WO2010047622A1 - Устройство для переработки помета - Google Patents

Устройство для переработки помета Download PDF

Info

Publication number
WO2010047622A1
WO2010047622A1 PCT/RU2009/000559 RU2009000559W WO2010047622A1 WO 2010047622 A1 WO2010047622 A1 WO 2010047622A1 RU 2009000559 W RU2009000559 W RU 2009000559W WO 2010047622 A1 WO2010047622 A1 WO 2010047622A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fermenter
mixture
fermenters
litter
mobile
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000559
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Вячеславович ШЕЛИХОВ
Николай Вячеславович ВАСИЛЬЕВ
Original Assignee
Shelikhov Andrei Vyacheslavovich
Vasiliev Nikolai Vyacheslavovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shelikhov Andrei Vyacheslavovich, Vasiliev Nikolai Vyacheslavovich filed Critical Shelikhov Andrei Vyacheslavovich
Publication of WO2010047622A1 publication Critical patent/WO2010047622A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C3/00—Treating manure; Manuring
    • A01C3/02—Storage places for manure, e.g. cisterns for liquid manure; Installations for fermenting manure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90—Apparatus therefor
    • C05F17/914—Portable or transportable devices, e.g. transport containers or trucks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90—Apparatus therefor
    • C05F17/964—Constructional parts, e.g. floors, covers or doors
    • C05F17/971—Constructional parts, e.g. floors, covers or doors for feeding or discharging materials to be treated; for feeding or discharging other material
    • C05F17/979—Constructional parts, e.g. floors, covers or doors for feeding or discharging materials to be treated; for feeding or discharging other material the other material being gaseous
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the technical field The invention relates to agriculture and can be used in the processing of poultry manure and livestock complexes, the production of fertilizers and feed additives using bird and animal droppings.
  • An analogue of the invention is a device for processing litter (RF patent N ° 44317, publ. March 10, 2005), comprising a fermenter, a device for supplying air to the fermenter, a device for removing gases from the fermenter; the fermenter comprises a bottom, an intermediate bottom, a side fence, a gate in the side fence, a roof, and an intermediate bottom with openings for the passage of the supplied air.
  • a device for supplying air to the fermenter is connected to the cavity between the bottom and the intermediate bottom, and a device for removing gases from the fermenter is connected to the cavity between the intermediate bottom and the roof.
  • the fermenter is loaded and unloaded through one gate with a bucket loader.
  • the initial mixture for loading into the fermenter is placed on the site in front of the doors of the fermenter.
  • the finished product is unloaded from the fermenter to the site in front of the doors of the fermenter.
  • the disadvantage of this analogue is the low environmental safety of litter processing. During work, the work site is contaminated before the fermenter is not processed litter (which is the source of the characteristic odor of the litter), carbon-containing substance and the finished product.
  • the fermenter is stationary, which involves washing and disinfection of the fermenter in the device for processing litter, with the ensuing problems of collection and treatment of wastewater.
  • the stationary fermenter does not allow transporting the processed mixture to it over a distance.
  • the second analogue of the invention is a device for making composts.
  • a fermenter containing a fermenter, a device for supplying air to the fermenter, a device for removing gases from the fermenter.
  • the fermenter contains a bottom, an intermediate bottom, a side fence, a roof.
  • the intermediate bottom is made with holes for the passage of the supplied air. Doors for loading the mixture and doors for unloading the finished product are made in the side railing.
  • a device for supplying air to the fermenter is connected to the cavity between the bottom and the intermediate bottom, and a device for removing gases from the fermenter is connected to the cavity between the intermediate bottom and the roof.
  • a disadvantage of the analogue is the low environmental safety of litter processing.
  • the work platform in front of the doors is contaminated with non-processed litter for loading the mixture into the fermenter.
  • the work platform in front of the doors is contaminated with the finished product for unloading the finished product from the fermenter.
  • the fermenter is stationary, which involves washing and disinfection of the fermenter in the device for processing litter, with the ensuing problems of collection and treatment of wastewater.
  • the stationary fermenter does not allow transporting the processed mixture to it over a distance.
  • a third analogue of the invention is a fermenter device (RF patent N ° 2261850, publ. 10.10.2005), containing a fermenter (bioreactor), a device for supplying air to the fermenter, a device for removing gases from the fermenter; the fermenter contains a bottom, an intermediate bottom, a side fence, a roof, and an intermediate bottom is made with holes for the passage of the supplied air.
