RU2724686C1 - Способ приготовления компоста в биоферментёре - Google Patents
Способ приготовления компоста в биоферментёре Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724686C1 RU2724686C1 RU2019128483A RU2019128483A RU2724686C1 RU 2724686 C1 RU2724686 C1 RU 2724686C1 RU 2019128483 A RU2019128483 A RU 2019128483A RU 2019128483 A RU2019128483 A RU 2019128483A RU 2724686 C1 RU2724686 C1 RU 2724686C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- phase
- fermentation
- fan
- pressure fan
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
- C05F3/06—Apparatus for the manufacture
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления компоста в биоферментере включает подготовку ферментируемой смеси, перемещение смеси в биоферментер, оборудованный воздуховодами, оснащенными напорным вентилятором, напор которого пропорционален высоте загрузки ферментируемой массы, и проводят аэробную ферментацию смеси последовательно в психрофильной, мезофильной и термофильной фазах, причем подачу воздуха в трех фазах ферментации осуществляют циклически путем включения каждые 10 мин напорного вентилятора, при этом продолжительность каждого цикла работы напорного вентилятора определяется в соответствии со следующими линейными зависимостями, установленными для каждой фазы ферментации, и обеспечивается с помощью программируемого таймера: для психрофильной фазы: 540×V/L×(1+T×1/24) при 0<Т≤24, для мезофильной фазы: 1080×V/L×(1+(Т-24)/144) при 24<Т≤96, для термофильной фазы: 1620×V/L=const при 96<Т≤168, с допустимыми отклонениями ±5%, где V - объем ферментируемой смеси (м), Т - период, отсчитываемый с момента закладки смеси в ферментер (ч), L - производительность вентилятора (м/ч). Изобретение позволяет приготовить компост с заданными свойствами при одновременном сокращении эксплуатационных затрат. 2 ил.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки органических отходов животноводства и птицеводства (навоза, помета). Обычно такие отходы подвергаются компостированию, при котором большая часть органического вещества ферментируется в компостной куче. При этом получаемые компосты имеют широкий разброс по качественным характеристикам, что не позволяет достоверно рассчитать нормы внесения компостов в почву.
В настоящее время для круглогодичного приготовления качественных биологически активных органических удобрений с заданными характеристиками используется технология с применением закрытой установки - ферментера периодического действия, который теплоизолирован от окружающей среды. Технологический процесс, протекающий в ферментере, подвергается контролю с помощью термометров и кислородомеров, что позволяет регулировать процесс биоферментации за счет дозируемого количества воздуха, подаваемого в ферментируемую массу, а в конечном итоге - получать продукт с заданными свойствами.
Известен способ приготовления компоста по патенту СССР №1813085, включающий послойную укладку навоза и влагопоглощающего органического материала, перемешивание компонентов при одновременном перемещении смеси в ферментер, укрытие ее слоем готового компоста и последующее аэробное компостирование смеси.
Недостатком этого способа является невозможность получения однородных компостов с заданными свойствами.
Известен способ приготовления компоста в биоферментере по патенту РФ №2528813, выбранный в качестве прототипа, включающий подготовку ферментируемой смеси, перемещение смеси в ферментер с напорными воздуховодами и последующую аэробную ферментацию смеси, при которой контроль за процессом ферментации осуществляют с помощью мобильных инфракрасных датчиков со всей поверхности ферментируемой смеси с обеспечением линейного временного графика изменения температуры в диапазонах от 20°С до 30°С, от 30°С до 60°С, от 60°С до 70°С, путем подачи воздуха по системе напорных воздуховодов ферментера в зоны измерения температуры.
Прототип позволяет эффективно контролировать условия созревания компоста. В то же время его недостатком является необходимость обеспечения связи между показаниями инфракрасных датчиков температурного поля с поверхности ферментируемой смеси и исполнительным механизмом (вентилятором), осуществляющим подачу требуемого количества подаваемого воздуха. Кроме того, для использования этого способа требуется наличие дорогостоящего оборудования, позволяющего обрабатывать данные датчиков температуры, формировать сигнал для автоматического включения или выключения вентилятора.
