Научная статья на тему 'Повышение эффективности технологии переработки отходов животноводства'

Повышение эффективности технологии переработки отходов животноводства Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
213
64
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Максимов Д. А., Киселев Н. Г.

Приведены пути повышения эффективности использования органических отходов. Предложена технология их переработки с получением гранулированных органоминеральных удобрений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Повышение эффективности технологии переработки отходов животноводства»

2. Об охране окружающей среды: Сб. норм. Актов по состоянию на 15 ноября 1997 г. - М.: Юрайт, 1997.

3. О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Закон Российской Федерации.

4. ГОСТ 17.2.1.03-84 Охрана природы. Атмосфера. - М.: Изд-во стандартов, 1985.

5. ГОСТ 17.1.3.04-82 Охрана природы. Гидросфера. - М.: Изд-во стандартов, 1983.

6. ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. - М.: Изд-во стандартов, 1984.

7. Санитарные нормы допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в почве, №4433-87.

8. О радиационной безопасности: Закон РФ от 5 декабря

1995 г.

9. Закон Российской Федерации «О защите прав потребителей» от 7 февраля 1992 г.

10. Водный кодекс Российской Федерации от 18 октября 1995 г.

Получено 01.03.02.

УДК 631.22.01

Д А. МАКСИМОВ, канд. техн. наук; Н.Г. КИСЕЛЕВ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

Приведены пути повышения эффективности использования органических отходов. Предложена технология их переработки с получением гранулированных органоминеральных удобрений.

Северо-Западная зона РФ характеризуется природно-климатическими условиями, при которых одним из наиболее эффективных направлений хозяйственной деятельности является производ-

ство продукции животноводства. Образующиеся при этом большие объемы органических отходов требуют регулярной переработки и утилизации. В то же время почвы Северо-Западной зоны РФ имеют низкое естественное плодородие, а отходы животноводства являются одним из основных источников органических удобрений, позволяющих повысить уровень плодородия почв.

Использование отходов в непереработанном виде снижает эффективность их как удобрения и оказывает негативное воздействие на окружающую среду, поэтому необходима их предварительная подготовка к использованию в качестве удобрений [1].

Целью нашей работы явилось повышение эффективности использования органических отходов.

В настоящее время в мире сформулированы две наиболее важные концепции микробиологической подготовки навоза и помета перед внесением в почву:

- анаэробное сбраживание с получением биогаза;

- экзотермическая ферментация или компостирование, обеспечивающее получение гумусного субстрата.

Важнейшая роль в процессе переработки органических отходов принадлежит микроорганизмам. Для надежного протекания процесса необходимо соблюдение ряда требований к перерабатываемому материалу и условиям переработки, то есть материал должен иметь определенную структуру, влажность, наличие питательных элементов (К, Р, К) и органических соединений; режимы обработки: аэрация, температура и др. должны поддерживаться на определенном уровне [2].

Для нашей Северо-Западной зоны с ее климатическими условиями предпочтительней аэробная обработка с получением гумусного компоста.

Компостирование может идти при помощи мобильных агрегатов на открытых площадках и на стационарных установках. В условиях рыночной экономики должны иметь место обе технологии компостирования.

Получение качественных органических удобрений с заданными свойствами возможно только на стационарных установках закрытого типа. Основой таких установок является биореактор периодического или непрерывного действия. Биореактор полностью изолирован

от внешних условий, технологический процесс, протекающий в нем, легко поддается контролю и позволяет получить конечный продукт с заданными свойствами.

Нами разработана установка с биореактором барабанного типа. Преимуществом данного типа биореакторов является простота конструкции, возможность работы во всех климатических зонах, совмещение в одном агрегате всех технологических операций. Кроме того, биореакторы данного типа позволяют осуществлять процесс обработки в непрерывном режиме по типу проточного, что позволяет существенно интенсифицировать процесс переработки.

Активное протекание процесса биотермической ферментации обеспечивается за счет поддержания высокой пористости обрабатываемого материала, достигаемой периодическим вращением барабана, аэрационного режима, заключающегося в периодической подаче воздуха, максимального снижения потерь тепла вследствие теплоизоляции барабана и при необходимости подогреве аэрационного воздуха, подаваемого в биореактор, с помощью электрокалорифера.

Температура в барабане биореактора поддерживается на уровне 55-60 °С за счет тепла выделяемого при окислении части органического вещества обрабатываемого материала. Высокая температура и выработка микроорганизмами антибиотических веществ обеспечивает подавление развития патогенной микрофлоры и гибель семян сорной растительности. Происходит качественное изменение агрохимических и физико-механических свойств обрабатываемого материала.

Получаемый компост является устойчивым продуктом, который не представляет трудностей в хранении, у него нет резкого неприятного запаха, патогенных организмов, семян сорняков. Он улучшает качество почвы и растений, ускоряет обмен питательных веществ между корнями и почвой.

Для производства компостов разработана механизированная линия (рис.1).

Рис. 1. Технологическая схема производства компостов: 1 - емкость для бесподстилочного навоза и помета; 2 - транспортер-дозатор; 3 - дозатор влагопоглощающего материала; 4 - бункеры-дозаторы для микродобавок; 5 - транспортер-смеситель; 6 - ферментатор; 7 - вентилятор; 8 - электрокалорифер; 9 - виброгрохот; 10 - отгружающий транспортер; 11 - тележка-буртоукладчик; 12 - площадка хранения компостов, 13 - система очистки

Был изготовлен опытный образец линии, состоящий из биореактора с вентиляционной установкой и шкафом управления, транспортера-смесителя, сепаратора.

