RU2787785C1 - Способ утилизации животноводческих стоков на органические удобрения и биогаз - Google Patents
Способ утилизации животноводческих стоков на органические удобрения и биогаз Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787785C1 RU2787785C1 RU2022110781A RU2022110781A RU2787785C1 RU 2787785 C1 RU2787785 C1 RU 2787785C1 RU 2022110781 A RU2022110781 A RU 2022110781A RU 2022110781 A RU2022110781 A RU 2022110781A RU 2787785 C1 RU2787785 C1 RU 2787785C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manure
- mass
- solid
- tank
- secondary separation
- Prior art date
Links
- 244000144972 livestock Species 0.000 title abstract description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 12
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title abstract description 6
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 claims abstract description 46
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 235000006085 Vigna mungo var mungo Nutrition 0.000 description 2
- 240000005616 Vigna mungo var. mungo Species 0.000 description 2
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 235000011868 grain product Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ утилизации навозных стоков характеризуется тем, что включает предварительное сгущение исходной массы навозных стоков, вторичное разделение на твердую и жидкую фракции сгущенной массы навозных стоков и очистку жидкой фракции от взвешенных твердых частиц, предварительное сгущение исходной массы навозных стоков осуществляется на гидроциклоне-сгустителе в поле действия центробежных сил, вторичное разделение на фракции сгущенной массы навозных стоков происходит в фильтрующей центрифуге с получением твердой фазы влажностью 65-70%, отделенная после предварительного сгущения жидкая фракция навозных стоков и фильтрат, полученный после вторичного разделения, дополнительно подвергается электромеханической обработке в ферровихревом магнитном аппарате, и далее подаются на тонкослойный отстойник, где под действием гравитационных сил из образованной массы выделяется осадок твердых взвешенных частиц, а осветленная вода сливается в электрофлотатор, в котором посредством электролиза воды из осветленной воды выделяются взвешенные твердые частицы, при этом объем навоза в бункере-накопителе, содержащий твердую фазу из фильтрующей центрифуги, осадок взвешенных твердых частиц из тонкослойного отстойника и флотационный шлам из электрофлотатора, поступает в питатель пивной дробины, где смешивается с пивной дробиной влажностью 75-80% со средним размером частиц 1,0-1,1 мм, и в количестве 15% от объема навоза, и в виде общей биомассы подается в биореактор для анаэробного сбраживания. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса утилизации животноводческих стоков на органические удобрения и биогаз. 3 ил.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при утилизации навозных стоков от животноводческих комплексов.
Известен способ [1], включающий предварительное и окончательное обезвоживание животноводческих стоков. Предварительное обезвоживание осуществляется фильтрованием в поле действия центробежной силы относительно движения стока при факторе разделения 80 - 150. Окончательное обезвоживание с получением твердой фракции производится центрифугированием через фильтрующую перегородку при максимальном факторе разделения 300 - 350. Фильтрат, получаемый после предварительного и окончательного обезвоживания, сливают в анаэробный пруд. Образующийся в анаэробном пруду в результате сбраживания анаэробный ил подвергается обезвоживанию вакуум-фильтрацией или центрифугированием через слой осадка и затем смешивается с твердой фракцией.
Недостатком данного способа является то, что фильтрат, получаемый после предварительного и окончательного обезвоживания, содержит высокое содержание взвешенных твердых частиц, что не соответствует зоотехническим требованиям, предъявляемым к жидкой фракции навозных стоков, и не может в дальнейшем использоваться в качестве органического удобрения без дополнительной обработки.
Известен способ переработки животноводческих стоков [2], который включает предварительное и окончательное обезвоживание животноводческих стоков. Жидкую фракцию и фильтрат, образованные после предварительного и вторичного разделения, подвергают очистке с выделением взвешенных твердых частиц на тонкослойном отстойнике в виде осадка и в электрофлотаторе в виде флотационного шлама. Твердую фракцию навозных стоков, образованную после обезвоживания на фильтрующей центрифуге, осадок, полученный после осаждения в тонкослойном отстойнике, и флотационный шлам после очистки в электрофлотаторе собирают в бункер-накопитель.
