RU2039029C1

RU2039029C1 - Method for production of biohumus

Info

Publication number: RU2039029C1
Application number: RU9393038096A
Authority: RU
Inventors: Петр Зиновьевич Кащи; Евгений Владимирович Шевченко; Сергей Петрович Дереневский; Евгений Андреевич Петраченко; Георгий Павлович Небольсин; Анатолий Николаевич Ким; Анатолий Иванович Семенов
Original assignee: Петр Зиновьевич Кащи; Евгений Владимирович Шевченко; Сергей Петрович Дереневский; Евгений Андреевич Петраченко; Георгий Павлович Небольсин; Анатолий Николаевич Ким; Анатолий Иванович Семенов
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: production of organic fertilizers. SUBSTANCE: method is based on bringing technology as close as possible to natural process of humification of organic waste. However, these natural conditions are optimized so as to minimize the time spent for transformation of waste. In the claimed method the biothermal process is conducted in semicircular piles with a radius of 1.1 1.2 m and the base equal to pile diameter; the feedstock for the preparation of organic substrate is mixed in advance with the ready organic substrate ("starter") in a weight ratio of 20-10:1. The vermicompost is granulated at a moisture content of 40-45 wt.-% and the granules are held to a complete humification at free air exchange throughout their volume. EFFECT: higher quality of biohumus, reduced time and expenses for its production. 5 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к производству органических удобрений методом вермикомпостирования, т.е. путем переработки дождевыми червями твердых высоковлажных органических отходов. The invention relates to the production of organic fertilizers by vermicomposting, i.e. by processing earthworms of solid high-moisture organic waste.

Под термином "твердые высоковлажные органические отходы" условно объединяются навозы различных типов (крупного рогатого скота, свиней, других сельскохозяйственных животных); птичьи пометы; осадки сооружений биологической очистки сточных вод (избыточный активный ил); отходы целлюлозно-бумажной, гидролизной, деревообрабатывающей, микробиологической промышленности и т.п. Поедая и переваривая эти отходы, дождевые черви экскрементируют специфические образования, так называемые "копролиты", являющиеся в зависимости от исходного корма и условий жизнедеятельности червей удобрением различной степени ценности. Известны различные варианты применения дождевых червей для переработки отходов в удобрения. Большинство описанных вариантов основаны на упрощенном и поверхностном подходе к такому сложному явлению как гумусообразование в системе природных почвенных биоценозов. Следствием такого подхода является нестабильность основных характеристик получаемых товарных продуктов и естественно низкие потребительские качества. The term "solid high-moisture organic waste" conditionally combines manure of various types (cattle, pigs, other farm animals); bird droppings; Precipitation of biological wastewater treatment plants (excess activated sludge); waste from pulp and paper, hydrolysis, woodworking, microbiological industry, etc. Eating and digesting these wastes, earthworms excrete specific formations, the so-called “coprolites,” which are fertilizers of various degrees of value, depending on the feed source and the living conditions of the worms. Various applications of earthworms for processing waste into fertilizers are known. Most of the options described are based on a simplified and superficial approach to such a complex phenomenon as humus formation in the system of natural soil biocenoses. The consequence of this approach is the instability of the main characteristics of the resulting commercial products and naturally low consumer qualities.

Наиболее близким к изобретению комплексом технических решений является способ получения вермикомпоста (биогумуса). Closest to the invention, a set of technical solutions is a method for producing vermicompost (vermicompost).

Однако данная технология, искусственно выделяя из сложной системы взаимодействия природных почвенных биоценозов только одно звено жизнедеятельность дождевых червей также оказывается недостаточно эффективной. Как видно из представленных данных, срок приготовления субстрата-корма для червей составляет не менее 2-3 месяцев, а разброс основных характеристик колеблется, в среднем 5-50 относительных процентов. However, this technology, artificially isolating from a complex system of interaction of natural soil biocenoses only one link in the vital activity of earthworms, is also not effective enough. As can be seen from the data presented, the preparation time for the substrate-feed for worms is at least 2-3 months, and the spread of the main characteristics varies, on average, 5-50 relative percent.

