RU2647929C2 - Method for processing tree bark - Google Patents
Method for processing tree bark Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647929C2 RU2647929C2 RU2016126653A RU2016126653A RU2647929C2 RU 2647929 C2 RU2647929 C2 RU 2647929C2 RU 2016126653 A RU2016126653 A RU 2016126653A RU 2016126653 A RU2016126653 A RU 2016126653A RU 2647929 C2 RU2647929 C2 RU 2647929C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- bark
- manure
- processing
- activated sludge
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 31
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims abstract description 28
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 9
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 9
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000009663 quantitative growth Effects 0.000 description 5
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 4
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical class OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 108010034145 Helminth Proteins Proteins 0.000 description 1
- 150000000996 L-ascorbic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 244000000013 helminth Species 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
- C05F7/02—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses from sulfite liquor or other waste lyes from the manufacture of cellulose
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Способ переработки древесной коры относится к области переработки древесных отходов целлюлозно-бумажного производства. Может быть реализован на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, а также на животноводческих фермах и комплексах для получения органических удобрений из древесной коры, активного ила и навоза сельскохозяйственных животных.A method of processing wood bark relates to the field of processing wood waste from pulp and paper production. It can be implemented at the enterprises of the pulp and paper industry, as well as at livestock farms and complexes for obtaining organic fertilizers from tree bark, activated sludge and animal manure.
Известен способ использования древесной коры в качестве топлива [1], включающий измельчение древесной коры, сушку до относительной влажности 50…60% и сжигание в топках.A known method of using wood bark as a fuel [1], including grinding wood bark, drying to a relative humidity of 50 ... 60% and burning in furnaces.
Недостатком данного способа является его низкая эффективность вследствие того, что на операцию сушки древесной коры затрачивается значительная часть всей энергии, получаемой от ее переработки; кроме того, существенным недостатком данного способа является высокий уровень эмиссии отходов горения в дымовых газах.The disadvantage of this method is its low efficiency due to the fact that a significant part of all the energy received from its processing is spent on the drying operation of the bark; in addition, a significant disadvantage of this method is the high level of emission of combustion waste in flue gases.
Известен способ получения органоминерального удобрения пролонгированного действия [2], включающий измельчение и перемешивание органического компонента, выполненного в виде древесной коры, и минерального компонента, включающего природный алюмосиликатный минерал, увлажнение и компостирование смеси компонентов удобрения в аэробных условиях.A known method of producing organomineral fertilizer of prolonged action [2], including grinding and mixing an organic component made in the form of wood bark, and a mineral component including a natural aluminosilicate mineral, moistening and composting a mixture of fertilizer components under aerobic conditions.
Недостатками данного способа являются: высокие затраты на приобретение минерального компонента (природного алюмосиликатного минерала) компостируемой смеси; длительный срок переработки древесной коры от 2 до 6 месяцев; сильная зависимость эффективности операции компостирования от природно-климатических условий и времени года (по температуре окружающей среды); и потребность использования больших площадей; все это не позволяет осуществлять переработку древесной коры в промышленных объемах, образующуюся на лесоперерабатывающих предприятиях.The disadvantages of this method are: high costs for the acquisition of the mineral component (natural aluminosilicate mineral) compostable mixture; long term processing of bark from 2 to 6 months; a strong dependence of the effectiveness of composting operations on the natural and climatic conditions and time of year (by ambient temperature); and the need to use large areas; all this does not allow the processing of wood bark in industrial volumes, which is formed at the timber processing enterprises.
Известен способ получения органических удобрений из древесной коры [3], включающий измельчение древесной коры, приготовление смеси с минеральными и/или органическими добавками, дальнейшее формирование из смеси бурта с воздушными каналами, аэрацию бурта и разложение смеси до гумуса. Образование в бурте воздушных каналов осуществляют укладкой на его основание стержней параллельно друг другу с дальнейшим периодическим извлечением их наружу на 70% длины стержней по мере засыпки последующей партией компостной смеси в направлении стержней.A known method of producing organic fertilizers from wood bark [3], including grinding wood bark, preparation of a mixture with mineral and / or organic additives, further formation of a collar with air channels from the mixture, aeration of the collar and decomposition of the mixture to humus. Formation of air channels in the collar is carried out by laying rods on its base parallel to each other with further periodic extraction of them outward to 70% of the length of the rods as they are backfilled with a subsequent batch of compost mixture in the direction of the rods.
