понимая важность и эффективность использования биогаза, в США принят закон о необходимости оборудования всех без исключения полигонов твердых бытовых отходов системами добычи и утилизации биогаза. В настоящее время на территории США работает 10 крупных биогазовых заводов.

В промышленно развитой Германии в 1999 году число биогазовых установок достигло 600, она вышла на первое место в Европе по использованию биогаза в качестве топлива для получения тепловой и электрической энергии. Специалисты в области энергетики считают, что биогазовая технология способна покрыть до 15 % энергетических потребностей Германии.

В Швеции на биогазовом топливе работают сотни автомобилей и автобусов.

Благодаря биогазу потребности западноевропейского животноводства в топливе за последние 10 лет сократились более чем на треть, при этом биогазом отапливается не менее половины всех птицефабрик.

В настоящее время в Европе насчитывается более 800 энергетических комплексов, в том числе 24 крупных. В целом в 2010 году в странах ЕС за счет применения биогаза намечено получить дополнительной энергии в размере 15 млн. тонн нефтяного эквивалента.

Активно  развивается биогазовая отрасль в ЮАР, Австралии, Канаде, Японии и в странах Латинской Америки.

В Советском Союзе на протяжении 70…80-х годов осуществлялись практические мероприятия, направленные на разработку установок по получению биогаза. Основное внимание при этом уделялось не столько энергетическому аспекту использования биогаза, сколько получению при анаэробной ферментации высокоэффективных удобрений. Энергетический потенциал биогаза в произведенных промышленностью установках направлялся на поддержание температурного режима процесса ферментации.

С распадом СССР производство биогазовых реакторов было остановлено. В последнее пятилетие в России началось постепенное возрождение биогазовой отрасли. В настоящее время в стране существует ряд предприятий, производящих биогазовые установки различной мощности с рабочим объемом от 5 до 5000 куб.м. как для фермерских хозяйств, так и для крупных сельскохозяйственных объединений. Общее количество действующих установок составляет несколько десятков. Главным фактором, препятствующим развитию производства биогаза, является инертность мышления и традиционное отсутствие денежных средств на закупку оборудования, хотя сроки его окупаемости невелики и составляют 1-2 года.

В настоящее время в России уже имеется определенный опыт по проектированию и строительству биоэнергетических комплексов для животноводческих ферм, птицефабрик, станций биологической очистки сточных вод. Разработаны проекты и изготовлены образцы автономных мини ТЭЦ, работающих на биогазе.

Национальное агентство Дании по энергетике финансирует работы по научно-техническому развитию биогазовых производств, поддерживает и инвестирует проекты за рубежом, в частности на Украине, где строится демонстрационная  биогазовая установка по переработке навозных стоков объемом 80 т/сутки и ежедневным получением 3,3 тыс. куб. м. биогаза.

Проектирование, поставку оборудования для производства биогаза из органических отходов, а также его шефмонтаж и пуско-наладочные работы может осуществлять Украинский научный центр технической экологии (УкрНТЭК, г. Донецк). Стоимость капитальных вложений в установку производительностью 10 т исходного сырья в сутки составляет примерно 10 тыс. долларов США, 100 т в сутки – 50 тыс. долларов.

В разработке биоэнергетических технологий можно выделить два основных направления. Первое направление – это рациональное упрощение и удешевление тех установок, при использовании которых получение биогаза не является основным в сравнении с требованиями экологической безопасности и получением высокоэффективных органических удобрений. Эти разработки обычно предлагаются для использования в небольших фермерских хозяйствах. Типичная конструкция установки подобного типа приведена на рис. 1.

Основу биогазовой установки составляет герметически закрытая емкость с теплообменником (теплоноситель — вода, нагретая до 50-60 °С), устройства для ввода и вывода навоза и для отвода газа. В качестве емкости может быть использована обычная топливная цистерна объемом 50 м3 или емкость может быть изготовлена из железобетона. Внутренние перегородки могут быть из металла или кирпича; их основная функция — направлять поток помета и удлинить путь его внутри реактора, образуя систему сообщающихся сосудов. На схеме перегородки показаны условно, их число и размещение зависят от свойств помета — текучести, количества подстилки и т.д. Чтобы определить объем биореактора, нужно исходить из количества получаемого помета. Если суточное количество помета известно, нужный объем реактора можно определить, умножив это количество на 12 (поскольку 12 суток — минимальный срок выдержки навоза) и увеличив полученную величину на 10 % (так как реактор следует заполнять субстратом на 90 %).

