RU2741813C1

RU2741813C1 - Method and apparatus for accelerated disinfection of liquid manure and other organic wastes

Info

Publication number: RU2741813C1
Application number: RU2019135793A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Головко; Анатолий Михайлович Бондаренко; Людмила Сергеевна Качанова; Вадим Петрович Скворцов
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2021-01-28

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to mechanization of agriculture and can be used, in particular, for decontamination of manure drains for the purpose of their further use as liquid fertilizers. Device for implementing the proposed method comprises a supply pipeline with a liquid manure flow control valve rigidly fixed on the shaft and a controlled relay, feeding pipelines supplying liquid manure in reactor reactors control pulses reactor section, discharge pipes and common discharge pipeline. Disinfection reactors consist of a housing with electrodes mounted inside it through dielectric gaskets and an inlet valve fixed on the bend of the outgoing pipeline with a control relay, as well as outlet air valves with floats fixed on their lower part, control electromagnets and sensors of upper level of reactor, fixed on transverse supporting bars, lower outlet valve with control electromagnet fixed on discharge pipeline body, and float liquid manure unloading sensor from discharge pipeline with fixing device.

EFFECT: in the disclosed method, the result is achieved by cyclic direct action on a batch of liquid manure by means of an electrohydraulic effect by pulse-width modulation of electric discharge and change of action front by polarity switching of electrodes causing stirring in closed volume, which provides complete stable disinfection throughout disinfected liquid manure.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства и может быть использовано, в частности, для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования в качестве жидких удобрений.The invention relates to the field of agricultural mechanization and can be used, in particular, for the disinfection of manure with a view to their further use as liquid fertilizers.

Устройство позволяет обеззараживать жидкий навоз путем воздействия на него электрогидравлического эффекта, известного как эффект Юткина.The device allows you to disinfect liquid manure by exposing it to an electrohydraulic effect known as the Yutkin effect.

Известно авторское свидетельство СССР 1683527 "Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции" - М. кл. А01С 3/00. Устройство содержит горизонтально размещенный цилиндрический корпус, внутри которого выполнены винтовые пазы, загрузочный патрубок, размещенный на входе торца цилиндра, сливной патрубок с конической приемной воронкой на выходном торце и расположенное внутри корпуса за загрузочным патрубком, имеющее привод приспособление для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены на перпендикулярном оси цилиндра вертикальном стержне, связанном с приводом, выполненным в виде генератора механических колебаний.Known USSR inventor's certificate 1683527 "Device for disinfecting liquid manure with simultaneous division into fractions" - M. class. А01С 3/00. The device contains a horizontally placed cylindrical body, inside of which screw grooves are made, a loading pipe located at the inlet of the cylinder end face, a drain pipe with a conical receiving funnel at the outlet end and located inside the body behind the loading pipe, having a drive device for manure disinfection, characterized in that the device for disinfecting manure is made in the form of a row of horizontally located parallel plates, the centers of which are fixed on a vertical rod perpendicular to the cylinder axis connected to a drive made in the form of a mechanical vibration generator.

Известное изобретение имеет серьезный недостаток, заключающийся в следующем. Амплитуда и частота колебаний, создаваемая генератором механических колебаний, не позволяет эффективно обеззараживать жидкий навоз (или сточные воды), как показывает анализ отечественных и зарубежных патентов в рассматриваемой области. В частности, более эффективным является использование ультразвука, озона и электрогидравлического эффекта (эффекта Л.А. Юткина).The known invention has a serious drawback, which is as follows. The amplitude and frequency of oscillations created by the generator of mechanical oscillations does not allow for effective disinfection of liquid manure (or wastewater), as the analysis of domestic and foreign patents in this area shows. In particular, the use of ultrasound, ozone and the electrohydraulic effect (the effect of L.A. Yutkin) is more effective.

Так, см. пример авторского свидетельства СССР 134971 "Способы приготовления удобрения из навоза" - М. кл. А01С 3/00, где на жидкий навоз воздействуют ультразвуком в режиме кавитации, однако для практической реализации требуется сложное дорогостоящее оборудование.So, see the example of the author's certificate of the USSR 134971 "Methods for preparing fertilizers from manure" - M. class. А01С 3/00, where liquid manure is exposed to ultrasound in the cavitation mode, however, complex expensive equipment is required for practical implementation.