Недостатком данного способа является то, что отделенная твердая фракция навозных стоков требует длительного времени для биотермического обеззараживания чтобы быть пригодной для внесения в почву в качестве органического удобрения.
Известен способ переработки животноводческих стоков [3], выбранный в качестве прототипа, который включает предварительное сгущение исходной массы навозных стоков, вторичное разделение на твердую и жидкую фазы сгущенной массы навозных стоков и очистку жидкой фазы от взвешенных твердых частиц. Предварительное сгущение исходной массы навозных стоков осуществляют на гидроциклоне-сгустителе в поле действия центробежных сил. Вторичное разделение на фракции сгущенной массы навозных стоков осуществляют в фильтрующей центрифуге с получением осадка влажностью 65-70%. Отделенную после предварительного сгущения жидкую фазу навозных стоков и фильтрат, полученный после вторичного разделения, дополнительно подвергают электромеханической обработке в ферровихревом магнитном аппарате и далее подают на тонкослойный отстойник, где под действием гравитационных сил из образованной массы выделяют осадок твердых взвешенных частиц, а осветленную воду сливают в электрофлотатор, в котором посредством электролиза воды из осветленной воды выделяются более мелкие взвешенные твердые частицы.
Недостатком данного способа является то, что отделенная на фильтрующей центрифуге твердая фаза навоза, осадок тонкослойного отстаивания и флотационный шлам, представляющие собой твердую биомассу не могут вноситься в почву в качестве органического удобрения, а требуют длительного выдерживания, до 6 месяцев. Кроме того, твердая биомасса навоза недостаточно выделяет биогаза при технологиях анаэробного сбраживания.
Задача изобретения – повышение эффективности процесса утилизации животноводческих стоков на органические удобрения и биогаз.
Указанная задача решается за счет того, что объем навоза в бункере-накопителе, содержащий твердую фазу из фильтрующей центрифуги, осадок взвешенных твердых частиц из тонкослойного отстойника и флотационный шлам из электрофлотатора, поступает в питатель пивной дробины, где смешивается с пивной дробиной влажностью 75-80% со средним размером частиц 1,0-1,1 мм, и в количестве 15% от объема навоза, и в виде общей биомассы подается в биореактор для анаэробного сбраживания.
За счет добавления пивной дробины в обезвоженную биомассу навоза увеличивается интенсивность процесса метаногенеза в биореакторе и на 8-10% увеличивается объем выделяемого биогаза при термофильном режиме.
Способ включает предварительное сгущение исходной массы навозных стоков, вторичное разделение на твердую и жидкую фракции сгущенной массы навозных стоков и очистку жидкой фракции от взвешенных твердых частиц. Предварительное сгущение исходной массы навозных стоков осуществляется на гидроциклоне - сгустителе в поле действия центробежных сил. Вторичное разделение на фракции сгущенной массы навозных стоков происходит в фильтрующей центрифуге с получением твердой фазы влажностью 65-70%. Отделенная после предварительного сгущения жидкая фракция навозных стоков и фильтрат, полученный после вторичного разделения, дополнительно подвергается электромеханической обработке в ферровихревом магнитном аппарате, и далее подаются на тонкослойный отстойник, где под действием гравитационных сил из образованной массы выделяется осадок твердых взвешенных частиц, а осветленная вода сливается в электрофлотатор, в котором посредством электролиза воды из осветленной воды выделяются взвешенные твердые частицы. Объем навоза в бункере-накопителе, содержащий твердую фазу из фильтрующей центрифуги, осадок взвешенных твердых частиц из тонкослойного отстойника и флотационный шлам из элетрофлотатора, поступает в питатель пивной дробины, где смешивается с пивной дробиной влажностью 75-80% со средним размером частиц 1,0-1,1 мм, и в количестве 15% от объема навоза, и в виде общей биомассы подается в биореактор для анаэробного сбраживания.
Использование предлагаемого способа позволяет увеличить интенсивность процесса метаногенеза в биореакторе, что при термофильном режиме сокращает на сутки процесс выработки биогаза, и на 8-10% увеличивает объем выделяемого биогаза. Тем самым, сокращается время приготовления твердых органических удобрений из навозных стоков и увеличивается объем вырабатываемого биогаза. Кроме того, предлагаемый способ утилизации навозных стоков позволяет повысить экологическую безопасность на животноводческих комплексах. Согласно ГОСТ Р-2009 «Продукты пивоварения. Термины и определения» пивная дробина это - вторичный продукт пивоварения, состоящий из дробленых зернопродуктов и солода, оставшихся после фильтрования затора, а затор - смесь дробленых зернопродуктов с водой.
