RO128371B1 - Biocompost din deşeuri organice vegetale şi dejecţii animale, şi procedeu de obţinere a acestuia - Google Patents

Description

Orice persoană are dreptul să formuleze fn scris și motivat, la OSIM, o cerere de revocare a brevetului de invenție, in termen de 6 luni de la publicarea mențiunii hotărârii de acordate a acesteia

RO 128371 Β1

Invenția se referă la un biocompost obținut din deșeuri organice vegetale și dejecții animale rezultate din fermele individuale de dimensiuni mici, cu până la maximum 15 capete de animale per gospodărie, și la un procedeu de obținere a biocompostului, acesta fiind utilizat îndeosebi ca și amendament organic în legumicultura ecologică sau clasică, floricuItură și silvicultură.

Deșeurile organice din gospodăriile cu număr mic de animale, 3...15 capete, în special dejecțiile lichide provenite de la animale nu sunt deloc valorificate prin metodele clasice de compostare, mai mult, ele sunt surse permanente de poluare a atmosferei prin degajare de gaze cu efect de seră, de poluare a solului și de poluare a pânzei freatice cu nitrați. Prin necolectarea dejecțiilor lichide se pierde o cantitate însemnată de minerale (azot, fosfor, potasiu) și se poluează astfel atmosfera, solul și pânza freatică. La nivel de comunități rurale sunt amenajate platforme comunale de colectare a deșeurilor organice.

Se cunosc, din literatura de specialitate, amendamente obținute din materii organice, cum ar fi rumeguș din lemn, paie, gunoi de grajd [Mass and nutrient losses during the composting of dairy manure amended with sawdust or straw, Compost Science & Utilization, (2004), Voi. 12, No. 4, Frederick C. Michel Jr., John A. Pecchia, Jerome Rigot, Harold M. Keener], dar care prezintă dezavantajele că necesită un timp de compostare lung, de cel puțin 4 luni, iar o mare parte a compușilor minerali și organici se pierd în atmosferă, prin evaporare și în sol prin levigare (până la 43% din azotul inițial se pierde prin compostare).

Din documentul CN 101372426 A sunt cunoscute un îngrășământ organic și un procedeu de preparare a acestuia, bazat pe dezodorizarea gunoiului de pui și conservarea azotului din îngrășământul organic, care este constituit din 10...20% materiale organice, 2...3% cianamidă de calciu, 3...5% zeolit natural și 73...84% gunoi de grajd de pui în stare uscată. Procedeul de preparare constă în aranjarea în straturi de o anumită proporție a materialelor organice, a dejecțiilor de pui, a cianamidei de calciu și a zeolitului natural, stropirea stratului exterior cu materiale organice, fermentarea timp de 7...10 zile, după care compoziția este sigilată în saci din material plastic, unde are loc o amestecare mecanică sau artificială, în continuare are loc o fermentare în stare închisă, timp de încă 7...10 zile în saci, după care se face o uscare la soare a îngrășământului organic obținut.

Mai este cunoscut, din documentul JP 2004284936 A, un procedeu de fabricare a unui îngrășământ mineral-organic ce conține azot organic, și care prezintă o compoziție mixtă de humus organic și un mineral. Compostul este obținut prin adăugarea a 10...50% ameliorator de sol granular cu rezistență ridicată la colapsare și o suprafață specifică mare, realizat dintr-un material silicic, de exemplu, zeolit sau zeolit artificial, care facilitează accelerarea descompunerii unui material organic, cum ar fi bălegarul sau gunoiul, și pulverizarea unei soluții pe bază de azot, din partea superioară a unui fermentator, cu păstrarea unei temperaturi de20...65°C. Soluția pe bază de azot este, de preferință, soluție apoasă de urină de la animale.

Este cunoscut și un studiu referitor la diminuarea pierderilor de azot sub formă de amoniu pe parcursul unui proces de compostare aerobă a gunoiului de pasăre, și potențialul unor zeoliți naturali de a absorbi amoniacul volatilizat în timpul compostării, și evaluarea amestecului de compost provenit din gunoiul de pasăre și zeolit, ca sursă de îngrășământ cu eliberare controlată a azotului, din teza de doctorat Reducing nitrogen losses during composting of poultry manure using the natural zeolite clinoptilolite, University of British Columbia, March 1998, Mussolini Kithome.

RO 128371 Β1

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în creșterea conținutului de azot 1 dintr-un biocompost utilizabil ca și îngrășământ, obținut prin transformarea deșeurilor organice, în special a gunoiului de grajd, din fermele individuale mici de creștere a animalelor, 3 și a celorlalte deșeuri organice din gospodării, în material agroutil.

