RU2468569C1 - Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises - Google Patents

Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises Download PDF

Info

Publication number
RU2468569C1
RU2468569C1 RU2011118951/13A RU2011118951A RU2468569C1 RU 2468569 C1 RU2468569 C1 RU 2468569C1 RU 2011118951/13 A RU2011118951/13 A RU 2011118951/13A RU 2011118951 A RU2011118951 A RU 2011118951A RU 2468569 C1 RU2468569 C1 RU 2468569C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composting
nitrogen
stock
air
ammonia
Prior art date
Application number
RU2011118951/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011118951A (en
Inventor
Светлана Григорьевна Хазанова
Вячеслав Николаевич Миронов
Виктор Евгеньевич Хазанов
Владислав Владимирович Гордеев
Original Assignee
Государственное научное учреждение Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии) filed Critical Государственное научное учреждение Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии)
Priority to RU2011118951/13A priority Critical patent/RU2468569C1/en
Publication of RU2011118951A publication Critical patent/RU2011118951A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2468569C1 publication Critical patent/RU2468569C1/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to agriculture. The method consists in additional fertilising of plants with carbonic acid gas and nitric fertilisers due to supply of air with a mixture of gases along pipelines from a stock-raising room into a system of aeration drainage of a soil layer of greenhouses. In periods between crop combinations these emissions are supplied to sites for preparation of substrates from organic materials, volume of which is determined using the following formula:
Figure 00000012
where W - volume of composted organic material, m3; 24 - number of hours per day;
Figure 00000013
- quantity of ammonium discharged from a stock-raising room, kg/hr/head; Tcom - period of composting, days; K1 - content of nitrogen in ammonium, %; N - number of animal heads in a stock-raising room; Gfert - quantity of nitric fertilisers, which are to be introduced in composting of organic materials, kg/m3; K2 - nitrogen content in a fertiliser used for composting, %.
EFFECT: invention makes it possible to increase environmental compatibility of a stock-raising complex.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к охране окружающей среды от вредных выбросов животноводческих помещений.The invention relates to agriculture, in particular to the protection of the environment from harmful emissions from livestock buildings.

Известен способ содержания животных (патент РФ №2076588, A01K 5/00), включающий кормление животных зелеными кормами, полученными в растильне при их выращивании, удаление навоза из животноводческого помещения в емкость для его хранения, отбор сбросного воздуха из животноводческого помещения и подачу его в растильню, использование в животноводческом помещении обогащенного кислородом воздуха из растильни. Навоз перед подачей в емкость разделяют на твердую и жидкую фракции, причем жидкую фракцию разбавляют водой в соотношении 1:5-1:10 и используют в растильне при выращивании зеленого корма, твердую фракцию хранят в емкости, а тепло и газ, выделяющиеся в ней при протекании биотермического процесса, используют для технологических нужд соответственно для подогрева воды или воздуха в теплице при сжигании упомянутого газа.A known method of keeping animals (RF patent No. 2076588, A01K 5/00), including feeding animals with green fodder obtained in the plant during their cultivation, removing manure from the livestock building into a storage tank, taking off the exhaust air from the livestock building and feeding it into a plant, the use of oxygen-enriched air from a plant in a livestock building. Manure before feeding into the tank is divided into solid and liquid fractions, moreover, the liquid fraction is diluted with water in a ratio of 1: 5-1: 10 and used in the plant for growing green feed, the solid fraction is stored in the tank, and the heat and gas released in it at the course of the biothermal process, used for technological needs, respectively, for heating water or air in the greenhouse when burning the above gas.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

1). Тепло и газ, который получают только из емкости хранения твердой фракции навоза.one). Heat and gas, which is obtained only from the storage capacity of the solid fraction of manure.

2). Не используют аммиак, выделяемый животными в процессе жизнедеятельности.2). Do not use ammonia, secreted by animals in the process of life.

А также известен способ очистки воздушных выбросов и сточных вод животноводческих комплексов с использованием растений (патент РФ №2179158, C02F 3/32, C05F 7/00), включающий отвод загрязненного воздуха с помощью воздушного насоса, растворение его в воде и выращивание в ней при освещении растений. Выращивание растений осуществляют в расположенных ярусами на стенках корпуса емкостях с наклонными в сторону стенок корпуса днищами, имеющими светоотражающие наружные поверхности, при этом освещение осуществляют с помощью ламп, расположенных по центру корпуса между рядами ярусов емкостей.Also, a method is known for cleaning air emissions and wastewater of livestock complexes using plants (RF patent No. 2179158, C02F 3/32, C05F 7/00), including the removal of contaminated air using an air pump, dissolving it in water and growing it with plant lighting. Plant cultivation is carried out in containers arranged in tiers on the walls of the housing with tilted bottoms having reflective outer surfaces toward the walls of the housing, while lighting is carried out using lamps located in the center of the housing between the rows of tiers of containers.

Недостатками способа является следующее.The disadvantages of the method are as follows.