Недостатками данного способа являются: длительный срок переработки древесной коры от 2 до 6 месяцев; сильная зависимость эффективности операции компостирования от природно-климатических условий и времени года (по температуре окружающей среды); и потребность использования больших площадей - все это не позволяет осуществлять переработку древесной коры в промышленных объемах, образующующихся на лесоперерабатывающих предприятиях.The disadvantages of this method are: the long processing time of the bark from 2 to 6 months; a strong dependence of the effectiveness of composting operations on the natural and climatic conditions and time of year (by ambient temperature); and the need to use large areas - all this does not allow for the processing of wood bark in industrial volumes generated at timber processing enterprises.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ биоконверсии органического сырья в удобрение [4], включающий измельчение древесной коры (или опилок, соломы, стеблей кукурузы, подсолнечника) до 10 мм на 90%, а остальные 10% могут иметь размер 10-20 мм, смешивание измельченной древесной коры (или опилок, соломы, стеблей кукурузы, подсолнечника) с навозом крупного рогатого скота (КРС) или птичьим пометом, а также с биологическими и минеральными добавками (такими как биошроты, соли аскорбиновой кислоты, фосфоритная мука, калийные удобрения и др.) и последующую аэробную ферментацию получаемой смеси с периодической подачей кислорода воздуха в течение 5-8 суток. Основными компонентами смеси являются навоз КРС или птичий помет, остальные компоненты - древесная кора (или опилки, солома, стебли кукурузы, подсолнечника) и биологические и минеральные добавки служат в качестве вспомогательных добавок. Биологические и минеральные добавки являются катализаторами процесса аэробной ферментации, т.е. они оказывают стимулирующий эффект на процесс интенсификации аэробной ферментации.The closest analogue selected as a prototype is a method of bioconversion of organic raw materials into fertilizer [4], including grinding wood bark (or sawdust, straw, corn stalks, sunflowers) to 10 mm by 90%, and the remaining 10% can have a size of 10 -20 mm, mixing crushed tree bark (or sawdust, straw, corn stalks, sunflowers) with cattle manure (cattle) or bird droppings, as well as biological and mineral additives (such as bio-meal, ascorbic acid salts, phosphate rock, potassium fertilizers, etc.) and subsequent aerobic fermentation of the resulting mixture with periodic supply of air oxygen for 5-8 days. The main components of the mixture are cattle manure or bird droppings, the remaining components are wood bark (or sawdust, straw, corn, sunflower stalks) and biological and mineral additives serve as auxiliary additives. Biological and mineral additives are catalysts for the aerobic fermentation process, i.e. they have a stimulating effect on the intensification of aerobic fermentation.
Недостатками данного способа являются: высокая себестоимость переработки древесной коры вследствие необходимости приобретения дорогостоящих биологических и минеральных добавок (таких как биошроты, соли аскорбиновой кислоты, фосфоритная мука, калийные удобрения и др.), вводимых в перерабатываемую смесь; низкая производительность переработки древесной коры; все это не позволяет осуществлять переработку древесной коры в промышленных объемах, образующихся на лесоперерабатывающих предприятиях.The disadvantages of this method are: the high cost of processing bark due to the need to purchase expensive biological and mineral additives (such as bio-meal, salts of ascorbic acid, phosphate rock, potassium fertilizers, etc.) introduced into the processed mixture; low productivity of processing wood bark; all this does not allow for the processing of wood bark in industrial volumes generated by timber processing enterprises.
Достигаемый технический результат состоит в отсутствии дорогостоящих биологических и минеральных добавок, что позволяет снизить себестоимость переработки древесной коры, сокращении длительности аэробной ферментации древесной коры и повышении производительности процесса ее переработки в промышленных объемах.The technical result achieved is the absence of expensive biological and mineral additives, which allows to reduce the cost of processing bark, reducing the duration of aerobic fermentation of bark and increasing the productivity of the process of its processing in industrial volumes.
Указанный технический результат достигается тем, что: в процессе смешивания измельченной древесной коры и навоза к ним добавляют активный ил, при этом соотношение компонентов смеси - измельченная древесная кора / навоз / активный ил – составляет, %: 40-45 / 45-50 / 5-10, причем смешивание измельченной древесной коры с навозом и активным илом осуществляют до достижения степени однородности смеси 90-95%, а измельчение древесной коры производят до среднего размера отдельных частиц 1-5 мм, кроме того, аэробную ферментацию смеси осуществляют при периодическом ее перемешивании, поддерживая степень ее однородности 90-95%.The specified technical result is achieved by the fact that: in the process of mixing the crushed tree bark and manure, activated sludge is added to them, and the ratio of the mixture components - crushed tree bark / manure / activated sludge is,%: 40-45 / 45-50 / 5 -10, moreover, the mixing of crushed tree bark with manure and activated sludge is carried out to achieve a degree of homogeneity of the mixture 90-95%, and grinding of tree bark is carried out to an average particle size of 1-5 mm, in addition, aerobic fermentation of the mixture is carried out at periodic com stirring it, maintaining the degree of uniformity of 90-95%.