  • a hatch for loading a mixture of litter and carbon-containing substance for fermentation in the side railing a hatch was made for unloading the finished product into a coolant - a box on wheels.
  • a device for supplying air to the fermenter is connected to the cavity between the bottom and the intermediate bottom, and a device for removing gases from the fermenter is connected to the cavity between the intermediate bottom and the roof.
  • the disadvantage of this analogue is the low environmental safety of litter processing.
  • the work site in the hatch area is contaminated with non-processed litter for loading the mixture into the fermenter.
  • the work site is contaminated with the finished product in front of the hatch for unloading the finished product from the fermenter to tel.
  • the fermenter is stationary, which involves washing and disinfection of the fermenter in the device for processing litter, with the ensuing problems of collection and treatment of wastewater.
  • the stationary fermenter does not allow transporting the processed mixture to it over a distance.
  • an analogue uses a wheeled cooler.
  • the prototype is a device for processing litter (RF patent N ° 2144015, publ. 10.01.2000), containing stationary fermenters arranged in two rows, a device for supplying air to the fermenters containing a blower fan or compressor, a device for removing gases from the fermenters, made in the form of gas water (pipe).
  • Each fermenter contains a bottom, an intermediate bottom, inclined at an angle to the bottom, a side fence, a cover.
  • the intermediate bottom is made with holes for the passage of the supplied air.
  • the slope of the intermediate bottom is made towards the hatch in the fence for unloading the mixture.
  • the device for supplying air to the fermenters is configured to be connected by means of an air duct with a cavity between the bottom and the intermediate bottom, and the device for venting gases from the fermenters is made to be connected by means of a gas duct (pipe) with a cavity between the intermediate bottom and the lid.
  • the mixture, located in the fermenter, is heated by the coolant in the pipe.
  • the mixture is loaded into the fermenter and the mixture is unloaded from the fermenter through various hatches in the fence.
  • the hatches are closed with covers.
  • the angle of inclination of the intermediate bottom to the bottom is selected so that the finished mixture under the influence of gravity with an open hatch independently pours out through the hatch onto the conveyor belt.
  • the disadvantage of the prototype is the low environmental safety of litter processing.
  • the working platform is contaminated with unprocessed litter, carbon-containing substance - in front of the loading hatch and the finished product (in particular, fertilizer) - in front of the unloading hatch, around the working conveyor.
  • the finished product in particular, fertilizer
  • the device does not allow unloading of the processed mixture (finished fertilizer or feed additive) directly into the car body or bag. Unloading can be carried out using a conveyor belt.
  • the device is stationary and does not allow: transportation of the fermenter with the processed mixture over long distances; mixing the mixture in the fermenter before fermentation and in the fermentation process by turning the fermenter relative to the longitudinal and transverse axes; wash and disinfect the fermenter outside the litter processing unit; urgently cool the mixture in the fermenter by removing the fermenter from the device for processing litter and placing it, for example, in the open air at low temperatures.
  • An object of the invention is to improve the environmental safety of industrial processing of litter.
  • the device for processing litter contains fermenters, a device for supplying air to the fermenters, a device for removing gases from the fermenters.
  • the invention differs from the prototype in that at least one fermenter is made mobile or all fermenters are made mobile and the mobile fermenter comprises a bottom, an intermediate bottom with holes, a side fence, a lid; and the volume between the lid and the intermediate bottom of the mobile fermenter is from 1.4 m to 70 m and, while the device for supplying air to the fermenters is configured to be connected via a duct with a cavity between the bottom and the intermediate bottom, and the device for removing gases from the fermenters is configured connections through a gas duct with a cavity between the intermediate bottom and the cover; the fermenter is configured to load the mixture through the hatch (with the hatch open) in the lid of the fermenter or through an opening into the working cavity of the fermenter with the lid of the fermenter open, and the mobile fermenter is configured to discharge the mixture through the hatch (with the lid open) in the fermenter enclosure.
  • the fermenter when devices for supplying air to the fermenters and removing gases from the fermenters are disconnected from the fermenter, the fermenter can be used for anaerobic fermentation (fermentation without oxygen access).
  • the territorial separation of the place of loading of the initial mixture into the fermenter and the place of unloading of the finished mixture (finished product) from the fermenter prevents the ingress of the initial mixture into the finished product.