1. Стенки корпуса выполнены из светоотражающего материала, поэтому необходимо применять трудоемкие дополнительные операции, что в итоге усложняет технологию изготовления. При выращивании растений возникает повышенное содержание относительной влажности воздуха, вследствие чего стенки корпуса будут запотевать, что снижает надежность и эффективность конструкции.1. The walls of the case are made of reflective material, so it is necessary to use labor-intensive additional operations, which ultimately complicates the manufacturing technology. When growing plants, there is an increased content of relative air humidity, as a result of which the walls of the body will fog up, which reduces the reliability and efficiency of the structure.

2. Наличие в стоках большого количества микробиологических загрязнений, грибков, бактерий, яиц гельминтов и др. Все эти бактериологические и микробиологические организмы могут передаваться через корм животным, что отрицательно сказывается на здоровье животного.2. The presence in the drains of a large number of microbiological contaminants, fungi, bacteria, helminth eggs, etc. All these bacteriological and microbiological organisms can be transmitted through animal feed, which negatively affects the health of the animal.

3. Вода, подаваемая в емкости для выращивания растений, не подогревается, в связи с чем отрицательно действует на рост и развитие растений.3. The water supplied to the tank for growing plants is not heated, and therefore negatively affects the growth and development of plants.

Наиболее близким к предлагаемому способу относится «способ подкормки растений в теплицах углекислым газом и азотными удобрениями» (патент РФ №2192120, A01G 7/02, A01G 9/18), включающий подачу воздуха со смесью газов из животноводческого помещения в теплицу. Воздух со смесью газов подают в теплицу с помощью трубопроводов и системы аэрационного дренажа, которая представляет собой почвенный слой теплицы, объем которого по подкормке растений углекислым газом определяют по формулеClosest to the proposed method relates to "a method of feeding plants in greenhouses with carbon dioxide and nitrogen fertilizers" (RF patent No. 2192120, A01G 7/02, A01G 9/18), including the supply of air with a mixture of gases from the livestock building to the greenhouse. Air with a mixture of gases is fed into the greenhouse using pipelines and an aeration drainage system, which is the soil layer of the greenhouse, the volume of which is determined by the formula for feeding plants with carbon dioxide

Figure 00000001
Figure 00000001

где Тс=24 ч;where T s = 24 hours;

G1K - выделение CO2 одним животным, кг/ч;G 1K - emission of CO 2 in one animal, kg / h;

N - количество животных на ферме;N is the number of animals on the farm;

П - норма дополнительной подкормки растений в теплицах углекислым газом, кг/м2ч;P - the norm of additional fertilizing plants in greenhouses with carbon dioxide, kg / m 2 h;

Тп - время дополнительной подкормки растений углекислым газом в течение светлого периода суток - 4-6 ч;T p - the time of additional fertilizing plants with carbon dioxide during the daylight hours - 4-6 hours;

G - выделение углекислого газа животными в течение суток, кг,G is the emission of carbon dioxide by animals during the day, kg,

а его объем по поглощению азотных удобрений в аммонийной форме определяют по формулеand its volume by the absorption of nitrogen fertilizers in ammonium form is determined by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где V - объем почвенного слоя в теплице, м3;where V is the volume of the soil layer in the greenhouse, m 3 ;

G - содержание аммиака в вентиляционных выбросах животноводческого помещения, образующегося в течение суток, кг;G is the ammonia content in the ventilation emissions of the livestock building formed during the day, kg;

Тв - вегетационный период выращивания растений в теплице, дни;T in - the growing season of growing plants in the greenhouse, days;

h - толщина почвенного слоя в теплице, м;h is the thickness of the soil layer in the greenhouse, m;

П - потребление азота одним растением за период вегетации (Тв дней), кг/шт.;P - nitrogen consumption by one plant during the growing season (T in days), kg / pc .;

n - количество растений, произрастающих на 1 м2 теплицы, шт./м2;n is the number of plants growing per 1 m 2 of the greenhouse, pcs / m 2 ;

при этом окончательный объем почвенного слоя теплицы устанавливают по максимальному значению полученных объемов.while the final volume of the soil layer of the greenhouse is determined by the maximum value of the obtained volumes.

Недостатком такого способа использования вентиляционных выбросов животноводческих помещений является то, что растения потребляют азот неравномерно в течение вегетационного периода. При непрерывной подаче воздуха из животноводческого помещения в тепличный грунт в течение всего вегетационного периода выращивания растений в нем может образоваться избыток азотных удобрений, особенно в форме аммиачных соединений NH4+, что может нанести повреждение растениям особенно в первые месяцы после высадки рассады.The disadvantage of this method of using ventilation emissions from livestock buildings is that plants consume nitrogen unevenly during the growing season. With continuous supply of air from the livestock building to the greenhouse soil during the entire growing season of growing plants, it may form an excess of nitrogen fertilizers, especially in the form of ammonia compounds NH 4 + , which can cause damage to plants especially in the first months after transplanting.

Задача изобретения - реализация избытка вентиляционных выбросов из животноводческого помещения после подкормки растений по агротехническим требованиям, что приведет к полной реализации выбросов из животноводческого помещения и как следствие к решению задачи по повышению охраны окружающей среды.The objective of the invention is the implementation of the excess ventilation emissions from the livestock building after feeding plants according to agrotechnical requirements, which will lead to the full implementation of emissions from the livestock building and, as a result, to solve the problem of improving environmental protection.