Способ переработки древесной коры включает измельчение древесной коры, смешивание измельченной древесной коры с навозом сельскохозяйственных животных и активным илом, аэробную ферментацию полученной смеси при периодическом ее перемешивании.A method of processing wood bark includes grinding wood bark, mixing crushed wood bark with manure of farm animals and activated sludge, aerobic fermentation of the mixture with periodic stirring.
Способ переработки древесной коры состоит из следующих операций. Древесную кору измельчают до среднего размера отдельных частиц 1-5 мм. Далее измельченную древесную кору смешивают с навозом сельскохозяйственных животных и активным илом до достижения степени однородности получаемой смеси 90-95%, при этом соотношение компонентов смеси - измельченная древесная кора / навоз / активный ил – составляет, %: 40-45 / 45-50 / 5-10, после чего производят аэробную ферментацию полученной смеси в ферментаторах при периодическом ее перемешивании, поддерживая степень ее однородности 90-95%.A method of processing wood bark consists of the following operations. Wood bark is crushed to an average particle size of 1-5 mm. Next, the crushed tree bark is mixed with manure of farm animals and activated sludge until the degree of homogeneity of the mixture obtained is 90-95%, while the ratio of the components of the mixture - crushed tree bark / manure / activated sludge is,%: 40-45 / 45-50 / 5-10, after which aerobic fermentation of the resulting mixture in fermenters is carried out with periodic stirring, maintaining a degree of uniformity of 90-95%.
Использование данной последовательности операций и технологических режимов этих операций позволяет получить новый технический результат, отличный от технического результата прототипа.Using this sequence of operations and technological modes of these operations allows you to get a new technical result, different from the technical result of the prototype.
Измельчение древесной коры до среднего размера отдельных частиц 1-5 мм, смешивание измельченной древесной коры с навозом сельскохозяйственных животных и активным илом до достижения степени однородности получаемой смеси 90-95%, при соотношение компонентов смеси - измельченная древесная кора / навоз / активный ил – составляет, %: 40-45 / 45-50 / 5-10, и аэробная ферментация полученной смеси в ферментаторах при периодическом ее перемешивании, поддерживая степень ее однородности 90-95%, позволяет при наименьших материальных затратах, в кротчайшие сроки перерабатывать древесную кору с получением в качестве конечного продукта органического удобрения. При этом процесс аэробной ферментации практически не зависит от природно-климатических условий и времени года (по температуре окружающей среды). Данный процесс осуществляется в компактных автоматизированных установках - ферментаторах, в течение 3-6 суток. Все это создает условия для поточной переработки древесной коры в промышленных объемах, образующихся на лесоперерабатывающих предприятиях.Grinding the tree bark to an average size of individual particles of 1-5 mm, mixing the crushed tree bark with manure of farm animals and activated sludge until the mixture is homogeneous 90-95%, when the ratio of the components of the mixture is crushed tree bark / manure / activated sludge is ,%: 40-45 / 45-50 / 5-10, and aerobic fermentation of the mixture in fermenters with periodic stirring, maintaining the degree of uniformity of 90-95%, allows for the least material cost, in the shortest possible time erabatyvat bark to obtain organic fertilizer in a final product. At the same time, the process of aerobic fermentation is practically independent of the climatic conditions and season (according to the ambient temperature). This process is carried out in compact automated installations - fermenters, within 3-6 days. All this creates the conditions for continuous processing of wood bark in the industrial volumes generated at the timber processing enterprises.
Аэробная ферментация - это биотермический процесс минерализации и гумификации органических веществ, происходящий в аэробных условиях под воздействием аэробных, в основном, термофильных микроорганизмов [5]. Данный процесс протекает только в присутствии растворенного кислорода. Окисление органических веществ с использованием атмосферного кислорода как конечного акцептора электронов - это первичная реакция, обеспечивающая образование полезной химической энергии для аэробных микроорганизмов. Аэробная ферментация является одним из наиболее перспективных способов переработки органических отходов, отвечающих требованиям экономической эффективности и экологической безопасности.Aerobic fermentation is a biothermal process of mineralization and humification of organic substances that occurs under aerobic conditions under the influence of aerobic, mainly thermophilic microorganisms [5]. This process proceeds only in the presence of dissolved oxygen. The oxidation of organic substances using atmospheric oxygen as the final electron acceptor is the primary reaction that provides the formation of useful chemical energy for aerobic microorganisms. Aerobic fermentation is one of the most promising ways of processing organic waste that meets the requirements of economic efficiency and environmental safety.