  • the presence in the device for processing litter of several fermenters allows in one of them to process litter into fertilizer, and in the other - to process litter into a feed additive.
  • Figure 1 shows a top view of the fermentable mixture in the fermenter with partitions during the first stage of research to justify the minimum volume of the working cavity of the fermenter.
  • Figure 2 shows a top view of the fermentable mixture in the fermenter with partitions during the second stage of research to substantiate the minimum volume of the working cavity of the fermenter.
  • Fig. 3 shows a typical scheme of a fermenter (as described by RF patent N ° 2244697) for fermentation of a mixture of manure and carbon-containing material.
  • Figure 4 presents a diagram of the claimed device for processing litter containing mobile fermenters.
  • Figure 5 presents a mobile fermenter.
  • Figure 6 presents a section bB of the mobile fermenter.
  • 7 shows a view In a mobile fermenter.
  • FIG shows the loading of the fermenter with a mixture of litter and a carbon-containing substance.
  • Figure 9 presents the rack with mobile fermenters.
  • Figure 10 shows a mobile fermenter driven by a lift - but transport device.
  • Figure 11 presents a diagram of the discharge of the mixture from the mobile fermenter.
  • Fig presents a possible diagram of the swing of the fermenter in the longitudinal plane.
  • a serious environmental problem in the Russian Federation is the problem of preventing the accumulation of poultry waste and, above all, chicken droppings. This problem can only be successfully solved if an effective method of mass processing of litter into commercial products and, above all, into fertilizers is developed.
  • the problem of processing chicken manure is multifaceted and includes a number of particular tasks, one of which is the choice of rational dimensions and the number of fermenters for a particular poultry farm. The size and number of fermenters depends on the capacity of the poultry farm.
  • the essence of the passive method of aerobic solid-phase fermentation of bird droppings consists in mixing organic components - carbon-containing materials (peat, straw, sawdust, lignin, etc.) in certain proportions with droppings, and after long-term storage (1-2 years) occurs in collars natural maturation of organic fertilizer.
  • organic components - carbon-containing materials peat, straw, sawdust, lignin, etc.
  • aerobic solid-phase fermentation The essence of the active method of aerobic solid-phase fermentation (hereinafter referred to as aerobic solid-phase fermentation or simply fermentation) of poultry manure is that a mixture of organic components — carbon-containing materials (substances) and manure — is loaded into a fermenter device in which the mixture is aerated and processed by fermentation.
  • the process of aerobic solid phase fermentation consists of three periods.
  • the first period is the climatic microflora. This period, under appropriate conditions, can be from 12 to 50 hours. This time can be reduced due to forced heating of the organic mass from artificial heat sources (hot water supply, purging with hot air through a layer of fermentable mass).
  • the second period is the intensive development and quantitative growth of mesophilic, and then thermophilic bacteria - 20-60 hours, accompanied by heat and increase the temperature of the fermented mass from 30 ° C to 65-80 ° C.
  • the third period is a decrease in temperature to below 3O 0 C.
  • the duration of this period can be 36 hours or more. This period can be carried out already outside the fermenter or device for processing litter, since the growth of microorganisms has already been completed in the fermented mass. After the completion of the third period, the mass is cooled to ambient temperature.
  • the total weight of the mixture processed at a typical poultry farm in Russia per year will be 60 thousand tons, which with a bulk density of the mixture equal to 0.6 t / m 3, the total volume of the mixture processed per year will be 100 thousand m 3 .
  • the internal volume of the fermenter will be 242 m. If the height of the mixture in the fermenter is 1.2 m, the useful volume for fermentation will be 72.6 m 3 .
  • the width of the fermenter is increased from 5.5 m to 11 m, then the total number of fermenters for processing 40 thousand tons of bird droppings per year will decrease from 16 to 8 pieces.
  • B lO r of a peat-sawdust-litter mixture prepared from a litter that has been lying in air for 30 days already contains up to 100 million meso- and thermophilic microorganisms.
  • B lO r of a peat-sawdust-litter mixture prepared from litter that has been lying in air for 90 days contains up to 10 million meso- and thermophilic microorganisms, most of which are inactive.
  • the area of the perforated bottom of the fermenter was 60.5 m. Sizes of the bottom: width - 5.5m, length - 11m.
  • the mixture consisted of 70% chicken manure and 30% sawdust. The tests used litter, lying in air at a temperature of 10-22 0 C for one month. The bulk density of the mixture was 0.6 t / m. The purge mode was the same for all isolated cells and provided a reliable supply of microorganisms with air.