Поставленная задача решается за счет того, что способ утилизации выбросов вредных примесей в воздухе животноводческих помещений включает подкормку растений углекислым газом и азотными удобрениями за счет подачи воздуха со смесью газов по трубопроводам из животноводческого помещения в систему аэрационного дренажа почвенного слоя теплиц. В периоды между культурооборотами эти выбросы подаются на площадки для приготовления субстратов из органических материалов, объем которых определяется по формулеThe problem is solved due to the fact that the method of utilizing emissions of harmful impurities in the air of livestock buildings includes feeding plants with carbon dioxide and nitrogen fertilizers by supplying air with a mixture of gases through pipelines from the livestock building to the aeration system of the soil layer of greenhouses. In the periods between cultural turnover, these emissions are fed to platforms for the preparation of substrates from organic materials, the volume of which is determined by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где W - объем компостируемого органического материала, м3;where W is the volume of compostable organic material, m 3 ;

24 - число часов в сутках;24 - the number of hours in a day;

GNH3ч - количество выбрасываемого аммиака из животноводческого помещения, кг/ч/гол;G NH3 h - the amount of ammonia emitted from the livestock building, kg / h / goal;

Тком - период компостирования, дни;T com - the period of composting, days;

K1 - содержание азота в аммиаке, %;K 1 - nitrogen content in ammonia,%;

N - количество голов животных в животноводческом помещении;N is the number of animals in the livestock building;

Gуд - количество азотных удобрений, которые следует внести при компостировании органических материалов, кг/м3;G beats - the amount of nitrogen fertilizers that should be applied when composting organic materials, kg / m 3 ;

K2 - содержание азота в применяемом для компостирования удобрении, %.K 2 - nitrogen content in the fertilizer used for composting,%.

Новые существенные признаки:New significant features:

1. В периоды между культурооборотами выбросы подаются на площадки для приготовления субстратов из органических материалов.1. In the periods between cultural turnover, emissions are fed to sites for the preparation of substrates from organic materials.

2. Объем органических материалов определяется по формуле2. The volume of organic materials is determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где W - объем компостируемого органического материала, м3;where W is the volume of compostable organic material, m 3 ;

24 - число часов в сутках;24 - the number of hours in a day;

GNH3ч - количество выбрасываемого аммиака из животноводческого помещения, кг/ч/гол;G NH3 h - the amount of ammonia emitted from the livestock building, kg / h / goal;

Тком - период компостирования, дни;T com - the period of composting, days;

K1 - содержание азота в аммиаке, %;K 1 - nitrogen content in ammonia,%;

N - количество голов животных в животноводческом помещении;N is the number of animals in the livestock building;

Gуд - количество азотных удобрений, которые следует внести при компостировании органических материалов, кг/м3;G beats - the amount of nitrogen fertilizers that should be applied when composting organic materials, kg / m 3 ;

K2 - содержание азота в применяемом для компостирования удобрении, %.K 2 - nitrogen content in the fertilizer used for composting,%.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The listed new essential features in combination with the known ones allow to obtain a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Технический результат достигается тем, что воздух из животноводческого помещения, содержащий примеси углекислого газа и аммиака, круглосуточно отбирается из нижней зоны животноводческого помещения, где концентрация этих примесей максимальная. При этом должен быть обеспечен постоянный приток свежего воздуха в помещение за счет верхних приточных отверстий в животноводческом помещении.The technical result is achieved by the fact that the air from the livestock room containing impurities of carbon dioxide and ammonia is taken around the clock from the lower zone of the livestock room, where the concentration of these impurities is maximum. At the same time, a constant influx of fresh air into the room due to the upper air inlets in the livestock building should be ensured.

Воздух, отбираемый из животноводческого помещения, направляется через систему трубопроводов в дренажную систему площадок для приготовления субстратов из древесной коры и прочих органических материалов в периоды между культурооборотами, а в периоды активного роста и развития растений - направляется через дренажную сеть теплиц в адсорбирующее устройство, представляющее собой слой тепличного грунта высотой 0,25…0,3 м.The air taken from the livestock building is sent through a piping system to the drainage system of sites for the preparation of substrates from tree bark and other organic materials between crop rotations, and during periods of active growth and development of plants, it is sent through the drainage network of greenhouses to an adsorption device, which is a layer of greenhouse soil with a height of 0.25 ... 0.3 m.

Согласно литературным данным (Н.П.Козлова, Н.В.Максимов. Оценка эмиссии углекислого газа и аммиака из коровников. / Снижение отрицательного воздействия на окружающую среду химически активного азота при производстве сельскохозяйственной продукции. Материалы совещания-семинара 10 декабря 2009 года. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2010. - С.114-122), в периоды, когда температура наружного воздуха tH≤0, концентрация аммиака в воздухе коровника qNH3=8 мг/м3, а при температуре tH≥0 концентрация аммиака в воздухе составляет qNH3=4,5 мг/м3. Минимальный воздухообмен Vmin коровников по нормам НТП 1-99 равняется 15 м3/ч на центнер живой массы животного.According to published data (N.P. Kozlova, N.V. Maksimov. Estimation of carbon dioxide and ammonia emissions from cowsheds. / Reducing the negative environmental impact of reactive nitrogen in agricultural production. Materials of the workshop on December 10, 2009. - SPb .: GNU SZNIIMESKh of the Russian Agricultural Academy, 2010. - P.114-122), during periods when the outdoor temperature is t H ≤0, the concentration of ammonia in the air of the barn q NH3 = 8 mg / m 3 , and at a temperature t H ≥0 the concentration of ammonia in the air is q NH3 = 4.5 mg / m 3 . The minimum air exchange V min of cowsheds according to the norms of NTP 1-99 is 15 m 3 / h per centner of live weight of the animal.