В основу изобретения положен с одной стороны, принцип максимального приближения технологии к природному процессу гумификации органических остатков, но с другой стороны условия природного процесса оптимизированы таким образом, чтобы время, затрачиваемое на трансформацию отходов, было минимальным. Кроме того, в технологию введен ряд элементов, отсутствующих в природных условиях, но повышающих качество товарного продукта. Все это позволяет в конечном счете получить высокоэффективное, экологически чистое удобрение восстановитель почв "Биогумус", характеризующийся стабильными характеристиками и высокими потребительскими свойствами (ТУ 9810-003-11158098-93. Биогумус. Натуральное органическое удобрение). The invention is based on the one hand, the principle of maximum approximation of technology to the natural process of humification of organic residues, but on the other hand, the conditions of the natural process are optimized so that the time spent on waste transformation is minimized. In addition, a number of elements have been introduced into the technology that are absent in natural conditions, but increase the quality of a marketable product. All this allows ultimately to obtain a highly effective, environmentally friendly fertilizer, the biohumus soil reductant, characterized by stable characteristics and high consumer properties (TU 9810-003-11158098-93. Biohumus. Natural organic fertilizer).

Предлагаемый способ получения биогумуса из твердых высоковлажных органических отходов, как и технология-прототип, включает приготовление органического субстрата путем осуществления биотермического процесса в буртах, обработку приготовленного субстрата червями, выделение и обработку вермикомпоста. The proposed method for producing biohumus from solid high-moisture organic waste, as well as the prototype technology, involves the preparation of an organic substrate by means of a biothermal process in collars, processing of the prepared substrate with worms, isolation and processing of vermicompost.

Целью изобретения является повышение качества биогумуса, сокращение времени и снижение затрат. The aim of the invention is to improve the quality of vermicompost, reducing time and reducing costs.

Поставленная цель достигается тем, что биотермический процесс ведется в буртах полукруглой формы, имеющих радиус 1,1-1,2, и основание, равное диаметру. This goal is achieved in that the biothermal process is carried out in semicircular collars having a radius of 1.1-1.2, and a base equal to the diameter.

В способе-прототипе приняты бурты трапециевидной формы без принудительной аэрации. Ширина верхнего основания такого бурта 1,7 м, нижнего 2 м, высота 1,5 2 м. Исследования показали, что в бурте трапециевидной формы не обеспечиваются оптимальные условия аэробной ферментации из-за наличия застойных зон анаэробного брожения. В результате резко снижается качество органического субстрата, продукта ферментации, что выражается наличием в нем семян сорняков, яиц и личинок гельминтов, а также патогенной микрофлоры. Бурт полукруглой формы, имеющий радиус 1,1 1,2 м, и основание, равное диаметру, практически лишен застойных зон, что позволяет значительно улучшить условия аэробной ферментации и повысить качество органического субстрата. При радиусе бурта, большем 1,2 м, имеет место уплотнение нижних слоев, что приводит к ухудшению в них условий аэробной ферментации и снижению качества продукта. При радиусе бурта, меньшем 1,1 м, бурт теряет устойчивую полукруглую форму, что также ухудшает условия процесса. Вышеизложенное иллюстрируется данными, представленными в табл.1. In the prototype method adopted trapezoidal collar without forced aeration. The width of the upper base of such a collar is 1.7 m, the lower 2 m, height 1.5 2 m. Studies have shown that optimal conditions for aerobic fermentation are not provided in the trapezoidal collar due to the presence of stagnant zones of anaerobic fermentation. As a result, the quality of the organic substrate, the fermentation product, sharply decreases, which is expressed by the presence of weed seeds, eggs and helminth larvae, as well as pathogenic microflora in it. The semicircular burt, having a radius of 1.1 to 1.2 m, and a base equal to the diameter, is practically devoid of stagnant zones, which can significantly improve aerobic fermentation conditions and improve the quality of the organic substrate. With a shoulder radius greater than 1.2 m, compaction of the lower layers takes place, which leads to a deterioration in the conditions of aerobic fermentation and a decrease in the quality of the product. With a shoulder radius less than 1.1 m, the shoulder loses a stable semicircular shape, which also worsens the process conditions. The foregoing is illustrated by the data presented in table 1.