В качестве прототипа нами взято авторское свидетельство №2444174 RU «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКИХ СТОКОВ», в котором в способе обеззараживания жидких стоков, заключающимся в том, что обеззараживание стоков производят с использованием электрогидравлического эффекта. Согласно изобретению обеззараживание производят непосредственно при заправке машины для разбрасывания жидких удобрений из хранилища (лагуны), а в качестве наполнителя используют антифриз. Поставленная задача осуществляется тем, что устройство для обеззараживания жидких стоков, содержащее проточной цилиндр с эластичной трубой, заполненный наполнителем, в которой помещены два электрода, подключенные к разрядной цепи генератора импульсов тока, размещено на машине для разбрасывания жидких удобрений и снабжено генератором переменного тока и редуктором с приводом от ВОМ трактора. Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что воздействие электрогидравлического эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется косвенно, через эластичную трубу, заполненную антифризом, в которой происходит электрогидравлический эффект. Обеззараживание при этом происходит неравномерно потому, что производится в потоке жидкости в частично замкнутом пространстве, вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.As a prototype we have taken inventor's certificate No. 2444174 RU "METHOD AND DEVICE FOR DISINFECTING LIQUID WASTES", in which the method of disinfecting liquid effluents, which consists in the fact that the disinfection of effluents is carried out using the electrohydraulic effect. According to the invention, disinfection is carried out directly when refueling a machine for spreading liquid fertilizers from a storage (lagoon), and antifreeze is used as a filler. The task is carried out by the fact that a device for the disinfection of liquid wastewater, containing a flow cylinder with an elastic pipe filled with a filler, in which two electrodes are placed, connected to the discharge circuit of a current pulse generator, is located on a machine for spreading liquid fertilizers and is equipped with an alternating current generator and a gearbox driven by the tractor PTO. The known invention has a significant drawback, which consists in the fact that the influence of the electrohydraulic effect (shock) on the liquid fraction of manure is carried out indirectly through an elastic pipe filled with antifreeze, in which the electrohydraulic effect occurs. In this case, disinfection occurs unevenly, because it is carried out in a liquid flow in a partially enclosed space, as a result of which the effectiveness of the effect in terms of disinfection is low.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков. Задачей настоящего изобретения является уменьшение времени обеззараживания и переработки жидкого навоза для ускоренного получения концентрированных органических удобрений (КОУ).The technical solution to the problem is to increase the efficiency of disinfection of liquid manure and manure runoff. The objective of the present invention is to reduce the time of disinfection and processing of liquid manure for accelerated production of concentrated organic fertilizers (COF).

Для устранения указанных недостатков предлагается способ ускоренного обеззараживания навоза и других органических отходов с устройством для осуществления данного способа.To eliminate these disadvantages, a method is proposed for accelerated disinfection of manure and other organic waste with a device for implementing this method.

Для решения поставленной задачи, в предлагаемом способе результат достигается путем цикличного непосредственного воздействия на порцию жидкого навоза с помощью электрогидравлического эффекта в замкнутом объеме путем изменения электрического разряда по форме широтно-импульсной модуляции и переключения полярности электродов, что обеспечивает перемешивание и полное стабильное обеззараживание его по всему замкнутому объему и получение готового к внесению высококачественного жидкого органического удобрения.To solve the problem, in the proposed method, the result is achieved by cyclical direct action on a portion of liquid manure using an electrohydraulic effect in a closed volume by changing the electrical discharge in the form of pulse-width modulation and switching the polarity of the electrodes, which ensures mixing and complete stable disinfection throughout a closed volume and obtaining a ready-to-use high-quality liquid organic fertilizer.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Партия жидкого навоза транспортируется по подводящему трубопроводу 1 (фиг. 1) к секции А реактора для обеззараживания, при заполнении которой происходит переключение потока и производится загрузка следующей партии жидкого навоза в секцию В реактора для обеззараживания, а в секции А происходит его обработка. Прошедший обработку жидкий навоз выгружается из секции А, а обеззараживание происходит в секции В. Затем происходит выгрузка обработанного навоза из секции В с одновременной загрузкой в секцию А, и цикл повторяется.The proposed method is carried out as follows. The batch of liquid manure is transported through the supply pipeline 1 (Fig. 1) to section A of the reactor for disinfection, when filled, the flow is switched and the next batch of liquid manure is loaded into section B of the reactor for disinfection, and in section A it is processed. The processed liquid manure is unloaded from section A, and disinfection takes place in section B. Then, the processed manure is unloaded from section B with simultaneous loading into section A, and the cycle is repeated.

Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 1) содержит подающий трубопровод 1 с клапаном управления потоком жидкого навоза 2 жестко закреплены на валу 3 и управляемым реле 6, подающих трубопроводов 4, подающих жидкий навоз в секции 5 реакторов А и В блока подающих импульсов реакторов 7, отводящих трубопроводов 8 и общего отводящего трубопровода 9. Реактор обеззараживания А и В состоит из корпуса 10 с закрепленными внутри него электродами 18 через диэлектрические прокладки 23 и закрепленный на изгибе отходящего трубопровода впускной клапан 12 с управляющим им реле 11, а также выпускными воздушными клапанами 13 с закрепленными на их нижней части поплавками 17, управляющими электромагнитами 14 и датчиками верхнего уровня реактора 15, закрепленные на поперечных поддерживающих планках 16, нижнего выпускного клапана 19 с управляющим электромагнитом 22, закрепленном на корпусе отводящего трубопровода 8 и поплавкового датчика выгрузки жидкого навоза из отводящего трубопровода с фиксирующим устройством 20.The device for implementing the proposed method (Fig. 1) contains a supply pipeline 1 with a liquid manure flow control valve 2 rigidly fixed on the shaft 3 and a controlled relay 6, supply pipelines 4, supplying liquid manure to section 5 of reactors A and B of the block of supplying pulses of reactors 7 , outlet pipelines 8 and a common outlet pipeline 9. The disinfection reactor A and B consists of a housing 10 with electrodes 18 fixed inside it through dielectric gaskets 23 and an inlet valve 12 fixed to the bend of the outgoing pipeline with a relay 11 that controls it, as well as air outlet valves 13 with floats 17 fixed on their lower part, control electromagnets 14 and sensors of the upper level of the reactor 15, fixed on the transverse supporting strips 16, the lower outlet valve 19 with a control electromagnet 22 fixed on the body of the discharge pipeline 8 and a float sensor for discharging liquid manure from the discharge pipeline with fix irradiation device 20.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства. На фиг. 2а показан реактор обеззараживания жидкого навоза. На фиг. 2b показано сечение реактора обеззараживания в стадии его заполнения жидким навозом. На фиг. 2с показано сечение реактора обеззараживания в стадии процесса обеззараживания. На фиг. 2d показано сечение реактора обеззараживания в стадии выгрузки жидкого навоза после завершения процесса обеззараживания.The proposed device is illustrated by drawings. FIG. 1 shows a general view of the device. FIG. 2a shows a reactor for disinfection of liquid manure. FIG. 2b shows a cross-section of a disinfection reactor in the stage of its filling with liquid manure. FIG. 2c shows a cross-section of a disinfection reactor at the stage of the disinfection process. FIG. 2d shows a cross-section of a disinfection reactor at the stage of unloading liquid manure after the completion of the disinfection process.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В стадии загрузки (фиг. 2b) клапан управления потоком жидкого навоза 2 переключается управляемым реле 6 в положение I для заполнения реактора секции А, одновременно с ним управляемый электромагнитным реле 11 открывается впускной клапан 12 и воздушные клапаны 13, управляемые электромагнитными реле 14. Жидкий навоз начинает заполнять реактор обеззараживания до тех пор, пока поплавки 17 не поднимут воздушные клапаны до положения, при котором датчики верхнего уровня реактора дадут команду на их закрытие с помощью электромагнитных реле 14 и на закрытие электромагнитным реле 11 впускного клапана 12, а также на переключение реле 6 клапана управления потоком жидкого навоза 2 в положение II для заполнения реактора секции В. Одновременно этими датчиками дается сигнал на включение блока подающих импульсов реакторов 7, который подает импульсы высокого напряжения по форме широтно-импульсной модуляции (фиг. 3а) на электроды 18 с моментным переключениям после прохождения серии импульсов полярности, изменяющей направление фронта воздействия разряда (фиг. 3b) от электрода, имеющего на момент воздействия положительный потенциал к электроду, имеющему на момент воздействия отрицательный потенциал, и в реакторе начинается процесс обеззараживания (фиг. 2с). Во время обеззараживания в реакторе секции А происходит заполнение жидким навозом реактора секции В, в котором в момент переключения клапана управления потоком жидкого навоза 2 происходит процесс подготовки для заполнения навозом, аналогично процессу в реакторе секции А. По окончании процесса обеззараживания реактор секции А переключается в стадию выгрузки (фиг. 2d), управляемый электромагнитом 22 нижний выпускной клапан 19 и управляемые электромагнитными реле 14 воздушные клапаны 13 открываются и происходит процесс выгрузки жидкого навоза по отводящему трубопроводу 8 и общему трубопроводу 10 в место для его хранения или непосредственно загрузку в агрегат для внесения на полях. После окончания выгрузки поплавковый датчик 21 опускается в нижнее положение и считывающее устройство 20 дает команду на переключение реактора в стадию загрузки, описанную выше (фиг. 2b), далее цикл повторяетсяThe proposed device works as follows. In the loading stage (Fig. 2b), the slurry flow control valve 2 is switched by a controlled relay 6 to position I to fill the reactor of section A, at the same time the inlet valve 12 and air valves 13 controlled by electromagnetic relays 14, controlled by an electromagnetic relay 11, open. begins to fill the disinfection reactor until the floats 17 raise the air valves to a position at which the sensors of the upper level of the reactor will give the command to close them using electromagnetic relays 14 and to close the electromagnetic relay 11 of the inlet valve 12, as well as to switch relay 6 of the slurry flow control valve 2 to position II to fill the reactor of section B. At the same time, these sensors give a signal to turn on the block of supplying pulses of the reactors 7, which supplies high voltage pulses in the form of pulse-width modulation (Fig.3a) to the electrodes 18 with instantaneous switching after passing a series of polarity pulses, and changing the direction of the discharge action front (Fig. 3b) from the electrode having a positive potential at the moment of exposure to the electrode having a negative potential at the moment of exposure, and the disinfection process begins in the reactor (Fig. 2c). During disinfection in the reactor of section A, the reactor of section B is filled with liquid manure, in which, at the moment of switching the valve for controlling the flow of liquid manure 2, the preparation process for filling with manure takes place, similar to the process in the reactor of section A. At the end of the disinfection process, the reactor of section A switches to the stage unloading (Fig.2d), the lower outlet valve 19 controlled by the electromagnet 22 and the air valves 13 controlled by the electromagnetic relay 14 open and the process of unloading the liquid manure through the discharge pipe 8 and the common pipeline 10 into a place for its storage or directly loading into the unit for application to fields. After the end of unloading, the float sensor 21 is lowered to the lower position and the reader 20 gives the command to switch the reactor to the loading stage described above (Fig.2b), then the cycle repeats