Для коровников с животными массой 500 кг Vmin=75 м3/ч·гол, максимальный в летний период обычно принимается равным Vmax=(3…4)×Vmin, т.е. порядка 225…300 м3/ч·гол. По тому же источнику Vmincp=88 м3/ч·гол, а Vmaxcp=149 м3/ч·гол.For cowsheds with animals weighing 500 kg V min = 75 m 3 / h · goal, the maximum in summer is usually taken equal to V max = (3 ... 4) × V min , i.e. about 225 ... 300 m 3 / h · goal. According to the same source, V min cp = 88 m 3 / h · goal, and V max cp = 149 m 3 / h · goal.

Выход аммиака в зимний период года составил Gз=88×8=704 мг/ч или 0,0007 кг/ч, в теплый период года Gп=149×4,5=670,5 мг/ч или 0,00067 кг/ч.The output of ammonia in the winter season was G s = 88 × 8 = 704 mg / h or 0.0007 kg / h, in the warm season G p = 149 × 4.5 = 670.5 mg / h or 0.00067 kg / h

Таким образом, можно принять, что выход аммиака из коровника в среднем составляет: GNH3cp=0,0007 кг/ч/гол, тогда за сутки выход аммиака составит GNH3cp=24×0,0007=0,0168 кг/гол, и за год - GNH3cp=0,0168×365=6,13 кг/гол. Выход аммиака из коровника за период компостирования, например, древесной коры (в среднем за 3 месяца): GNH3ком=0,0168×90=1,51 кг/гол.Thus, we can assume that the ammonia output from the barn is on average: G NH3 cp = 0.0007 kg / h / goal, then the ammonia output per day will be G NH3 cp = 24 × 0.0007 = 0.0168 kg / hl , and for the year - G NH3 cp = 0.0168 × 365 = 6.13 kg / goal. Ammonia output from the barn during the composting period, for example, of tree bark (on average over 3 months): G NH3 com = 0.0168 × 90 = 1.51 kg / goal.

По мировым стандартам принято считать, что годовой выход аммиака из животноводческой фермы составляет 11 кг/гол/год. Примем в наших примерах большее значение, а именно: 11 кг/гол/год. Тогда, в отличие от данных, приведенных выше, суточный выход составляет GNH3cут=11/365=0,03 кг/гол, часовой - GNH3ч=0,03/24=0,00125 кг/гол, а выход аммиака за период компостирования древесной коры - GNH3ком=0,03×90=2,7 кг/гол. Таким образом, количество аммиака, которое можно использовать для приготовления субстрата в течение 3-х месяцев, например, из древесной коры, может варьироваться в пределах от 1,5 до 2,7 кг/гол. Аммиак содержит 82,3% азота. Тогда выход чистого азота за это время составит от 1,24 до 2,22 кг/гол.By international standards, it is generally accepted that the annual output of ammonia from a livestock farm is 11 kg / head / year. We will take in our examples a greater importance, namely: 11 kg / goal / year. Then, in contrast to the data given above, the daily output is G NH3 sut = 11/365 = 0.03 kg / goal, the hourly output is G NH3 h = 0.03 / 24 = 0.00125 kg / goal, and the ammonia yield for the composting period of tree bark - G NH3 com = 0.03 × 90 = 2.7 kg / goal. Thus, the amount of ammonia that can be used to prepare the substrate for 3 months, for example, from tree bark, can vary from 1.5 to 2.7 kg / goal. Ammonia contains 82.3% nitrogen. Then the yield of pure nitrogen during this time will be from 1.24 to 2.22 kg / goal.

Для приготовления субстрата из древесной коры требуется внести 4,3 кг/м3 мочевины, которая содержит 46% азота. В пересчете на чистый азот следует внести для компостирования 4,3×0,46=1,98 кг N. Эта величина азота, требуемого для компостирования 1 м3 древесной коры, выше значений по выходу азота из животноводческого помещения, полученных экспериментальным путем (1,51 кг/гол), но ниже значений, полученных на основе расчетов по принятым международным нормам (2,7 кг/гол.). Поэтому формула для расчета объема компостируемого материала принимает видTo prepare a substrate from wood bark, 4.3 kg / m 3 of urea, which contains 46% nitrogen, is required. In terms of pure nitrogen, 4.3 × 0.46 = 1.98 kg N should be added for composting. This value of nitrogen required for composting 1 m 3 of tree bark is higher than the values for the nitrogen output from the livestock building obtained experimentally (1 , 51 kg / goal), but lower than the values obtained on the basis of calculations according to accepted international standards (2.7 kg / goal). Therefore, the formula for calculating the volume of composted material takes the form

