CC BY
005.20.01 - ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА _(ТЕХНИЧЕСКИЕ НА УКИ)_
С.В. Петунов, канд. техн. наук, доц., e-mail: petynovsv@mail.ru Д.Н. Раднаев, д-р техн. наук, доц., e-mail: daba01@mail.ru Б.Е. Дамбаева, аспирант, e-mail: baira86@mail.ru
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова,
г. Улан-Удэ
УДК 631.3313.6:631.862
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОСТА МЕТОДОМ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ
В настоящее время в связи с переходом на рыночные отношения в сельскохозяйственном производстве произошли значительные изменения. Из-за нехватки финансовых средств сельскохозяйственных предприятий нарушаются технологии удаления и переработки навоза, не производятся работы по его карантину и обеззараживанию. Новое технологическое оборудование устанавливается на фермах в основном по первой необходимости. В связи с сокращением общественного стада животных значительно уменьшилось количество крупных ферм с комплексной механизацией производственных процессов. Сегодня на многих фермах средней и малой мощности, построенных по проекту хозяина, не до конца решены вопросы уборки, обработки и транспортирования навоза. Поэтому возникла необходимость внедрения доступных способов переработки навоза, таких как компостирование с применением местных влагопоглощающих материалов - торфа, древесных опилок.
Ключевые слова: технология утилизация навоза, компост, фракционирование, древесные опилки.
S.V. Petunov, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Professor D.N. Radnaev, Dr. Sc. Engineering, Assoc. Professor B.E. Dambaeva, P.G.
TECHNOLOGY OF COMPOST PREPARATION BY FRACTIONATION METHOD
At present, due to the transition to market relations, significant changes have taken place in agricultural production. Trough the lack offinancial resources of agricultural enterprises, technologies for the removal and processing of manure are violated, and work on quarantine and decontamination is not carried out. New technological equipment is installed on farms mainly for basic necessities. Due to the reduction of the public herd of animals, the number of large farms with complex mechanization ofproduction processes has significantly decreased. Today, many farms of medium and small capacity, built according to the project of the owner, do not fully solve the issues of harvesting, processing and transporting manure. Therefore, there was a need to introduce simpler methods of processing manure as composting with the use of local moisture-absorbing materials such as peat and sawdust.
Key words: manure utilization technology, compost, fractionation, sawdust.
Введение
В настоящее время в связи с переходом народного хозяйства на рыночные отношения и из-за нехватки финансовых средств и необходимой техники сельскохозяйственные предприятия нарушают технологии удаления и переработки навоза, не производят работы по его карантину и обеззараживанию. Новое технологическое оборудование устанавливается на фермах по первой необходимости. В связи с сокращением общественного стада значительно уменьшилось количество крупных ферм с комплексной механизацией производственных процессов.
На многих фермах средней и малой мощности, построенных по устаревшим типовым проектам, не до конца решены вопросы уборки, обработки и транспортирования навоза.
В связи с сокращением строительства крупных комплексов, с сокращением применения гидравлических способов уборки навоза появилась необходимость корректировки типовых технологических схем уборки и переработки навоза. Появилась необходимость внедрения доступных способов переработки навоза, таких как компостирование с применением влагопо-глощающих материалов, таких как торф, древесные опилки и др.
Материал и методы исследования
В процессе проведения лабораторных испытаний определялись влажность навоза, опилок, компостной смеси. Определение физико-механических свойств указанных ТОУ проводилось в соответствии с общепринятыми методиками [1].
Соотношение азота и углерода в готовом компосте при различных дозах влагопоглоща-ющих материалов определяли расчетным способом после агрохимических анализов по содержанию углерода и азота в компостах.
Влажность компоста и исходных компонентов определяли двумя способам: высушиванием и использованием экспресс-влагомера ВЛК-А.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследование технологии приготовления компоста невозможно без изучения их физико-механических свойств. Для исследований были выбраны наиболее распространенные и отвечающие технологическим требованиям при компостировании следующие компоненты: навоз КРС и древесные опилки, прошедшие выдержку в навозохранилищах в зимний период в течение 4-5 мес.