Из представленных данных видно, что наилучшие показатели достигаются при параметрах бурта, предусмотренных изобретением. From the presented data it is seen that the best performance is achieved with the parameters of the shoulder provided by the invention.

Сырье для приготовления органического субстрата предварительно смешивают с готовым органическим субстратом в массовом соотношении 20-10-1. Raw materials for the preparation of an organic substrate are pre-mixed with the finished organic substrate in a mass ratio of 20-10-1.

Такая операция необходима для сокращения времени приготовления органического субстрата. Зависимость времени приготовления органического субстрата от соотношения "сырье:готовый субстрат" представлена в табл.2. Such an operation is necessary to reduce the preparation time of the organic substrate. The dependence of the preparation time of the organic substrate on the ratio of "raw materials: finished substrate" is presented in table 2.

Из представленных данных видно, что наименьшее время приготовления субстрата имеет место в условиях, предусмотренных изобретением. Увеличение количества предварительно вводимого готового органического субстрата (5:1 и 2:1) не уменьшает времени приготовления, но экономически невыгодно, поскольку уменьшает количество корма для червей. From the presented data it is seen that the shortest preparation time of the substrate takes place under the conditions provided by the invention. An increase in the amount of preliminarily introduced ready-made organic substrate (5: 1 and 2: 1) does not reduce the preparation time, but is economically disadvantageous, since it reduces the amount of food for worms.

Таким образом, оптимальное соотношение сырья и готового субстрата (закваски) составляет 20-10-1; органический субстрат обрабатывают промышленной популяцией дождевых червей вид Eisenia foetida (ТУ 9890-004-11158098-93. Черви дождевые живые). Thus, the optimal ratio of raw materials and finished substrate (sourdough) is 20-10-1; the organic substrate is treated with an industrial population of earthworms of the species Eisenia foetida (TU 9890-004-11158098-93. Live earthworms).

Сравнение характеристик вермикомпоста, полученного при обработке органического субстрата различными популяциями червей, производится в табл.3. Из представленных данных видно, что обработка субстрата дождевыми червями промышленной популяции примерно в полтора раза повышает качество вермикомпоста, в два раза сокращает время на обработку. A comparison of the characteristics of vermicompost obtained by processing an organic substrate by various worm populations is performed in Table 3. From the presented data it can be seen that treating the substrate with earthworms from the industrial population increases the quality of vermicompost by about one and a half times, and halves the processing time.

Полученный вермикомпост гранулируют при влажности 40-45 мас. Эта операция, отсутствующая в прототипе, необходима для активизации деятельности внесенной в вермикомпост червями почвенной микрофлоры, которая осуществляет гумификацию остаточного субстрата, не переработанного червями в компролиты. Негранулированный вермикомпост сырец плохо аэрируется, при этом угнетается микрофлора и процесс гумификации подменяется минерализацией, что нежелательно из-за снижения качества конечного продукта. Пределы влажности 40-45 мас. установлены исходя из физико-механических свойств вермикомпоста, в частности его адгезионных и аутогезионных свойств. При величинах влажности, меньших 40 мас. величина аутогезии частичек вермикомпоста очень мала, вследствие чего не происходит грануляция, что ухудшает условия для последующей деятельности почвенной микрофлоры. При величинах влажности, больших 45% резко возрастает адгезия вермикомпоста к материалам гранулирующего и классифицирующего оборудования, что приводит к налипанию вермикомпоста на поверхности, забиванию отверстий сит, ухудшению условий классификации и увеличению затрат времени на данный процесс. Вышеизложенное иллюстрируется табл.4. The resulting vermicompost is granulated at a moisture content of 40-45 wt. This operation, which is not in the prototype, is necessary to enhance the activity of soil microflora introduced into the vermicompost by worms, which humifies the residual substrate that has not been processed into worms by the worms. Raw granular vermicompost is poorly aerated, while microflora is inhibited and humification is replaced by mineralization, which is undesirable due to a decrease in the quality of the final product. The humidity range is 40-45 wt. established on the basis of the physicomechanical properties of vermicompost, in particular its adhesive and auto-adhesive properties. With moisture values less than 40 wt. the value of autogesia of vermicompost particles is very small, as a result of which granulation does not occur, which worsens the conditions for subsequent activity of soil microflora. At humidity values greater than 45%, the adhesion of vermicompost to the materials of granulating and classifying equipment increases sharply, which leads to sticking of vermicompost on the surface, clogging of sieve openings, worsening classification conditions and increasing the time required for this process. The foregoing is illustrated in Table 4.