На чертеже (фиг.1) изображена технологическая схема утилизации животноводческих стоков по предлагаемому способу. Поступающий с животноводческого комплекса сток собирается в приемном резервуаре 1 и подается в гидроциклон – сгуститель 2, где из него удаляется свободная влага. Сгущенный до влажности 88-89% навозный сток далее поступает на вторичное разделение в непрерывнодействующую фильтрующую центрифугу 3, где он обезвоживается до влажности 65-70%. Отделенная на гидроциклоне – сгустителе 2 жидкая фаза навозных стоков и фильтрат, полученный после вторичного разделения в фильтрующей центрифуге 3, поступают по трубопроводу в на дополнительную обработку в ферровихревом магнитном аппарате 4, где подвергаются электромеханической переработке, и омагниченная вода подается на тонкослойный отстойник 5, где под действием гравитационных сил из образованной массы выделяется осадок твердых взвешенных частиц, а осветленная фаза сливается в электрофлотатор 6, в котором посредством электролиза воды из осветленной фазы выделяются во флотационный шлам более мелкие взвешенные твердые частицы. Твердая фаза навозных стоков, образованная после обезвоживания на фильтрующей центрифуге 3, осадок, полученный после осаждения в тонкослойном отстойнике 5, и флотационный шлам после очистки в электрофлотаторе 6, по транспортеру 7 поступают в бункер - накопитель 8. Затем обезвоженный объем навоза поступает в питатель пивной дробины 9, где смешивается с пивной дробиной влажностью 75-80% со средним размером частиц 1,0-1,1 мм, и в количестве 15% от объема навоза, и в виде общей биомассы подается в биореактор 10 для анаэробного сбраживания, из которого периодично выгружаются и складируются на специальной площадке 11 для хранения твердых органических удобрений, пригодных для внесения в почву. Образованный в биореакторе 10 биогаз перекачивается в газгольдер 12 для хранения и использования на хозяйственные нужды. Очищенная после электрофлотатора 6 сточная вода, содержащая допустимое количество взвешенных твердых частиц, сливается по трубопроводу 13 в лагуну 14, где хранится до полного обеззараживания.
Использование предлагаемого способа позволяет увеличить интенсивность процесса метаногенеза в биореакторе, что при термофильном режиме сокращает на сутки процесс выработки биогаза (фиг. 2), и на 8-10% увеличивает объем выделяемого биогаза (фиг. 3). Тем самым, сокращается время приготовления твердых органических удобрений из навозных стоков и увеличивается объем вырабатываемого биогаза. Кроме того, предлагаемый способ утилизации навозных стоков позволяет повысить экологическую безопасность на животноводческих комплексах.
Источники информации
1. Патент РФ №2161395, МПК7 А01С3/00, Способ переработки животноводческих стоков / Бойцов А.И., Гришин Б.М. / опубл. 10.01.2001.
2. Пат. 2471402 Российская Федерация, МПК7 А01С 3/00. Способ переработки животноводческих стоков [Текст] / Ю.А. Киров, Д.Р. Костерин, Т.Ю. Козлова, Д.Н. Котов, В.С. Зотеев; заявители и патентобладатели: Ю.А. Киров, Д.Р. Костерин, Т.Ю. Козлова, Д.Н. Котов, В.С. Зотеев - №2011130105/13; заявл. 19.07.2011; опубл. 10.02.2013, Бюл. №4. - 4 с.
3. Пат. 2688410 Российская Федерация, МПК7 A01С 3/00. Способ переработки животноводческих стоков / Ю.А. Киров, В.А. Киров, Ю.З. Кирова, Д.Н. Котов, А.С. Сычев; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» - №2018105235; заявл. 12.02.2018: опубл. 21.05.2019, Бюл. №15. – 2 с. [прототип].