  • Figure l shows a top view of the fermentable mixture in fermenters with septa.
  • a fermenter with this design of partitions was used in the first stage of research. In total, at the first stage, 10 fermentations (tests) were carried out.
  • Positions 1 and 2 indicate isolated volumes with a bottom size of 2x3m, with a capacity of 5 tons each.
  • Positions 3, 4, 5 and 6 indicate isolated volumes with a bottom size of 1.2xlm, with a capacity of 1 ton each.
  • Positions 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 and 15 indicate isolated volumes with a bottom size of O.bhlm each, with a capacity of 0.5 tons each. ,
  • Positions 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 and 25 indicate isolated volumes with a bottom size of 0.1x0.6 m and a capacity of 0.05 tons each.
  • Positions 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 and 35 indicate isolated volumes with a bottom size of 0.1x1.2 m and a capacity of 0.1 tons each.
  • Positions 36, 37, 38, 39 and 40 denote isolated volumes with a bottom size of 1.08x1 m and a capacity of 0.9 tons each.
  • Positions 41, 42, 43, 44, 45 and 46 denote isolated volumes with a bottom size of 0.84xlm each, with a capacity of 0.7 tons each.
  • Positions 47, 48 and 49 denote isolated volumes with a bottom size of 1.8x2m, with a capacity of 3 tons each.
  • thermocouple connected to a tester to control the temperature of the mixture.
  • volumes 50, 51, 52, and 53 of the mixture the temperature was not controlled.
  • FIG. 1 presents a top view of the fermentable mixture in a fermenter with partitions. A fermenter with this design of partitions was used in the second stage of research. In total, 10 fermentations (tests) were carried out at this stage.
  • Position 54 indicates an isolated volume with a bottom size of 4x2m and a capacity of 7 tons.
  • Position 55 denotes an isolated volume with a bottom size of 4x2m, with a capacity of 7 tons.
  • Position 56 denotes an isolated volume with a bottom size of 4x2m, with a capacity of 7 tons.
  • Position 57 denotes an isolated volume with a bottom size of 4.3x2.4m and a capacity of 9 tons.
  • the results of studies related to the processing of litter obtained by the authors show that during fermentation the bulk density of the mixture loaded into the fermenter for processing, it is in the range from 0.35 to 0.70 t / m, while the moisture content in the mixture (weight or mass fraction of moisture) is from 25% to 75%.
  • the content of organic substances in the mixture loaded into the fermenter for processing is from 35% to 95%.
  • the volume of the fermenter in this case, should be at least 1.4 m 3 - 2.9 m 3 , depending on the bulk density of the fermented mixture.
  • the dimensions of the fermenter for example, can be 1 x 1 x 1.4m or 1 x 2.9 x lm.
  • the maximum volume of the fermenter may be limited by the volume of the allocated room, the area under the fermenter, or be limited by other factors.
  • a fermenter is a device in which fermentation takes place.
  • the terms fermenter, biofermenter, biofermenter, compost preparation device, organic waste processing device, fermenter device, litter disposal device, etc. are used.
  • Fermenters in particular, are described in RF patents N ° 2261850, N ° 2144015, M> 2244697, X ° 2237047, JV ° 2181712, M> 44317. Fermentation is the process of processing the components of litter and carbon-containing material by bacteria under aerobic and / or anaerobic conditions.
  • FIG. 3 shows a typical scheme of a fermenter (as described by the RF patent
  • the fermenter contains a working cavity for the fermented mixture and is configured to aerate the mixture located in the working cavity.
  • Fig. 3 the following positions are numbered: 60 — device for supplying (forcing) air 67 to the fermenter. May contain a fan or fans, a compressor, a cylinder of compressed air. Along with air, a non-air gas, such as ammonia, can be supplied to the fermenter. In this regard, the name of the device does not change, since it delivers a mixture of gases, which include air.
  • a device 60 for supplying air to the fermenter is connected to the cavity between the bottom 62 and the intermediate bottom 63 by means of an air duct 69 through an opening in the guard 64.
  • the device for processing litter includes how many fermenters and each of the fermenters contains a stand-alone device for supplying air to the fermenter (that is, each of the fermenters contains its own device for supplying air to the fermenter) then these stand-alone devices for supplying air to fermenters are collectively referred to as: "A device for supplying air to the farmers.”