Soluția la această problemă constă în realizarea unui procedeu de preparare a unui 5 biocompost pe bază de deșeuri organice vegetale și animale în amestec cu zeolit, printr-un procedeu de compostare, ce constă din depozitarea dejecțiilor animale solide și lichide în 7 proporție de 70...80%, în amestec cu 10...15% deșeuri organice vegetale, dispuse în straturi de 20 cm grosime, intercalate cu straturi de 1 ...2 cm zeolit natural, adăugat în proporție de 9 5%, raportat la masa proaspătă de deșeuri, amestecul fiind supus unei fermentări aerobe la temperaturi de 5O...6O°C, timp de 2 luni. 11

Biocompostul pe bază de deșeuri organice vegetale și dejecții animale în amestec cu zeolit este obținut prin compostarea, pe o platformă supraterană, a unui amestec de 13 dejecții animale solide și lichide colectate separat, în proporție de 70...80%, în amestec cu

10...15% deșeuri organice vegetale, dispuse în straturi de 20 cm grosime, intercalate cu 15 straturi de 1 ...2 cm zeolit natural, adăugatîn proporție de 5%, raportat la masa proaspătă de deșeuri, prin fermentare aerobă la temperaturi de 50.. ,60°C, timp de 2 luni, având un conținut 17 de minimum 70...80% materie organică, 1...1,5% azot total și un pH de 6,5...7.

Avantajele prezentei invenții constau în următoarele: 19

1. reducerea semnificativă a timpului de compostare;

2. sporirea calității agrochimice a biocompostului, prin reținerea în structura 21 materialului absorbant a macro- și microelementelor conținute în dejecțiile supuse procesului, și, de asemenea, a reținerii unei cantități sporite de substanțe bioactive, benefice pentru 23 creșterea și dezvoltarea plantelor;

3. eliberarea treptată în timp a elementelor nutritive reținute, fără afectarea mediului 25 înconjurător;

4. colectarea tuturor dejecțiilor animale, solide și lichide, se poate face individual, la 27 nivel de fermă/gospodărie, pe platforme ecologice de stocare și compostare;

5. protecția mediului înconjurător prin următoarele mecanisme: 29

a) datorită reținerii azotului și eliminării sau reducerii posibilității de levigare a acestuia în profilul solului, se reduce poluarea apelor freatice; 31

b) datorită legării amoniacului și a altor substanțe odorizante, se reduce posibilitatea de eliberare a acestora în atmosferă; 33

c) datorită reducerii cantității de deșeuri de origine animală și vegetală neutilizată, care, atât prin depozitare, cât și prin componență, afectează mediul. 35 în cele ce urmează este prezentat un exemplu de realizare a procedeului în legătură și cu schema și fotografiile anexate, ce reprezintă: 37

- fig. 1, schema de flux a procedeului de tratare a deșeurilor organice vegetale și a dejecțiilor animale; 39

- fig. 2, exemplu de platformă ecologică prefabricată, din lemn și beton, pentru depozitarea dejecțiilor solide și a altor resturi organice vegetale; 41

- fig. 3, fosă de colectare a dejecțiilor lichide;

- fig. 3a și 3b, transportul dejecțiilor lichide din fosa de colectare pe platforma 43 ecologică.

Procedeul de tratare a unor deșeuri organice vegetale și a dejecțiilor animale prin 45 compostare, conform invenției, este prezentat schematic prin schema de flux din fig. 1, și cuprinde următoarele etape distincte de realizare: 47

- colectarea dejecțiilor animale lichide, respectiv, urina, printr-un canal colector din beton, adiacent pardoselii din adăpostul animalelor, într-o fosă subterană în care este ampla- 49 sat un recipient care să nu permită pierderea dejecțiilor;

RO 128371 Β1

- colectarea dejecțiilor animale solide din cadrul fermei, și a deșeurilor organice vegetale;

- dejecțiile solide, în proporție de 70...80%, în amestec cu 10...15% deșeuri organice vegetale, colectate din gospodărie, sunt amestecate într-o platformă ecologică ce are fund betonat și pereți din lemn. Platforma ecologică individuală are o înălțime de aproximativ 1,5 m deasupra solului, și pereții laterali din dulapi de lemn de 4 cm grosime, dispuși orizontal și alternativ, între care se lasă spațiu suficient pentru a permite o aerare optimă a materialului supus compostării, și a facilita o fermentare aerobă a acestuia. Aceste dejecții solide sunt dispuse în straturi intercalate de 20 cm grosime;

- cu ajutorul unei pompe submersibile, amplasate în recipientul de colectare a dejecțiilor lichide, și a unui furtun de legătură între fosă și platformă, se trimite urina colectată peste dejecțiile solide din platformă. Are loc astfel o amestecare a acesteia cu deșeurile vegetale biodegradabile, colectate din gospodărie, cum ar fi resturi de legume și fructe, frunze, buruieni etc.;

- acest amestec de deșeuri animale și vegetale este apoi tratat cu zeolit natural, material absorbant natural, în proporție de 5% raportat la dejecțiile proaspete, care este adăugatîn straturi de circa 1...2 cm peste stratul de 20 cm de amestec de dejecții solide și deșeuri vegetale umectate cu dejecții animale lichide. Operațiunea se repetă alternând straturile de dejecții solide cu o grosime de circa 20 cm cu adaosurile de zeolit de circa 1 ...2 cm;

- după umplerea platformei, amestecul este supus unui proces de fermentare aerobă la temperatura de 5O...6O°C, obținută autoterm, iar timpul de compostare este de circa

2...3 luni, în funcție de anotimp.