Предлагаемые способ и устройство ускоренного обеззараживания жидких органических отходов, позволяют ускорить процесс обеззараживания жидкого навоза, что способствует снижению загрязнения органическими отходами животноводства окружающей среды и получить готовое к внесению высококачественное концентрированное жидкое органическое удобрение.The proposed method and device for accelerated disinfection of liquid organic waste, allow you to speed up the process of disinfection of liquid manure, which helps to reduce pollution with organic waste of animal husbandry of the environment and get ready-to-use high-quality concentrated liquid organic fertilizer.

Claims

1. A method of accelerated disinfection of liquid organic waste, characterized in that the result is achieved by direct action on a portion of liquid manure using an electrohydraulic effect in a closed volume by changing the electrical discharge in the form of pulse-width modulation and switching the polarity of the electrodes, which ensures mixing and complete stable disinfecting it throughout the entire closed volume and obtaining a high-quality liquid organic fertilizer, ready for application.

2. A device for accelerated disinfection of liquid organic waste, characterized in that the disinfection of liquid manure by means of a hydraulic effect occurs in a reactor with a limited closed volume, which provides mixing and full accelerated disinfection throughout the entire volume with the ability to control the electric discharge in the form of pulse-width modulation and the impact front electrohydraulic effect by switching the polarity of the electrodes when exposed to the batch of liquid manure contained in the reactor.