Figure 00000005
Figure 00000005

где W - объем компостируемого органического материала, м3;where W is the volume of compostable organic material, m 3 ;

24 - число часов в сутках;24 - the number of hours in a day;

GNH3ч - количество выбрасываемого аммиака из животноводческого помещения, кг/ч/гол;G NH3 h - the amount of ammonia emitted from the livestock building, kg / h / goal;

Тком - период компостирования, дни;T com - the period of composting, days;

K1 - содержание азота в аммиаке, %;K 1 - nitrogen content in ammonia,%;

N - количество голов животных в животноводческом помещении;N is the number of animals in the livestock building;

Gуд - количество азотных удобрений, которые следует внести при компостировании органических материалов, кг/м3;G beats - the amount of nitrogen fertilizers that should be applied when composting organic materials, kg / m 3 ;

K2 - содержание азота в применяемом для компостирования удобрении, %.K 2 - nitrogen content in the fertilizer used for composting,%.

Экономия азотных удобрений при компостировании древесной коры, опилок, и др. материалов определяется по формулеThe saving of nitrogen fertilizers when composting wood bark, sawdust, and other materials is determined by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

Пример 1.Example 1

В животноводческом помещении крупного рогатого скота содержится 100 голов молочных коров весом 500 кг каждая с удоем до 30 л. Содержание аммиака в воздухе коровника составляет в среднем 7 мг/м3. В холодный период года с октября по январь включительно воздухообмен в помещении составляет порядка 88 м3/ч на голову, в теплый период года -149 м3/ч·гол.The cattle livestock house contains 100 heads of dairy cows weighing 500 kg each with a milk yield of up to 30 liters. The ammonia content in the air of the barn is an average of 7 mg / m 3 . In the cold season from October to January, the indoor air exchange is about 88 m 3 / h per head, in the warm season -149 m 3 / h · goal.

Количество аммиака, которое выделяется при вентиляции животноводческих помещений в течение суток в расчете на одно животное, составляет от:The amount of ammonia that is released during ventilation of livestock buildings during the day per one animal is from:

GNH3сут=10-6×24×qNH3×Vвент=10-6×24×7×88≈0,015 кг/гол.G NH3 days = 10 -6 × 24 × q NH3 × V vent = 10 -6 × 24 × 7 × 88≈0.015 kg / goal.

и до: GNH3сут=10-6×24×qNH3×Vвент=10-6×24×7×149≈0,025 кг/гол.and up to: G NH3 days = 10 -6 × 24 × q NH3 × V vent = 10 -6 × 24 × 7 × 149≈0.025 kg / goal.

На ферме в 100 голов количество выделяемого аммиака в год составитOn a farm of 100 animals, the amount of ammonia released per year will be

GNH3год=GNH3сут×365=(0,015+0,025)/2×365×100=730 кг.G NH3 year = G NH3 days × 365 = (0.015 + 0.025) / 2 × 365 × 100 = 730 kg.

В качестве азотного удобрения для приготовления субстрата из древесной коры применяем мочевину. Период компостирования древесной коры принимаем равным Тком=90 дней. Тогда объем получаемого субстрата из древесной коры будет равенWe use urea as a nitrogen fertilizer for preparing a substrate from wood bark. The composting period of the tree bark is taken equal to T com = 90 days. Then the volume of the obtained substrate from the tree bark will be equal to

Figure 00000007
Figure 00000007

Таким образом, за период компостирования Тком=90 дней ферма крупного рогатого скота в 100 голов может выбросить порядка 148 кг чистого азота, входящего в состав аммиака. За счет этих выбросов можно скомпенсировать расход азотных удобрений в виде мочевины в размереThus, for a composting period T com = 90 days, a cattle farm of 100 animals can throw about 148 kg of pure nitrogen, which is part of ammonia. Due to these emissions, it is possible to compensate for the consumption of nitrogen fertilizers in the form of urea in the amount of

Gудком=4,3×75=322 кг, что составляет 148 кг чистого азота.G beats com = 4.3 × 75 = 322 kg, which is 148 kg of pure nitrogen.

Полученный после компостирования субстрат может быть использован в теплицах для выращивания овощных культур на площадиThe substrate obtained after composting can be used in greenhouses for growing vegetables in the area

F=W/0,25=75/0,25=300 м2.F = W / 0.25 = 75 / 0.25 = 300 m 2 .

В остальное время года откачиваемый из коровника воздух может быть использован для подачи в теплицы через дренажную систему для подкормок растений.In the rest of the year, the air pumped out of the barn can be used for supply to greenhouses through the drainage system for feeding plants.

Пример 2.Example 2

При использовании в качестве субстратов древесных опилок слоем 0,25 м на площадь 1000 м2 предварительно вносят 250 кг аммиачной селитры, которая содержит 34% или 85 кг азота. Таким образом, на 1 м3 опилок вносят 1 кг аммиачной селитры.When using sawdust as substrates, a layer of 0.25 m per area of 1000 m 2 is preliminarily made with 250 kg of ammonium nitrate, which contains 34% or 85 kg of nitrogen. Thus, per 1 m 3 of sawdust making 1 kg of ammonium nitrate.