Задачей заявленного изобретения является разработка более технологичного способа приготовления компоста в биоферментере за счет использования экспериментально полученных линейных зависимостей между объемами ферментируемой смеси и временем работы вентилятора при каждом его включении в заданные периоды приготовления компоста.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в упрощении технологического процесса при приготовлении компоста с заданными свойствами при одновременном сокращении эксплуатационных затрат.
Указанный технический результат достигается в способе приготовления компоста в биоферментере, включающем подготовку ферментируемой смеси, перемещение смеси в биоферментер, оборудованный воздуховодами, оснащенные напорным вентилятором, напор которого пропорционален высоте загрузки ферментируемой массы, и затем проводят аэробную ферментацию смеси последовательно в психрофильной, мезофильной и термофильной фазах. При этом подачу воздуха в трех фазах ферментации осуществляют циклически путем включения каждые 10 минут напорного вентилятора, при этом продолжительность работы напорного вентилятора при каждом включении определяется в соответствии со следующими линейными зависимостями, установленными для каждой фазы ферментации, и обеспечивается с помощью программируемого таймера:
для психрофильной фазы: 540×V/L×(1+T×1/24) при 0<Т≤24;
для мезофильной фазы: 1080×V/L×(1+(Т-24)/144) при 24<Т≤96;
для термофильной фазы: 1620×V/L=const при 96<Т≤168 с допустимыми отклонениями ±5%, где V - объем ферментируемой смеси (куб.м);
Т -период, отсчитываемый с момента закладки смеси в ферментер (час);
L - производительность вентилятора (куб.м/час);
Известно, что усредненное время созревания компоста составляет 168 часов (7 суток по 24 часа) - см. Ковалев Н.Г., Барановский И.Н. Органические удобрения в XXI веке. (Биоконверсия органического сырья): Монография. - Тверь, ЧуДо, 2006. - 304 с). При этом первая часть - психрофильная длится 24 часа, затем наступает мезофильная фаза, которая длится с 25 часа по 96 час, после которой, начиная с 97 часа, начинается психрофильная фаза. Причем установлено, что количество подаваемого воздуха по напорным воздуховодам, необходимое для развития аэробной микрофлоры в различных фазах созревания компоста, на единицу ферментируемой смеси линейно зависит от периода, отчитываемого с момента закладки смеси в ферментер, с отклонением ±3% в следующих интервалах температур:
от 20°С до 30°С (психрофильная фаза);
от 30°С до 60°С (мезофильная фаза);
от 60°С до 70°С (термофильная фаза);
более 70°С (термофильная фаза в завершающей стадии созревания компоста).
С учетом известных данных. были проведены исследования по определению длительности работы вентилятора при заданной частоте его включения (1 раз в 10 минут) для каждой фазы созревания компоста вне зависимости от показателей температурного поля, обеспечивающие необходимое стандартное развитие аэробной микрофлоры.
В результате исследований было установлено, что при постоянной циклической частоте включения вентилятора каждые 10 минут, длительность его работы будет различной для всех 3-х фаз созревания компоста (ферментации) и соответствует следующим зависимостям:
для психрофильной фазы: 540×V/L× (1+T×1/24) при 0<Т≤24;
для мезофильной фазы: 1080×V/L×(1+(Т-24)/144) при 24<Т≤96;
для термофильной фазы: 1620×V/L=const при 96<Т≤168,
с допустимыми отклонениями ±5%.
Эти зависимости получены в результате многочисленных исследований, проведенных на действующем ферментере, построенному по типовому проекту, (см. Установка «Биоферментатор» для переработки навоза КРС, помета, торфа и другого органического сырья по технологии ВНИИМЗ. Рабочий проект 14137 - ПЗ. Минсельхозпрод России. ФГУП «СЕВЗАПАГРОПРОМПРОЕТ) г. Тверь, 1999).