Zeoliții sunt materiale de origine minerală, obținute prin exploatarea la zi din diverse cariere; acest material este deja folosit în mai multe ramuri industriale, deci este un material cunoscut. Principalele proprietăți ale acestuia sunt capacitatea de absorbție și încorporare a cationilor, precum și conținutul în diferite elemente minerale, ca silicații de Fe, Al, Mn, Cu, Zn. Acest material are proprietatea de a absorbi prin schimb ionic cationii de NH₄ ⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ etc. - componente care există atât în materialele de origine animală, cât și în cele de origine vegetală.

Compostarea este de tip aerob (în prezența aerului), cu fermentare la cald. Datorită accesului aerului, prin părțile laterale, temperatura se ridică (în 3...4 zile vara și 8...10 zile iarna) la 5O...6O°C. Compostarea este definitivată atunci când nu se mai deosebesc componentele vegetale și animale din compost, iar materialul rezultat este o masă pământoasă, afânată, de culoare negricioasă.

Terenul pe care se poate amplasa platforma ecologică individuală este situat în curtea fermierilor care au în gospodărie între 3 și 15 animale (bovine, porcine, ovine, cai etc.), în apropierea grajdului de animale. Terenul poate fi plan sau ușor în pantă.

Platforma ecologică de colectare și compostare individuală poate fi prefabricată sau executată la fața locului, din beton armat cu plasă de sârmă, prevăzută la cele 4 colțuri cu stâlpi metalici detașabili, montați în platformă în goluri protejate cu țeavă din metal. Stâlpii metalici din țeavă cu De = 73 mm și 1,50 m înălțime sunt prevăzuți, pe două laturi, cu un ghidaj metalic sudat, în care se vor monta dulapi de lemn de fag de 4 cm grosime, care formează pereții platformei ecologice, dispuși orizontal și alternativ, între care se lasă spațiu suficient pentru a permite o aerare optimă a materialului supus compostării, și a facilita o fermentare aerobă a acestuia. Toată lucrarea este dimensionată să reziste sarcinii specifice, exercitate de volumele de gunoi depozitate.

RO 128371 Β1

Pentru colectarea dejecțiilor lichide, se execută o fosă prevăzută cu un recipient de 1 stocare a lichidelor, din plastic sau metal, amplasată în imediata apropiere a platformei. Dejecțiile lichide sunt colectate din adăpostul de animale cu ajutorul unui canal colector adia- 3 cent pardoselii grajdului de animale. La anumite intervale de timp, când bazinul de colectare este aproape plin, dejecțiile lichide sunt trimise, cu ajutorul unei pompe submersibile de mică 5 putere (500...750 W), către platforma cu dejecții solide.

Biocompostul obținut conform procedeului descris mai sus are un conținut de 7 minimum 70...80% materie organică, 1...1,5% azot total și un pH de 6,5...7.

Claims (2)

1. Revendicări

   1. Biocompost pe bază de deșeuri organice vegetale și animale, în amestec cu zeolit natural, obținut prin compostarea pe o platformă a unui amestec format din dejecții animale solide și lichide în proporție de 70...80%, în amestec cu 10...15% deșeuri organice vegetale, dispuse în straturi de 20 cm grosime, intercalate cu straturi de 1...2 cm zeolit natural, adăugat în proporție de 5% raportat la masa proaspătă de deșeuri, prin fermentare aerobă la temperaturi de 5O...6O°C, timp de 2 luni, având un conținut de minimum 70...80% materie organică, 1...1,5% azot total și un pH de 6,5...7.
2. 2. Procedeu de preparare a unui biocompost pe bază de deșeuri organice vegetale și animale, în amestec cu zeolit natural, prin compostare, caracterizat prin aceea că, pe o platformă de beton cu pereți din lemn, prevăzuți cu spații de aerare, se depozitează un amestec format din dejecții animale solide și lichide în proporție de 70...80%, în amestec cu

   10... 15% deșeuri organice vegetale, dispuse în straturi de 20 cm grosime, intercalate cu straturi de 1...2 cm zeolit natural, adăugat în proporție de 5%, raportat la masa proaspătă de deșeuri, amestecul fiind supus unei fermentări aerobe la temperaturi de 5O...6O°C, timp de 2 luni.