Объем опилок, которые могут «поглотить» аммиак, выделяемый в животноводческом помещении, где содержится 100 голов коров весом 500 кг, в течение времени подготовки субстратов, которое для опилок равно Тком=60 дней, определим по формулеThe amount of sawdust that can "absorb" the ammonia released in the livestock building, which contains 100 heads of cows weighing 500 kg, during the preparation of the substrates, which is T com = 60 days for sawdust, is determined by the formula

Figure 00000008
Figure 00000008

где Gуд=1 кг/м3, K2=0,34.where G beats = 1 kg / m 3 , K 2 = 0.34.

Figure 00000009
Figure 00000009

F=W/0,25=290/0,25=1160 м2.F = W / 0.25 = 290 / 0.25 = 1160 m 2 .

Экономия азотных удобрений при компостировании опилок составит:Saving nitrogen fertilizers during composting sawdust will be:

GNэк=W×Gуд=290*1=290 кг.G N ec = W × G beats = 290 * 1 = 290 kg.

Пример 3.Example 3

Для Северо-Западной зоны в зимних блочных теплицах наиболее распространенным является культурооборот с выращиванием огурца (с 1-20/1 по 25/7), томата (с 1/8 по 10-15/12) и выгоночные культуры (3/12-3/1). В первом обороте для подкормок растений огурца рекомендуется вносить каждые 10 дней азотные удобрения в расчете на азот 10 г/м2. Итого за период вегетации (210-240 дней) производится порядка 15 подкормок (исключаются месяцы после посадки рассады и в конце вегетационного периода растений). Расход азота при этом может составить GN=15×10=150 г/м2 или 0,15 кг/м2. Содержание азота К2 для каждого вида удобрения разное, в мочевине К2=46%. Для площади теплиц 300 м2 (см. пример 1) GN=0,15×300=45 кг, а доза внесения мочевины составит Gудподк=45/0,46≈98 кг.For the Northwest zone, in winter block greenhouses, the most common is culture rotation with the cultivation of cucumber (from 1-20 / 1 to 25/7), tomato (from 1/8 to 10-15 / 12) and forcing crops (3 / 12- 3/1). In the first turn for fertilizing cucumber plants, it is recommended to apply nitrogen fertilizers every 10 days, based on nitrogen 10 g / m 2 . Total for the growing season (210-240 days) is about 15 top dressing (excluded months after planting seedlings and at the end of the growing season of plants). The nitrogen consumption in this case can be G N = 15 × 10 = 150 g / m 2 or 0.15 kg / m 2 . The nitrogen content of K 2 for each type of fertilizer is different, in urea K 2 = 46%. For greenhouses area 300 m 2 (see. Example 1) N G = 300 × 0.15 = 45 kg, and the dose amount of urea entering G fe = 45 beats / 0,46≈98 kg.

Во втором обороте при выращивании томатов рекомендуется производить подкормки азотом каждые 15-20 дней. Исключая первый и последний месяцы, количество подкормок в осенний период составит примерно 4 раза по 30 г/м2 азота. Таким образом, за второй оборот расход азота составит GN=30×4=120 г/м2, для площади 314 м2 расход азота равен GN=0,12×30=36 кг, а расход удобрений (мочевины) составит Gудподк=36/0,46=78 кг. Итого на подкормки растений в двух оборотах на площади 300 м2 требуется 45+36=81 кг азота или 98+78=176 кг мочевины.In the second turn, when growing tomatoes, it is recommended to fertilize with nitrogen every 15-20 days. Excluding the first and last months, the amount of top dressing in the autumn period will be approximately 4 times 30 g / m 2 of nitrogen. Thus, for the second revolution, the nitrogen consumption will be G N = 30 × 4 = 120 g / m 2 , for an area of 314 m 2 the nitrogen consumption is G N = 0.12 × 30 = 36 kg, and the fertilizer (urea) consumption will be G Connectivity bpm = 36 / 0.46 = 78 kg. Total for plant nutrition in two turns on an area of 300 m 2 requires 45 + 36 = 81 kg of nitrogen or 98 + 78 = 176 kg of urea.

Для площади теплиц 1160 м2 (пример 2) расход азота в течение вегетационного периода для подкормок растений огурцов составит GNподк=0,15×1160=174 кг, а для растений томата GNподк=0,12×1160=139 кг, при этом потребуется количество удобрений (в зависимости от типа удобрения): аммиачной селитры Gудподк=(174+139)/0,34=921 кг, или мочевины: Gудподк=(183+146)/0,46=680 кг.For a greenhouse area of 1160 m 2 (example 2), the nitrogen consumption during the growing season for top dressing cucumber plants will be G N sub = 0.15 × 1160 = 174 kg, and for tomato plants G N sub = 0.12 × 1160 = 139 kg , this will require the amount of fertilizer (depending on the type of fertilizer): ammonium nitrate G beats sub = (174 + 139) / 0.34 = 921 kg, or urea: G beats sub = (183 + 146) / 0.46 = 680 kg.