Традиционно в качестве основных компонентов перерабатываемой посредством аэробной ферментации смеси используются навоз сельскохозяйственных животных и отходы растительного и животного происхождения, т.к. они содержат большое количество биогенных веществ, особенно азота (N) и углерода (С), которые необходимы для питания аэробных микроорганизмов. Углерод (С) является источником энергии, а азот (N) - материалом для построения клеток аэробных микроорганизмов [5]. Интенсивность процесса аэробной ферментации зависит от соотношения азота (N) и углерода (С).Traditionally, the main components of the mixture processed through aerobic fermentation are manure of farm animals and waste from plant and animal origin, since they contain a large amount of nutrients, especially nitrogen (N) and carbon (C), which are necessary for the nutrition of aerobic microorganisms. Carbon (C) is an energy source, and nitrogen (N) is a material for constructing cells of aerobic microorganisms [5]. The intensity of the aerobic fermentation process depends on the ratio of nitrogen (N) and carbon (C).
Кроме того, одним из перспективных компонентов смеси является активный ил, образующийся при очистке сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Активный ил представляет собой смесь биомассы аэробных микроорганизмов. В связи с чем введением в перерабатываемую смесь активного ила позволяет еще на начальном этапе аэробной ферментации создать достаточное для интенсивной переработки смеси количество аэробных микроорганизмов, что в свою очередь ведет к интенсификации процесса аэробной ферментации и сокращению длительности переработки смеси. При аэробной ферментации традиционной смеси (навоза сельскохозяйственных животных и отходов растительного и животного происхождения) ее интенсивная переработка начинается только через определенный промежуток времени, затрачиваемый на развитие и количественный рост аэробных микроорганизмов, в связи с тем, что в традиционной смеси количество аэробных микроорганизмов не достаточно для интенсивной переработки смеси.In addition, one of the promising components of the mixture is activated sludge, which is formed during the wastewater treatment of pulp and paper industry enterprises. Active sludge is a mixture of biomass of aerobic microorganisms. In this connection, the introduction of activated sludge into the processed mixture allows even at the initial stage of aerobic fermentation to create a sufficient number of aerobic microorganisms for intensive processing of the mixture, which in turn leads to an intensification of the aerobic fermentation process and a reduction in the processing time of the mixture. During aerobic fermentation of a traditional mixture (manure of farm animals and waste of plant and animal origin), its intensive processing begins only after a certain period of time spent on the development and quantitative growth of aerobic microorganisms, due to the fact that in the traditional mixture the number of aerobic microorganisms is not enough for intensive processing of the mixture.
На основании исследований, проведенных автором, с учетом результатов теоретических и экспериментальных данных, представленных в научной литературе [5, 6, 7, 8], установлено, что при соотношении компонентов смеси - измельченная древесная кора / навоз / активный ил - 40-45% / 45-50% / 5-10%, обеспечивается оптимальное соотношение азота (N) и углерода (C), а также оптимальное количество аэробных микроорганизмов, при котором процесс аэробной ферментации достигает наибольшей интенсивности, что в свою очередь ведет к сокращению длительности аэробной ферментации смеси и повышению производительности процесса переработки древесной коры. При других соотношениях компонентов достигается или излишнее содержание в смеси безазотистых органических веществ, или избыток азота, который приводит к большим потерям аммиачного азота, или чрезмерно низкое количество аэробных микроорганизмов, все это приводит к замедлению разложения смеси, что в свою очередь ведет к увеличению длительности ее переработки, а также снижению производительности процесса переработки древесной коры.Based on the studies conducted by the author, taking into account the results of theoretical and experimental data presented in the scientific literature [5, 6, 7, 8], it was found that when the ratio of the components of the mixture is crushed tree bark / manure / activated sludge - 40-45% / 45-50% / 5-10%, the optimal ratio of nitrogen (N) and carbon (C) is provided, as well as the optimal number of aerobic microorganisms, in which the aerobic fermentation process reaches its highest intensity, which in turn leads to a reduction in the duration of aerobic fermentation and mix and increased productivity of processing of wood bark. With other ratios of components, either an excess of nitrogen-free organic substances in the mixture is achieved, or an excess of nitrogen, which leads to large losses of ammonia nitrogen, or an excessively low amount of aerobic microorganisms, all this leads to a slowdown in the decomposition of the mixture, which in turn leads to an increase in its duration processing, as well as reducing the productivity of the process of processing wood bark.