Из представленных данных видно, что наилучшие показатели достигаются при соблюдении влажности вермикомпоста 40-45 мас. что предусмотрено изобретением. Гранулы вермикомпоста выдерживают до полной гумификации в условиях свободного воздухообмена по всему объему выдерживаемых гранул. From the presented data it is seen that the best performance is achieved while observing the humidity of vermicompost 40-45 wt. what is provided by the invention. Vermicompost granules are maintained until complete humification in conditions of free air exchange throughout the volume of aged granules.

Это необходимо, чтобы процесс гумификации, осуществляемый почвенной микрофлорой, интенсивно развивался, не затухая и не переходя в минерализацию. Сравнение характеристик товарного биогумуса, полученного выдержкой гранулированного вермикопоста в условиях свободного и естественного воздухообмена, показало, что степень гумификации последнего существенно ниже. Время выдержки 30-45 дней. It is necessary that the humification process carried out by soil microflora develops intensively, without attenuation and not passing into mineralization. Comparison of the characteristics of commodity biohumus obtained by extracting granulated vermicopost under free and natural air exchange showed that the degree of humification of the latter is significantly lower. The exposure time is 30-45 days.

Все вышеизложенное с достаточной полнотой показывает, что именно наличие перечисленных существенных отличий от прототипа позволяет при использовании предлагаемой технологии достичь более высоких показателей по всем параметрам процесса и характеристикам промежуточных и товарных продуктов. All of the above with sufficient completeness shows that it is the presence of the above significant differences from the prototype that allows using the proposed technology to achieve higher performance in all process parameters and characteristics of intermediate and commercial products.

Сравнение показателей по прототипу и изобретению подтверждает, что предлагаемая технология обеспечивает более высокое качество товарного продукта, полученного за максимум 4 мес. (вместо 7-8 мес. по прототипу). Результатом является существенное снижение затрат. A comparison of the performance of the prototype and the invention confirms that the proposed technology provides a higher quality commercial product obtained for a maximum of 4 months. (instead of 7-8 months according to the prototype). The result is a significant reduction in costs.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING BIOGUMUS, including preparation of an organic substrate by carrying out a biothermal process in collars, treating the prepared substrate with worms, isolating and processing vermicompost, characterized in that the biothermal process is carried out in half-round collars, the prepared substrate is treated with an industrial population of earthworms, and processing carried out by granulation and aging until complete humification.

2. The method according to claim 1, characterized in that the semicircular collar has a radius of 1.1 to 1.2 m and a base equal to the diameter.

3. The method according to PP.1 and 2, characterized in that the raw materials for the preparation of the organic substrate are pre-mixed with the finished organic substrate in a mass ratio of 20 10 1.

4. The method according to PP.1 to 3, characterized in that the vermicompost is granulated at a moisture content of 40 45 wt.

5. The method according to PP.1 to 4, characterized in that the granules of vermicompost stand until complete humification in conditions of free air exchange throughout the volume of granules.