При этом было экспериментально определено, какое количество воздуха, подаваемого внутрь ферментируемой смеси, достаточно для эффективного развития аэробной микрофлоры и которое изменяется в зависимости от периода, отчитываемого с момента закладки смеси в ферментер, с учетом фазы созревания компоста (в момент фазовых переходов: психрофилов в мезофиллов и далее в термофилов), которые происходят по мере роста температуры ферментируемой смеси. В то же время, было установлено, что температура подаваемого воздуха не имеет большого значения, поскольку количество теплоты, выделяемой при дыхании аэробной микрофлоры значительно превышает количество теплоты, содержащееся в сравнительно малых объемах дискретно подаваемого воздуха.
Таким образом, экспериментально определенный алгоритм подачи заданного количества воздуха в различных фазах созревания компоста позволяет сформировать сигнал для периодического включения-выключения исполнительного механизма (вентилятора) с помощью таймера без необходимости измерения поля температур.
Изобретение иллюстрируется на фиг. 1 и фиг. 2, где: на фиг. 1 представлен график продолжительности работы τ (сек) напорного вентилятора производительностью L (куб.м/час), подающего воздух по системе напорных воздуховодов в ферментируемую смесь объемом V (куб.м), в зависимости от периода, отчитываемого с момента закладки смеси в ферментер Т (час), при начальной влажности смеси 65% и температуре наружного воздуха 20°С;
на фиг. 2 представлена технологическая схема компостирования, где 1 - ферментируемая смесь; 2 - помещение для ферментации (ферментер); 3 - воздухопроницаемый пол со щелевыми каналами; 4 - вентилятор напорный; 5 - система напорных воздуховодов; 6 - вентилятор вытяжной; 7 - таймер включения/выключения вентилятора; 8 - ворота.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом (см. фиг. 2): исходный продукт (навоз, помет) смешивают в расчетном соотношении с торфом, опилками, соломой или другими углеродосодержащими материалами для обеспечения оптимального соотношения углерода к азоту и расчетной влажности смеси 1, которую затем загружают в биоферментер 2 с щелевыми каналами 3 в полу для подачи воздуха. После загрузки ферментера 2 включают вентилятор напорный 4 и по системе напорных воздуховодов подают воздух через воздухопроницаемый пол 3 в необходимых количествах и с помощью таймера пульта управления согласно определенным циклам длительности. Этот алгоритм включения/выключения вентилятора закладывается в таймер перед началом процесса компостирования согласно установленным зависимостям. Дискретная (циклическая) подача воздуха позволяет подавать заданное количество воздуха в ферментируемую смесь, обеспечивая процесс развития микрофлоры, который сопровождается выделением теплоты и саморазогревом смеси, включая вентилятор по сигналу таймера через каждые 10 минут, при этом длительность его работы определяется по полученным эмпирическим зависимостям.
Использование заявленного способа позволяет отказаться от непрерывного контроля за температурой смеси, которая не является регулирующим параметром и важна лишь для статических целей; в этих целях могут использоваться обычные термометры - зонды.