По окончании процесса аэробной ферментации перерабатываемой смеси получают органическое удобрение (высококачественное экологически чистое органическое удобрение, в состав которого входят гумусоподобные органические вещества, способствующие структурированию почвы и повышению ее плодородия), представляющее собой однородную сыпучую массу темно-коричневого цвета без неприятного запаха, семян сорных растений и патогенной микрофлоры.At the end of the aerobic fermentation process of the processed mixture, organic fertilizer is obtained (high-quality environmentally friendly organic fertilizer, which includes humus-like organic substances that contribute to the structuring of the soil and increase its fertility), which is a homogeneous loose mass of dark brown color without an unpleasant odor, weed seeds and pathogenic microflora.
Процесс аэробной ферментации состоит из трех периодов [5].The aerobic fermentation process consists of three periods [5].
Первый период - климация микрофлоры.The first period is the climatic microflora.
Второй период - интенсивное развитие и количественный рост мезофильных, а затем и термофильных микроорганизмов, сопровождающийся выделением биологического тепла и повышением температуры перерабатываемой смеси до 30-80°С. Температура перерабатываемой смеси возрастает за счет роста численности и развития аэробных микроорганизмов, а также процесса их жизнедеятельности. С поднятием температуры до 70-80°С гибнут патогенные микроорганизмы, яйца и личинки гельминтов, всхожие семена сорных растений. Развивающиеся в перерабатываемой смеси аэробные микроорганизмы использует для своей плазмы практически все формы и виды минеральных соединений, остатки пестицидов, ветбакпрепаратов, что исключает потери питательных веществ из компоста и экологизирует его массу [4]. Интенсивность развития и количественного роста микроорганизмов, а также длительность данного периода зависят от степени однородности перерабатываемой смеси, т.к. однородность влияет на величину контакта между частицами перерабатываемой смеси и аэробными микроорганизмами [5].The second period is the intensive development and quantitative growth of mesophilic, and then thermophilic microorganisms, accompanied by the release of biological heat and an increase in the temperature of the processed mixture to 30-80 ° С. The temperature of the processed mixture increases due to an increase in the number and development of aerobic microorganisms, as well as the process of their vital activity. With a rise in temperature to 70-80 ° C, pathogenic microorganisms, eggs and helminth larvae, germinating weed seeds perish. Aerobic microorganisms developing in the processed mixture use almost all forms and types of mineral compounds, pesticide residues, and veterinary preparations for their plasma, which eliminates the loss of nutrients from compost and makes its mass environmentally friendly [4]. The intensity of development and quantitative growth of microorganisms, as well as the duration of this period depend on the degree of homogeneity of the processed mixture, because uniformity affects the magnitude of the contact between the particles of the processed mixture and aerobic microorganisms [5].
На основании исследований, проведенных автором, с учетом результатов теоретических и экспериментальных данных, представленных в научной литературе [5, 6, 7, 8, 9], установлено, что смешивание древесной коры с навозом и активным илом, и периодическое перемешивание смеси древесной коры с навозом и активным илом в процессе аэробной ферментации необходимо осуществлять до достижения степени однородности смеси 90-95%, т.к. при данных значениях степени однородности достигается наибольшая интенсивность развития и количественного роста микроорганизмов, что в свою очередь ведет к сокращению длительности аэробной ферментации и повышению производительности процесса переработки древесной коры. Интенсивность развития и количественного роста микроорганизмов при степени однородности смеси менее 90% будет недостаточной для эффективной переработки древесной коры. При степени однородности более 95% начинается процесс, обратный смешиванию - сегрегация [9], т.е. частицы компонентов смеси начинают разделяться на группы по физико-механическим свойствам, в конечном счете все частицы объединятся в три группы - частицы древесной коры, навоза и активного ила, что ведет к торможению процесса аэробной ферментации. Все это в свою очередь увеличивает длительность аэробной ферментации смеси.Based on the studies conducted by the author, taking into account the results of theoretical and experimental data presented in the scientific literature [5, 6, 7, 8, 9], it was found that mixing tree bark with manure and activated sludge, and periodically mixing a mixture of tree bark with manure and activated sludge in the process of aerobic fermentation must be carried out until a degree of homogeneity of the mixture reaches 90-95%, because with these values of the degree of homogeneity, the highest intensity of development and quantitative growth of microorganisms is achieved, which in turn leads to a reduction in the duration of aerobic fermentation and an increase in the productivity of the process of processing bark. The intensity of development and quantitative growth of microorganisms with a degree of homogeneity of the mixture of less than 90% will be insufficient for the efficient processing of wood bark. With a degree of homogeneity of more than 95%, the process begins, the reverse of mixing - segregation [9], ie particles of the components of the mixture begin to be divided into groups according to their physicomechanical properties; ultimately, all particles will be combined into three groups - particles of wood bark, manure and activated sludge, which leads to inhibition of the aerobic fermentation process. All this in turn increases the duration of aerobic fermentation of the mixture.