Из воздуха животноводческого помещения, где располагаются 100 коров, за период подкормок огурцов и томатов 150+60=210 дней можно получить GNH3подк=GNH3сут×Tвегет×N=0,02×(150+60)×100=420 кг аммиака. Коэффициент использования аммиака растениями из почвы составляет 50…75%, т.е. порядка 210…315 кг аммиака, или 173…259 кг азота. Такое количество азота превышает в несколько раз количество азота, требуемого для подкормок растений огурца и томата на площади 300 м2 (45+36=81 кг).From the air of the livestock building, where 100 cows are located, for the period of feeding cucumbers and tomatoes 150 + 60 = 210 days, you can get G NH3 pod = G NH3 days × T growing × N = 0.02 × (150 + 60) × 100 = 420 kg of ammonia. The utilization of ammonia by plants from the soil is 50 ... 75%, i.e. about 210 ... 315 kg of ammonia, or 173 ... 259 kg of nitrogen. This amount of nitrogen exceeds several times the amount of nitrogen required for top dressing of cucumber and tomato plants on an area of 300 m 2 (45 + 36 = 81 kg).

Площадь теплиц для использования этого количества аммиака в качестве подкормок можно определить по формулеThe area of greenhouses for using this amount of ammonia as top dressings can be determined by the formula

F=(0,5…0,75)×GNH3подк×K1/GNуд.подк=(0,5…0,75)×420×0,823/(0,15+0,12)≈640…960 м2, которая почти соизмеримая с площадью 1160 м2, полученной при компостировании опилок в течение 60 суток. Экономия удобрений при этом составит 921 кг аммиачной селитры или 680 кг мочевины.F = (0.5 ... 0.75) × G NH3 sub × K 1 / G N specific pressure = (0.5 ... 0.75) × 420 × 0.823 / (0.15 + 0.12) ≈640 ... 960 m 2 , which is almost comparable with an area of 1160 m 2 obtained by composting sawdust for 60 days. Fertilizer savings will be 921 kg of ammonium nitrate or 680 kg of urea.

В периоды между культурооборотами (с декабря по январь месяцы, когда не производят подкормку растений, а в теплицах выращивают выгоночные культуры и готовят высадку новых растений - около 70 дней) производится подсыпка свежих опилок высотой до 0,1 м, что составит Wподс=1160×0,1=116 м3, на которые потребуется GNподс=Wподс×Gуд=116×1=116 кг азота, или 116/0,46=252 кг мочевины, или 341 кг аммиачной селитры. Расход этих удобрений можно восполнить за счет подачи воздуха с примесью аммиака и углекислого газа из животноводческого помещения (GN=0,02×70×0,823×100=115 кг).In the periods between culture rotations (from December to January, when they do not feed plants, and in greenhouses grow distillation crops and plant new plants for about 70 days), fresh sawdust up to 0.1 m high is added, which will be W subs = 1160 × 0.1 = 116 m 3 , which will require G N subs = W subs × G beats = 116 × 1 = 116 kg of nitrogen, or 116 / 0.46 = 252 kg of urea, or 341 kg of ammonium nitrate. The consumption of these fertilizers can be replenished by supplying air with an admixture of ammonia and carbon dioxide from the livestock building (G N = 0.02 × 70 × 0.823 × 100 = 115 kg).

Так как субстраты из древесной коры используют 2-3 года, а из древесных опилок - до 6 лет, то можно в дальнейшем готовить субстраты из органических материалов либо для расширения площадей защищенного грунта, либо для вывоза их на поля в качестве удобрений, либо для замены отработанных субстратов.Since substrates from wood bark have been used for 2-3 years, and from sawdust up to 6 years, it is possible to further prepare substrates from organic materials either to expand the area of protected soil, or to transport them to the fields as fertilizers, or to replace waste substrates.

Claims (1)

Способ утилизации выбросов вредных примесей в воздухе животноводческих помещений, включающий подкормку растений углекислым газом и азотными удобрениями за счет подачи воздуха со смесью газов по трубопроводам из животноводческого помещения в систему аэрационного дренажа почвенного слоя теплиц, отличающийся тем, что в периоды между культурооборотами эти выбросы подаются на площадки для приготовления субстратов из органических материалов, объем которых определяется по формуле:
Figure 00000010

где W - объем компостируемого органического материала, м3;
24 - число часов в сутках;
GNH3ч - количество выбрасываемого аммиака из животноводческого помещения, кг/ч/гол;
Тком - период компостирования, дни;
K1 - содержание азота в аммиаке, %;
N - количество голов животных в животноводческом помещении;
Gуд - количество азотных удобрений, которые следует внести при компостировании органических материалов, кг/м3;
K2 - содержание азота в применяемом для компостирования удобрении, %.
A method of utilizing emissions of harmful impurities in the air of livestock buildings, including feeding plants with carbon dioxide and nitrogen fertilizers by supplying air with a mixture of gases through pipelines from the livestock building to the aeration drainage system of the soil layer of greenhouses, characterized in that during the periods between cultivation, these emissions are fed to platforms for the preparation of substrates from organic materials, the volume of which is determined by the formula:
Figure 00000010