Технология приготовления компоста. С двух коровников навоз удаляется транспортерами ТСН-160, а с телятника - дельта-скрепером УС-250. В связи с поступлением технологической воды (после охлаждения молока, мойки молочного оборудования, станков и др.) в систему навозоудаления получаем с фермы навоз влажностью более 90 %. Удаляемый навоз попадает в навозоприемник, соединяющий все три здания с торцевых сторон. Емкость навозо-приемника - 1500 м3. При суточном выходе с фермы около 30 т навоза он заполняется за 2 мес. Поскольку навозоприемник закрытый, то навоз может накапливаться и в зимнее время. Навозоприемник соединен с навозохранилищем открытого типа емкостью 3400 т. Между навозо-приемником и хранилищем имеется герметически закрываемый шибер. Над шибером построено здание цеха разделения навоза на фракции, где установлены разделительные машины: насос НЦИ-ф-100, виброгрохот ГБН-100, пресс-фильтр ПЖН-63, транспортер ТПН-ф-40. После наполнения навозоприемника по графику жидкий навоз после перемешивания в течение 7 ... 10 мин забирается насосом и подается на разделительные машины, где делится на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция после пресса имеет влажность до 72 % и идет на компостную площадку для компостирования с влагопоглощающим материалом, а жидкая фракция самотеком по трубе поступает в навозохранилище. Два раза в год (весной и осенью) жидкая фракция из навозохранилища выкачивается насосом и по разборному трубопроводу РТ -180 подается в магистральный канал, где смешивается с чистой поливной водой и идет на орошение сенокосов.
Исходные данные:
исходная влажность навоза...... 90 %;
влажность древесных опилок... 35 %;
влажность компоста...............67...72 %;
плотность жижи....................1,01...1,04 т/м3;
плотность твердой фракции.....0,7...0,6 т/м3;
плотность опилок..................0,15...0,2 т/м3;
плотность компоста............... 0,6 т/м3.
Влажность компостной смеси зависит от влажности исходного навоза и влажности опилок. При приготовлении компоста потребность во влагопоглощающих материалах рассчитывают по формуле:
1. Количество жидкой фракции после механического разделения
Ож = Ок ^н - ^^м) : (Wсм - (1)
где О к - количество компоста, т; Wн - влажность навоза, %; Wсм - влажность смеси, %; Wо -влажность опилок, %.
2. Количество твердой фракции навоза равно:
От = Ок - Ож. (2)
3. Емкость навозохранилища
V = Ож /рж п, (3)
где рж - плотность жижи, т/м3; п - количество емкости.
Рекомендуется навозохранилища емкостью 3400 т по типовому проекту 815-30.83
4. Продолжительность цикла, т. е. время опорожнения навозохранилища:
Iц = V Рк / О к Рт, (4)
где рк - плотность компоста, т/м3; рт - плотность твердой фракции, т/м3.
Требования к компосту:
- содержание ОВ не менее 75 % при С:К = (18-20):1;
- содержание КРК не менее 2 % от сухого вещества. Из них не менее половины в легкоусвояемой форме;
- РН = 7...8. Среда нейтральная или слабощелочная;
- мелкомковатая структура. Светло-коричневый цвет;
- полностью отсутствуют яйца и личинки гельминтов, патогенная микрофлора, всхожие семена сорных растений;
- при хранении потери питательных веществ не наблюдаются.
Условия компостирования. Важнейшим условием надежного компостирования, выдержки необходимого теплового режима является введение в оптимальных дозах влагопогло-щающих материалов, ибо от их соотношения зависят влажность смеси, содержание органического вещества (ОВ) в компосте, отношение углерода к азоту (С:К).
Уменьшение влажности смеси и влажности исходного навоза вызывает увеличение концентрации органического вещества в компосте. Для увеличения концентрации органического вещества в компосте желательно довести влажность исходного навоза до 75 %. Этого можно достичь только при механическом разделении навоза на фракции.
Результаты исследования и их обсуждение
Примерный расчет систем утилизации навоза по формулам 1-4 будет выглядеть следующим образом:
1. Количество жидкой фракции после механического разделения
О ж = 10800 (90 - 72) : (97 - 72) = 7560 т.
2. Количество твердой фракции навоза равно:
О т = 10800 - 7560 = 3240 т.
3. Емкость навозохранилища
V = 7560: 1,02 X 2 = 3760 т.
Выбираем емкость для навозохранилища - 3400 т по типовому проекту 815-30.83.
4. Продолжительность цикла, т. е. время опорожнения навозохранилища:
^ = 1500 х 0,6 / 10,8 х7 х 0,7 = 16 дней.
Согласно этим расчетам составляется годовой график работы цеха утилизации навоза на ферме.
Оптимальным соотношением влажности смеси и концентрации орфического вещества в бурте компоста будет то, что дает максимум температуры разогрева смеси. Достичь этого можно оптимизацией весового соотношения между полужидким навозом и влагопоглощаю-щим материалом (опилки) при закладке компоста.
Влажность компостной смеси зависит от влажности исходного навоза и влажности опилок. При приготовлении компоста потребность во влагопоглощающих материалах показано в таблице.