Третий период - окончание процесса аэробной ферментации, характеризующийся снижением температуры перерабатываемой смеси до уровня ниже 30°С.The third period is the end of the aerobic fermentation process, characterized by a decrease in the temperature of the processed mixture to a level below 30 ° C.
Также необходимо отметить, что неотъемлемым условием осуществления процесса аэробной ферментации является активный обмен веществ и высокая скорость биохимических обменных процессов, напрямую зависящие от величины площади поверхности частиц перерабатываемой смеси, увеличение которой ведет к увеличению интенсивности переработки смеси. Достигнуть большой площади частиц перерабатываемой смеси возможно посредством измельчения [9].It should also be noted that an essential condition for the implementation of the aerobic fermentation process is an active metabolism and a high rate of biochemical metabolic processes, which directly depend on the surface area of the particles of the processed mixture, the increase of which leads to an increase in the intensity of processing the mixture. Achieving a large area of particles of the processed mixture is possible by grinding [9].
На основании исследований, проведенных автором, с учетом результатов теоретических и экспериментальных данных, представленных в научной литературе [5, 6, 7, 8, 9], установлено, что средний размер отдельных частиц древесной коры при их аэробной переработке с навозом и активным илом должен соответствовать значениям из интервала 1-5 мм, т.к. достигается наиболее активный обмен веществ между частицами смеси и высокая скорость биохимических обменных процессов, что ведет к сокращению длительности аэробной ферментации и повышению производительности процесса переработки древесной коры. Обмен веществ и скорость биохимических обменных процессов частиц с размером более 5 мм будут недостаточными для эффективной переработки древесной коры. Измельчение частиц менее 1 мм экономически неэффективно, т.к. на это затрачивается очень большое количество энергии, при этом обмен веществ и скорость биохимических обменных процессов увеличиваются незначительно.Based on the studies conducted by the author, taking into account the results of theoretical and experimental data presented in the scientific literature [5, 6, 7, 8, 9], it was established that the average size of individual particles of wood bark during their aerobic processing with manure and activated sludge should correspond to the values from the interval of 1-5 mm, because the most active metabolism between the particles of the mixture and a high rate of biochemical metabolic processes are achieved, which leads to a reduction in the duration of aerobic fermentation and an increase in the productivity of the process of processing bark. Metabolism and the rate of biochemical metabolic processes of particles with a size of more than 5 mm will be insufficient for the efficient processing of wood bark. Grinding particles less than 1 mm is economically inefficient, because a very large amount of energy is expended on this, while the metabolism and the rate of biochemical metabolic processes increase slightly.
Пример технической реализации способа переработки древесной коры. An example of a technical implementation of a method for processing wood bark.
Навеску древесной коры сосны обыкновенной (взятую сразу после окорки) в количестве 12 кг измельчили в молотковой дробилке. Далее в смесители произвели смешивание навески измельченной коры с навеской навоза крупного рогатого скота в количестве 15 кг и активным илом в количестве 3 кг, при этом соотношение компонентов смеси - измельченная древесная кора / навоз / активный ил - составило 40% / 50% / 10%, до степени однородности смеси 92%. После чего полученную смесь загрузили в ферментатор, в котором осуществляли аэробную ферментацию смеси при периодическом ее перемешивании, поддерживающем степень однородности 92%. Длительность процесса переработки смеси составила чуть менее 4 суток (93 часа). По окончании процесса переработки смеси получено органическое удобрение в виде однородной сыпучей массы темно-коричневого цвета без неприятного запаха. Семян сорных растений и патогенной микрофлоры не выявлено.A portion of the tree bark of ordinary pine (taken immediately after debarking) in the amount of 12 kg was ground in a hammer mill. Then, mixers weighed crushed bark with 15 kg of cattle manure and 3 kg of activated sludge were mixed into the mixers, while the ratio of the mixture components — crushed wood bark / manure / activated sludge — was 40% / 50% / 10% , to the degree of homogeneity of the mixture 92%. After that, the resulting mixture was loaded into a fermenter, in which aerobic fermentation of the mixture was carried out with periodic mixing, maintaining a degree of uniformity of 92%. The duration of the process of processing the mixture was slightly less than 4 days (93 hours). At the end of the process of processing the mixture obtained organic fertilizer in the form of a homogeneous loose mass of dark brown color without an unpleasant odor. Seeds of weeds and pathogenic microflora have not been identified.