Рис. 1 – Схема простейшей установки для переработки помета и других органических отходов в биогаз

Ориентировочная суточная производительность биореактора при загрузке пометом с содержанием сухого вещества 4-8 % — два объема газа на объем реактора: биореактор объемом 50 м3 будет давать в сутки 100 м3 биогаза. Как правило, переработка бесподстилочного навоза от 10 голов крупного рогатого скота позволяет получить в сутки около 12-20 м3 биогаза, от 10 свиней — 1-3 м3, от 10 овец — 1 — 1,2 м3, от 10 кроликов — 0,4-0,6 м3, 10 кур – 0,1-0,12 м3. Тонна соломы дает 300 м3 биогаза, тонна коммунально-бытовых отходов – 130м3). Потребность в газе односемейного дома, включая отопление и горячее водоснабжение, составляет в среднем 10 м3 в сутки, но может сильно колебаться в зависимости от качества теплоизоляции дома). Подогревать субстрат до 40°С можно различными способами. Удобнее всего использовать для этого газовые водонагревательные аппараты типа АГВ-80 или АГВ-120, снабженные автоматикой для поддержания температуры теплоносителя. При питании аппарата получаемым биогазом (вместо природного газа) следует его отрегулировать, уменьшив подачу воздуха. Можно также использовать для подогрева субстрата ночную электроэнергию. Аккумулятором тепла в этом случае служит сам биореактор. Для уменьшения потерь тепла биореактор необходимо тщательно теплоизолировать. Давление газа, получаемого в биореакторе (100-300 мм водяного столба), достаточно для его подачи на расстояние до нескольких сотен метров без газодувок или компрессоров. При запуске биореактора необходимо заполнить его на 90 % объема субстратом и продержать не менее 12 суток, после чего можно подавать в реактор новые порции субстрата, извлекая соответствующие количества ферментированного продукта.

Второе направление – это создание высокопроизводительных биогазовых установок на основе новейших технологий и конструкций биореакторов, современных автоматизированных систем управления, высокоэффективного теплотехнического, электротехнического и технологического оборудования. Схема подобной установки, разработанная немецкими фирмами «ТЕБЕ-Электроник ГмбХ» и «Липп ГмбХ», представлена на рис. 2.

Рис. 2 – Технологическая схема полностью автоматизированной биогазовой установки модульной сборки фирм «ТЕБЕ-Электроник ГмбХ» и «Липп ГмбХ»:

1- пометосборник с мешалкой; 2 – емкость для жидкой консервированной массы кормовых культур, 3 – устройство для измельчения других видов биомассы, 4 — весовой дозатор с мешалкой; 5 – подогреватель субстрата; 6 – биореактор с мешалкой «Липп» и встроенным газгольдером; 7 – модульная теплоэлектроустановка; 8 – хранилище сброженной массы.

Установка позволяет перерабатывать самые различные виды органических материалов в удобрения и энергию. Работает установка следующим образом. Измельченные компоненты (помет, навоз, жидкая консервированная биомасса растений) поступают на дозирующее устройство, где смешиваются и подаются в подогреватель субстрата. Далее подогретая до 70оС биомасса поступает в реактор. После анаэробной ферментации биомасса подается в хранилище и используется для удобрения сельскохозяйственных культур. Полученный во время брожения биогаз сжигается в модульной теплоэлектроустановке с получением горячей воды и электроэнергии, которые используются для поддержания технологического процесса и на хозяйственные нужды.

В то же время, следует отметить, что промышленные биогазовые установки пока еще очень дороги и стоимость вырабатываемых ими энергоносителей, как правило, обходится дороже, чем традиционных. Однако стремительное развитие биотехнологий, постоянный прогресс в конструировании биогазовых установок, исчерпание запасов и резкое подорожание традиционных ископаемых энергоносителей дают уверенность, что в ближайшем будущем внедрение биогазовых установок станет вполне рентабельным и широкомасштабным, что в значительной мере будет способствовать решению экологической и энергетической проблем.

Мельник В.А., канд. с. -х. наук, Институт птицеводства УААН

(Посетителей 1 688; 5 за сегодня)

ptitcevod.ru

---

• 
  Очистные сооружения хозяйственно бытовых сточных вод
• 
  Мышечные волокна красные и белые
• 
  Аквааэробика в минске
• 
  Гном насосы
• 
  Как научиться плавать кролем
• 
  Отмостка и дренаж вокруг дома
• 
  Теплообменник бассейн
• 
  Можно ли беременным плавать в обычном бассейне форум
• 
  Кисон что такое
• 
  Бассейн чем полезен
• 
  Датчик воды