Таблица
Расход опилок при компостировании полужидкого навоза КРС
Влажность опилок,% Влажность навоза, % Влажность компоста, %
88 90 92
Расход опилок (т) на 1 т навоза
35 0,76 0,83 0,9 65
40 0,92 1 1,08
45 1,15 1,25 1,35
50 1,53 1,66 1,8
35 0,65 0,71 0,77 70
40 0,76 0,83 0,9
45 0,92 1,0 1,08
50 1,15 1,25 1,35
35 0,57 0,62 0,67 75
40 0,65 0,71 0,77
45 0,76 0,83 0,9
50 0,92 1 1,08
Анализ таблицы представлен на рисунке.
н 1,6
ÜS 1,4
w
§ 1,2
s
а
° 1
о
(D
m 0,8 0,6 0,4 0,2 0
Won =50
► Wk=70%
.................................4
.........................^ Won =35 %
i i i i i i
87 88 89 90 91 92 93
Влажность навоза Wн, %
Рисунок - Расход опилок при компостировании навоза
Выводы
Разработан способ переработки навоза компостированием за счет применения влагопо-глощающего материала - древесных опилок. Для достижения рациональной влажности компостной смеси 65-70 % при влажности исходного навоза 88-91%, влажности опилок 35-50 % весовое соотношение навоза и опилок будет равно 1:0,83.
Библиография
1. Киров Ю.А., Шевяков В.С. Обоснование линии по разработке и утилизации бесподстилочного навоза // Энергоресурсосбережение в механизации сельского хозяйства: сб. науч. тр. СГСХА. - Самара, 2000. - С. 64-65.
2. Суданов И.А. Проблемы экономической безопасности современных с/х предприятий // Труды Всероссийского совета молодых ученых и специальных агротехнических образовательных и научных учреждений. Т. 2. Материалы всерос. науч.-практ. конф. «Вклад молодых ученых в отрасли науки с учетом тенденции развития АПК». - М.: Российская академия кадров обеспечения АПК, 2009. -С.344-347.
3. Белоусов Н.В. Утилизация навоза - это экологично, технологично и выгодно // Свиноводство. - 2010. - № 4. - С. 24-27.
4. Исамов Н.Н., Анисимов В.С., Грудинина Н.В. и др. Влияние техногенного загрязнения угодий радионуклидами и тяжелыми металлами на скотоводстве // Вестник РАСХН. - 2003. - № 1. - С. 20-21.
5. Бондаренко А.М., Короленко С.П. Безотходная технология переработки навоза в концентрированное органическое удобрение // Техника и оборудование для села. - 2003. - №7 (45). - С. 20-21.
6. Базонов И.В. Развитие технологий уборки и утилизации навоза // Техника и оборудование для села. - 2008. - № 8 (134). - С. 39-41.
7. Сергеев Ю.А., Петунов С.В., Арданов Ч.Е. Интенсификация процесса приготовления органических удобрений из отходов животноводства и деревообработки // Вестник Бурятского государственного университета. Серия 9: Физика и техника. - Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2006. - Вып. 5. - С. 208-216.
Bibliography
1. Kirov Yu.A., Shevyakov V.S. Justification of the line for the development and utilization of liquid manure / Energy resource saving in the mechanization of agriculture // Collection of scientific papers of the Samara State Agricultural Academy. - Samara, 2000. - P. 64-65.
2. Sudanov I.A. Problems of economic security of modern agricultural enterprises // Proceedings of the all-Russian Council of young scientists and special agrotechnical educational and research institutions. Vol. 2. Materials of all-Russian scientific-practical conference "Contribution of young scientists in the field of science taking into account trends in the development of agriculture". - M. Russian Academy of personnel security APK, 2009. - P. 344-347.
3. BelousovN.V. Manure Disposal is environmentally friendly, technologically advanced and beneficial // Pig breeding. - 2010. - N 4. - P. 24-27.
4. IsamovN.N., Anisimov V.S., GrudininaN.V. etal. The Influence of technogenic pollution of the land by radionuclides and heavy metals in cattle // Bulletin of RAAS. - 2003. - N 1. - P. 20-21.
5. Bondarenko A.M., Korolenko S.P. Waste-free technology for recycling of manure concentration of organic fertilizer // Machines and equipment for the village. - 2003. - N 7 (45). - P. 20-21.
6. Bazonov I.V. Razvitie tekhnologii ublicheniya i uslotiki manure [Development of technologies for cleaning and utilization of manure]. - 2008. - N 8 (134). - P. 39-41.
7. Sergeev Yu.A., Petunov S.V., Ardanov Ch.E. Intensification of the process of preparing organic fertilizers from animal husbandry and woodworking waste // Bulletin of the Buryat State University. Series 9: Physics and Technology. - Ulan-Ude: BSU Publishing House, 2006. - Vol. 5. - P. 208-216.