В результате проведения испытаний установлено, что механическая линия превращения подстилочного навоза и помета в биологически активные органические удобрения выполняет технологический процесс ферментации подстилочного помета при этом производительность ее составляет 4 м'/сут. или 2 т/сут., затраты труда -2 чел-ч/ м1 без учета загрузки, энергозатраты - 10,5 кВт-ч/м1. Себестоимость готового удобрения 886 руб./м\

Компост, полученный после переработки помета, характеризуется высокой концентрацией питательных элементов (К, Р, К) и удовлетворяет агротехническим требованиям.

Себестоимость таких удобрений получается высокой и применение их с помощью имеющихся средств механизации экономически не оправдано. Приобретает особое значение разработка и использование более эффективных и рациональных технологий и технических средств применения удобрений. Приоритет имеет разработка

комплексных органоминеральных удобрений, включающих основные компоненты питания растений в соотношении, соответствующем биологическим особенностям растений и уровню плодородия почвы. Дозы внесения таких удобрений значительно снижаются и могут быть внесены машинами по внесению минеральных удобрений.

В связи с этим повышенные требования должны быть предъявлены к физико-механическим свойствам и структуре таких удобрений.

Большой практический интерес представляют те методы улучшения качества удобрений, которые не усложняют в заметной степени технологический процесс их производства и не требуют использования дефицитных и дорогих реагентов и кондиционирующих добавок. К их числу относится производство органоминеральных гранулированных удобрений, в которых связующее органическое вещество обеспечивает замедленную растворимость минеральных компонентов в воде, а также является дополнительным источником питательных элементов для растений.

Поэтому дальнейшие исследования в этом направлении должны быть направлены на создание технологии промышленного производства полнокомплектных органоминеральных удобрений на основе органических отходов сельскохозяйственного производства, включающие основные компоненты питания растений в соотношении, соответствующем биологическим особенностям растений и уровню плодородия почвы. Внедрение этих удобрений в практику сельскохозяйственного производства позволит осуществить реальное дифференцированное их использование, исходя из свойств почв и планируемой урожайности сельскохозяйственных культур. Применение новых удобрений снизит потери и повысит коэффициент использования минеральных удобрений. При этом положительное решение получит проблема охраны окружающей среды - очистка грунтовых вод и вод естественных водоемов от нитратов и других химических веществ удобрений.

Вопросам создания медленнодействующих удобрений, повышающих эффективность использования питательных веществ, уделяется достаточно много внимания у нас в стране и за рубежом. При производстве органоминеральных удобрений в качестве органическо-

го вещества используются торф, сапропель, опилки или сфагновый мох. Более рациональным, как нам кажется, будет использование для производства такого типа удобрений, в качестве основного сырья, компостов полученных из органических отходов животноводства.

Комплексные органоминеральные удобрения в гранулированном виде обладают рядом преимуществ по сравнению с порошковидными. Питательные вещества таких удобрений с большей эффективностью используются растениями, так как медленнее поступают в почвенный раствор и в меньшей степени деградируют в почве вследствие небольшой поверхности контакта с нею [3].

Гранулирование удобрений, в том числе комплексных, обеспечивает улучшение их физических и агрохимических свойств. Они сохраняют сыпучесть, меньше слеживаются при хранении, не пылят, что в значительной мере снижает опасность их вредного воздействия на здоровье обслуживающего персонала, легко рассеиваются и обеспечивают равномерное внесение, что дает возможность их применения, приближенного к растениям (припосевное, местное, локальное внесение).

Основной целью процесса грануляции должно являться получение непылящих, неслеживающихся однородных удобрений, которые можно равномерно и без затруднений вносить в почву обычными машинами. Идеальный продукт состоит из зерен одинакового химического состава, соответственно обеспечивающих равномерное распределение питательных элементов в почве.

Производимые гранулы должны удовлетворять агротехническим требованиям по внесению. Допускается: диаметр гранул - не более 5 мм; разрушение гранул до размера 1 мм при смешивании - не выше 5 %. Возможность дифференцированного локального внесения позволит снизить дозы внесения такого удобрения до 1-3 т/га.

Производительность комплекта оборудования для имеющейся линии должна составить - 0,5 т/ч.

ВЫВОДЫ

1. Для повышения эффективности использования органических отходов животноводства необходима их предварительная подго-

товка. Для Северо-Западной зоны рекомендуется аэробная обработка с получением гумусного компоста.

2. Получение качественных органических удобрений с заданными свойствами возможно только на стационарных установках закрытого типа.

3. Производство гранулированных органо-минеральных удобрений позволит повысить эффективность использования как органической, так и минеральной части получаемых удобрений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Производство твердых органических удобрений (Методические указания) - Л.: НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР, 1984.

2. Провести НИР по созданию механизированной линии превращения навоза и помета в биологически активные органические удобрения и выдать исходные требования на ее разработку. Отчет о НИР (промежуточ.) / НИПТИМЭСХ НЗ РФ; Руководитель В Н. Афанасьев. - 8РТ1; № ГР 01970000345; Инв. № 02.9.80 004978. - СПб., 1997.

3. Вирясов Г.П. Комплексные гранулированные удобрения на основе торфа - Минск: Наука и техника, 1988. - 160 с.

Получено 01.03.02.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.