Claims (1)
- Способ утилизации навозных стоков, характеризующийся тем, что включает предварительное сгущение исходной массы навозных стоков, вторичное разделение на твердую и жидкую фракции сгущенной массы навозных стоков и очистку жидкой фракции от взвешенных твердых частиц, предварительное сгущение исходной массы навозных стоков осуществляется на гидроциклоне-сгустителе в поле действия центробежных сил, вторичное разделение на фракции сгущенной массы навозных стоков происходит в фильтрующей центрифуге с получением твердой фазы влажностью 65-70%, отделенная после предварительного сгущения жидкая фракция навозных стоков и фильтрат, полученный после вторичного разделения, дополнительно подвергается электромеханической обработке в ферровихревом магнитном аппарате, и далее подаются на тонкослойный отстойник, где под действием гравитационных сил из образованной массы выделяется осадок твердых взвешенных частиц, а осветленная вода сливается в электрофлотатор, в котором посредством электролиза воды из осветленной воды выделяются взвешенные твердые частицы, при этом объем навоза в бункере-накопителе, содержащий твердую фазу из фильтрующей центрифуги, осадок взвешенных твердых частиц из тонкослойного отстойника и флотационный шлам из электрофлотатора, поступает в питатель пивной дробины, где смешивается с пивной дробиной влажностью 75-80% со средним размером частиц 1,0-1,1 мм, и в количестве 15% от объема навоза, и в виде общей биомассы подается в биореактор для анаэробного сбраживания.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787785C1 true RU2787785C1 (ru) | 2023-01-12 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108821927A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-11-16 | 安徽冠华农牧有限公司 | 一种生物有机肥及其制备工艺 |
| RU2688410C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2019-05-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ переработки животноводческих стоков |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688410C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2019-05-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ переработки животноводческих стоков |
| CN108821927A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-11-16 | 安徽冠华农牧有限公司 | 一种生物有机肥及其制备工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Pollution control technologies for the treatment of palm oil mill effluent (POME) through end-of-pipe processes | |
| Rusten et al. | Microalgae growth for nutrient recovery from sludge liquor and production of renewable bioenergy | |
| US3462360A (en) | Waste treatment | |
| ES2618933T3 (es) | Tratamiento híbrido de aguas residuales | |
| Rico et al. | Solid–liquid separation of dairy manure: distribution of components and methane production | |
| CA2963539C (en) | Process and facility for the treatment of livestock waste | |
| WO2011100089A2 (en) | Systems and methods for reducing sludges produced by wastewater treatment facilities | |
| KR20140032362A (ko) | 혐기성 처리 방법 및 장치 | |
| CN103613245B (zh) | 一种神经多肽制品生产废水的处理工艺 | |
| US6391202B1 (en) | Process and apparatus for treating wastewater from oil plant processing and cereal processing | |
| WO2009114206A2 (en) | Method to remove algae from eutrophic water | |
| KR101462033B1 (ko) | 인 결정화 장치를 갖는 하·폐수처리시설 | |
| CN105502852B (zh) | 一种快速处理垃圾焚烧厂垃圾渗滤液的方法 | |
| RU2787785C1 (ru) | Способ утилизации животноводческих стоков на органические удобрения и биогаз | |
| Garcia et al. | Flocculants effect in biomass retention in a UASB reactor treating dairy manure | |
| KR100226612B1 (ko) | 유기성 폐기물의 처리방법 및 그의 장치 | |
| RU2474102C1 (ru) | Способ переработки животноводческих стоков | |
| CN105621806A (zh) | 一种快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺 | |
| JP7299176B2 (ja) | 廃水処理施設で生じる汚泥を減少させるためのシステムおよび方法 | |
| CN108467165A (zh) | 一种高效除磷农村生活污水处理系统 | |
| Nguyen et al. | Removal of organic matters from piggery wastewater in anaerobic moving bed biofilm reactor (MBBR) | |
| RU2305072C1 (ru) | Способ биологического удаления фосфора из сточных вод | |
| RU2257353C2 (ru) | Способ подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования | |
| JP2000514714A (ja) | 発酵反応器の容積充填量を最適化すると共に増加させる処理方法 | |
| Shengquan et al. | High effective to remove nitrogen process in abattoir wastewater treatment |