Claims (8)
- Способ приготовления компоста в биоферментере, включающий подготовку ферментируемой смеси, перемещение смеси в биоферментер, оборудованный воздуховодами, оснащенными напорным вентилятором, напор которого пропорционален высоте загрузки ферментируемой массы, и проводят аэробную ферментацию смеси последовательно в психрофильной, мезофильной и термофильной фазах, отличающийся тем, что подачу воздуха в трех фазах ферментации осуществляют циклически путем включения каждые 10 минут напорного вентилятора, при этом продолжительность каждого цикла работы напорного вентилятора определяется в соответствии со следующими линейными зависимостями, установленными для каждой фазы ферментации, и обеспечивается с помощью программируемого таймера:
- для психрофильной фазы: 540×V/L×(1+T×1/24) при 0<Т≤24;
- для мезофильной фазы: 1080×V/L×(1+(Т-24)/144) при 24<Т≤96;
- для термофильной фазы: 1620×V/L=const при 96<Т≤168,
- с допустимыми отклонениями ±5%,
- где V - объем ферментируемой смеси (м3);
- Т - период, отсчитываемый с момента закладки смеси в ферментер (ч);
- L - производительность вентилятора (м3/ч).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128483A RU2724686C1 (ru) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Способ приготовления компоста в биоферментёре |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128483A RU2724686C1 (ru) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Способ приготовления компоста в биоферментёре |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724686C1 true RU2724686C1 (ru) | 2020-06-25 |
Family
ID=71135736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019128483A RU2724686C1 (ru) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Способ приготовления компоста в биоферментёре |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724686C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249581C1 (ru) * | 2003-12-31 | 2005-04-10 | Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) | Способ приготовления компоста с использованием пивной дробины |
RU2528813C1 (ru) * | 2013-03-25 | 2014-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОЗЁМ" | Способ приготовления компоста в биоферментере |
EP3251486A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-06 | Agrilogik AB | Unit, system and method for separating manure |
-
2019
- 2019-09-10 RU RU2019128483A patent/RU2724686C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249581C1 (ru) * | 2003-12-31 | 2005-04-10 | Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) | Способ приготовления компоста с использованием пивной дробины |
RU2528813C1 (ru) * | 2013-03-25 | 2014-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОЗЁМ" | Способ приготовления компоста в биоферментере |
EP3251486A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-06 | Agrilogik AB | Unit, system and method for separating manure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101796936B (zh) | 发酵垫料规模化养鸭方法 | |
Ekinci et al. | Effects of feedstock, airflow rate, and recirculation ratio on performance of composting systems with air recirculation | |
CN105075674A (zh) | 一种双孢菇工业化培育方法 | |
Hong et al. | High rapid composting of dairy cattle manure with crop and forest residues | |
CN102219580B (zh) | 发酵法生产有机肥的方法 | |
Shimizu | Process optimization of composting systems | |
CN105503305A (zh) | 有机肥料槽式曝气发酵生产工艺及槽式发酵池 | |
CN105000925A (zh) | 一种沼渣联合好氧堆肥方法 | |
CN102674917A (zh) | 一种多功能土壤熟化剂及其制备方法 | |
CN106748053A (zh) | 一种有机肥料堆制发酵工艺 | |
CN102153389B (zh) | 固体废弃物好氧高温堆肥模拟装置 | |
RU2724686C1 (ru) | Способ приготовления компоста в биоферментёре | |
CN110903113A (zh) | 一种有机肥复合菌发酵剂及其专用设备和在有机肥快熟前发酵中的应用 | |
CN109704837A (zh) | 以厌氧发酵后沼渣为原料的有机-无机复混肥及制备方法 | |
Shimizu et al. | Cattle manure composting in a packed-bed reactor with forced aeration strategy | |
CN104291883A (zh) | 一种有机肥 | |
CN109122015A (zh) | 一种高效循环生态农业系统 | |
CN102765976B (zh) | 一种槽式发酵方法 | |
CN107382472A (zh) | 一种牛粪有机肥料的制备方法 | |
CN109879682A (zh) | 一种内通气保温保湿法深度发酵有机肥的方法 | |
RU2528813C1 (ru) | Способ приготовления компоста в биоферментере | |
RU2595143C1 (ru) | Реактор для аэробной ферментации биомассы | |
CN108658635A (zh) | 一种有机肥好氧发酵控制系统 | |
CN104446793A (zh) | 一种有机肥料堆制发酵方法 | |
CN106316681A (zh) | 一种利用畜禽养殖技术制备有机基质的方法 |