Источники информацииInformation sources
1. Волынский В.Н. Переработка и использование древесной коры // ЛесПромИнформ, 2012. №2 (84). С. 168-170.1. Volynsky V.N. Processing and use of wood bark // LesPromInform, 2012. No. 2 (84). S. 168-170.
2. Описание изобретения к патенту RU 2496752 «Способ получения органоминерального удобрения пролонгированного действия (варианты)» (Червонобаб Н.Л. Опубл.: 27.10.2013).2. Description of the invention to the patent RU 2496752 "Method for the production of organic fertilizers of prolonged action (options)" (Chervonobab NL Publ.: 27.10.2013).
3. Описание изобретения к патенту RU 2249583 «Способ получения органических удобрений из древесной коры» (Туев Н.А., Свирин Л.В., Бровцев А.А., Трошин Н.Н., Ульмасов Ф.С., Волков А.Н. Опубл.: 10.04.2005).3. Description of the invention to patent RU 2249583 “Method for producing organic fertilizers from wood bark” (Tuev N.A., Svirin L.V., Brovtsev A.A., Troshin N.N., Ulmasov F.S., Volkov A Publishing House: April 10, 2005).
4. Ковалев Н.Г., Полозова В.Г., Барановский И.Н. Утилизация органического сырья биоконверсией в удобрения // Техника и оборудование для села, 2009. №9. С. 25-27.4. Kovalev N.G., Polozova V.G., Baranovsky I.N. Utilization of organic raw materials by bioconversion into fertilizers // Technique and equipment for the village, 2009. No. 9. S. 25-27.
5. Лысенко В.П. Перспективная технология переработки помета // Птицеводство, 2011. №1. С. 52-54.5. Lysenko V.P. Promising technology for processing litter // Poultry, 2011. No. 1. S. 52-54.
6. Термофильные бактерии [Электронный ресурс] // Интернет-портал: Жизнь растений, Режим доступа: http://plant.geoman.ru, свободный. Загл. с экрана. Яз. рус.6. Thermophilic bacteria [Electronic resource] // Internet portal: Plant life, Access mode: http://plant.geoman.ru, free. Zag from the screen. Yaz. Russian
7. Аэробная ферментация при переработке ТБО [Электронный ресурс] // Интернет-портал: Переработка мусора - инвестиции в будущее. Режим доступа: http://ztbo.ru, свободный. Загл. с экрана. Яз. рус.7. Aerobic fermentation in the processing of solid waste [Electronic resource] // Internet portal: Garbage processing - an investment in the future. Access mode: http://ztbo.ru, free. Zag from the screen. Yaz. Russian
8. Голубев И.Г., Шванская И.А., Коноваленко Л.Ю., Лопатников М.В. Рециклинг отходов в АПК: справочник. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011. 296 с.8. Golubev I.G., Shvanskaya I.A., Konovalenko L.Yu., Lopatnikov M.V. Waste recycling in the agricultural sector: a guide. M .: FSINI Rosinformagroteh, 2011.296 s.
9. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос, 1978. 560 с.9. Melnikov S.V. Mechanization and automation of livestock farms. L .: Kolos, 1978. 560 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126653A RU2647929C2 (en) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | Method for processing tree bark |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126653A RU2647929C2 (en) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | Method for processing tree bark |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647929C2 true RU2647929C2 (en) | 2018-03-21 |
Family
ID=61707822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016126653A RU2647929C2 (en) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | Method for processing tree bark |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647929C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2119810A1 (en) * | 1970-10-13 | 1972-08-11 | Cellulose Groupement Eur | Agricultural compost - from residues of paper pulp mfre |
| SU1491866A1 (en) * | 1987-08-27 | 1989-07-07 | Пермский политехнический институт | Organic fertilizer |
| DE4415262A1 (en) * | 1994-04-30 | 1995-11-02 | Melanie Boenisch | Multi-nutrient fertiliser |
| RU2086521C1 (en) * | 1993-07-28 | 1997-08-10 | Лимнологический институт СО РАН | Method of organomineral fertilizer producing |
| RU2249583C2 (en) * | 2001-01-29 | 2005-04-10 | Туев Николай Антонович | Method for production of organic fertilizers from wood bark |
| KR100924071B1 (en) * | 2009-03-10 | 2009-10-27 | 한국수자원공사 | Composition of the composted fertilizer using the dam's float wood and sewage sluge, and the manufacturing method |
-
2016
- 2016-07-01 RU RU2016126653A patent/RU2647929C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2119810A1 (en) * | 1970-10-13 | 1972-08-11 | Cellulose Groupement Eur | Agricultural compost - from residues of paper pulp mfre |
| SU1491866A1 (en) * | 1987-08-27 | 1989-07-07 | Пермский политехнический институт | Organic fertilizer |
| RU2086521C1 (en) * | 1993-07-28 | 1997-08-10 | Лимнологический институт СО РАН | Method of organomineral fertilizer producing |
| DE4415262A1 (en) * | 1994-04-30 | 1995-11-02 | Melanie Boenisch | Multi-nutrient fertiliser |
| RU2249583C2 (en) * | 2001-01-29 | 2005-04-10 | Туев Николай Антонович | Method for production of organic fertilizers from wood bark |
| KR100924071B1 (en) * | 2009-03-10 | 2009-10-27 | 한국수자원공사 | Composition of the composted fertilizer using the dam's float wood and sewage sluge, and the manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Möller | Effects of anaerobic digestion on soil carbon and nitrogen turnover, N emissions, and soil biological activity. A review | |
| Vodounnou et al. | Effect of animal waste and vegetable compost on production and growth of earthworm (Eisenia fetida) during vermiculture | |
| Raza et al. | Reuse of agricultural wastes, manure, and biochar as an organic amendment: A review on its implications for vermicomposting technology | |
| Suthar | Production of vermifertilizer from guar gum industrial wastes by using composting earthworm Perionyx sansibaricus (Perrier) | |
| Suthar | Potential of domestic biogas digester slurry in vermitechnology | |
| JP7021430B2 (en) | How to produce ripe fertilizer with high humic acid content | |
| CN101659582A (en) | Method for rapidly converting animal-poultry faeces into high-efficiency fertilizer | |
| CN101665312A (en) | Livestock and poultry manure treating agent | |
| CN106748053A (en) | A kind of organic fertilizer fermentation reactor system technique | |
| CN1537830A (en) | Method of producing fertilizer from black liquid generated during paper making by potassium hydroxide alkali method | |
| Ahmad et al. | Vermicomposting by bio-recycling of animal and plant waste: A review on the miracle of nature | |
| Zhang et al. | The non-negligibility of greenhouse gas emission from a combined pre-composting and vermicomposting system with maize stover and cow dung | |
| Mahitha et al. | Fast biodegradation of waste cotton fibres from yarn industryusing microbes | |
| Bisen et al. | Vermicompost quality as influenced by different species of earthworm and bedding material | |
| Gupta et al. | Vermitechnology for organic waste recycling | |
| RU2661382C2 (en) | Method of processing bark residue of timber | |
| Rahman et al. | Influence of amount of red worm (Eisenia foetida) on the organic matter degradation during vermicomposting of cattle manure. | |
| RU2647929C2 (en) | Method for processing tree bark | |
| Manohar et al. | Vermicompost preparation from plant debris, cattle dung and paper waste by using three varieties of earthworms in green fields Institute of Agriculture, Research and Training, Vijayawada (AP), India | |
| Dissanayaka et al. | Impact of Improved Aeration on Decomposition Rate of Enriched Compost | |
| KR20050079874A (en) | The production method of microorganism fermented compost, providing of both good physical properties, which is improving soil, and fertilizing efficiency, by using organic matters including the excreta of chickens, cattles, and pigs, and any sort of woods, having high carbon-nitrogen(c/n) ratio, and its process | |
| Rath et al. | Preparation Of Vermicompost By Using Agro-Industrial Waste | |
| CN1537831A (en) | Method of producing ferfilizer from plant materia treated by KOH aqueous solution | |
| Krutiakova et al. | Investigation of technology for obtaining biofertilisers based on sewage sludge | |
| KR19980076071A (en) | Manufacturing method of fertilizer using fly ash as moisture control material and fertilizer for reducing labor efficiency of water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190702 |