where W is the volume of compostable organic material, m 3 ;
24 - the number of hours in a day;
G NH3 h - the amount of ammonia emitted from the livestock building, kg / h / goal;
T com - the period of composting, days;
K 1 - nitrogen content in ammonia,%;
N is the number of animals in the livestock building;
G beats - the amount of nitrogen fertilizers that should be applied when composting organic materials, kg / m 3 ;
K 2 - nitrogen content in the fertilizer used for composting,%.
RU2011118951/13A 2011-05-11 2011-05-11 Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises RU2468569C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118951/13A RU2468569C1 (en) 2011-05-11 2011-05-11 Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118951/13A RU2468569C1 (en) 2011-05-11 2011-05-11 Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011118951A RU2011118951A (en) 2012-11-20
RU2468569C1 true RU2468569C1 (en) 2012-12-10

Family

ID=47322850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011118951/13A RU2468569C1 (en) 2011-05-11 2011-05-11 Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2468569C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567211C1 (en) * 2014-07-21 2015-11-10 Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Республики Коми Российской академии сельскохозяйственных наук Plant for recycling carbon dioxide in livestock building

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3937012A1 (en) * 1988-11-22 1990-05-23 Energieversorgung Ingbetrieb Greenhouse air enrichment system - cools part of gas fumes from burner in indirect gas cooler by heating water
RU2076588C1 (en) * 1989-12-05 1997-04-10 Зимагулов Анас Хафизович Animal keeping method
WO1998001698A2 (en) * 1996-06-28 1998-01-15 The Agricultural Gas Company Pipeline utilization enhancement including carbon dioxide gas transmission, distribution, and delivery technique
RU2179158C1 (en) * 2001-01-17 2002-02-10 Шапиро Валерий Абрамович Method and apparatus for cleaning outbursts of air and livestock waste water by means of plants
RU2192120C2 (en) * 2000-05-06 2002-11-10 Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Method of feeding plants in greenhouses with carbon dioxide and nitrogenous fertilizers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3937012A1 (en) * 1988-11-22 1990-05-23 Energieversorgung Ingbetrieb Greenhouse air enrichment system - cools part of gas fumes from burner in indirect gas cooler by heating water
RU2076588C1 (en) * 1989-12-05 1997-04-10 Зимагулов Анас Хафизович Animal keeping method
WO1998001698A2 (en) * 1996-06-28 1998-01-15 The Agricultural Gas Company Pipeline utilization enhancement including carbon dioxide gas transmission, distribution, and delivery technique
RU2192120C2 (en) * 2000-05-06 2002-11-10 Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Method of feeding plants in greenhouses with carbon dioxide and nitrogenous fertilizers
RU2179158C1 (en) * 2001-01-17 2002-02-10 Шапиро Валерий Абрамович Method and apparatus for cleaning outbursts of air and livestock waste water by means of plants

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567211C1 (en) * 2014-07-21 2015-11-10 Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Республики Коми Российской академии сельскохозяйственных наук Plant for recycling carbon dioxide in livestock building

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011118951A (en) 2012-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2014777B1 (en) Nitrifying micro-organisms for fertilisation.
CN108633650B (en) Biogas slurry, water and fertilizer integrated safe application method of watermelons and muskmelons
CN102657066A (en) Method of soil-less cultivation of tomato
CN105565970A (en) Novel multifunctional compound bio-fertilizer and preparation method thereof
CN105230453A (en) Planting method for dendrobium officinale
CN105248213A (en) Efficient culture technique for ornamental maple
CN103120137A (en) Method of cultivating silver carps and bighead carps with organic fertilizer coordinated with biological fish fertilizer
CN111742814A (en) Low-cost tomato culture medium and preparation method and application thereof
CN103467152A (en) Soilless culture substrate of tomato
CN110637699A (en) Degradable biomass organic matrix, preparation method and application method
CN103467153A (en) Soilless culture substrate
RU2468569C1 (en) Method to recycle emissions of hazardous admixtures in air of stock-raising premises
CN114287300B (en) Method for improving mid-term growth vigor of field crops before growth
HUT77910A (en) The exogenous use of betaine to improve the yield of c-4 cereals, method based on this use and c-4 cereals treated by this method
Salkić et al. The ecophysiological needs of plums and their impact on ecological production of plum in Bosnia and Herzegovina
JPS60239403A (en) Agent for imparting bioactivity
CN113229134A (en) Method for fertilizing water culture algae in fishpond
CN105766586A (en) Cultivation method of scindapsus aureus
RU2192120C2 (en) Method of feeding plants in greenhouses with carbon dioxide and nitrogenous fertilizers
CN1582623A (en) Method for carbon dioxide fertilization in plastic tunnel by organic agricultural waste fermentation
KR20020033450A (en) Bio-stimulating fertilizer using silkworm pupae containing free amino acids.
CN109928833A (en) A kind of water conservation of auxotype is loosened the soil complex fertilizer and preparation method thereof
CN109437993A (en) Utilize the formula of animal excretion production organic composite fertilizer
CN109400268A (en) It is long-acting to exempt from top dressing material
RU2784389C1 (en) Method for enriching the soil when cultivating oats on chernozems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150512