  • the device for processing litter contains a device for supplying air to the fermenters, and the device for supplying air to the fermenters contains a device (stand-alone device) for supplying air to a particular fermenter.
  • a device for processing litter is provided, which comprises a device for supplying air to the fermenters, and a device for supplying air to the fermenters common to all fermenters.
  • a device for supplying air to fermenters may not be connected to all fermenters.
  • the concept is used: “A device for supplying air to all fermenters”.
  • a device for supplying air to the fermenters can be used both for supplying air and for removing gases from the working cavities of the fermenters. To do this, it is necessary that when venting gases the fan does not supply air to the fermenters, but sucks gases from working cavities of fermenters. This can be achieved, in particular, by reconnecting the fan to the other phases of the three-phase supply network.
  • 61 is a device for removing gases 68 from the fermenter. May contain fan or fans, exhaust pipe. A device for removing gases from the fermenter is connected to the working cavity of the fermenter by means of a gas duct 71 through an opening in the lid 65 of the fermenter.
  • the device for removing gases from the fermenter can be made in the form of an opening in the fence, or in the form of an opening in the lid of the fermenter, or in the form of an opening and a chimney.
  • the device for processing litter includes how many fermenters and each of the fermenters contains a stand-alone device for removing gases from the fermenter (that is, each of the fermenters contains its own device for removing gases from the fermenter) then these stand-alone devices for removing gases to the aggregates are called: ((A device for removing gases from fermenters.
  • a device for processing litter contains a device for removing gases from fermenters, and a device for removing gases from fermenters ter contains a device (stand-alone device) for the removal of gases from a particular fermenter.
  • a device for processing litter which contains a device for removing gases from the fermenters, and a device for removing gases from the fermenters is the same for all fermenters.
  • a device for removing gases from fermenters may not be connected to all fermenters.
  • the concept is used: “Device for removing gases from all fermenters”.
  • a device for removing gases from the fermenter can be used both for the removal of gases and for aeration of the mixture in the working cavity of the fermenter. For this, it is necessary that during aeration, the fan does not suck out gas from the fermenter, but supply air from the environment to the fermenter. This can be achieved, in particular, by reconnecting the fan to the other phases of the three-phase supply network.
  • the name of the device ((Device for removing gases from the fermenter)) does not change.
  • intermediate bottom of the fermenter The term (intermediate) is introduced because the bottom is located between the bottom and the lid of the fermenter. In between the bottom is made with holes 66 for the passage of the supplied air 67.
  • the intermediate bottom is also called a perforated bottom. In the design of the bottom can use sheet materials with holes, nets, gratings.
  • side fence fermenter or just a fence.
  • walls can be used (when performing a fermenter, for example, in the form of a prism), a shell can be used (when performing a fermenter, for example, in the form of a barrel).
  • the fence connects the bottom and the cover of the fermenter, separates (encloses) the working cavity of the fermenter from the environment.
  • the lid, guard and bottom of the fermenter form the fermenter body.
  • the holes can be performed, for example, in the form of perforations, in the form of mesh cells.
  • the arrows indicate the direction of air movement during the operation of the fermenter.
  • the main components of the air at the Earth's surface are nitrogen N 2 , oxygen Og and argon Ar.
  • the composition of the air includes other gases: CO 2 , Ne, He, Kr, N 2 O, H 2 .
  • air contains water vapor (0.002-4% by mass), and in the surface air there is always a large amount of suspended solid and liquid particles forming aerosols.
  • air may contain other substances and gases.
  • gases gases and vapors that accumulate in the space between the upper boundary of the fermented mixture and the lid.
  • gases may be air, ammonia (during aerobic fermentation) or methane (during anaerobic fermentation).
  • the arrows indicate the direction of gas movement during the operation of the fermenter.
  • the air duct 69 is an air duct connecting the device 60 with the cavity 70 between the bottom and the intermediate bottom.
  • the air duct can be made in the form of a pipe, duct.
  • the duct material used is metal, plastic, composite material, asbestos, and rubber.
  • the duct is also called a gas duct.
  • the length of the duct and its flow area determine the resistance to air movement through the duct. With increasing length of the duct, resistance to air movement increases. With a decrease in the passage area of the duct, resistance to air movement increases.
  • the gas duct can be made in the form of pipes, ducts.
  • the gas duct material used is metal, plastic, composite material, asbestos, and rubber.
  • the length of the gas duct and its flow area determine the resistance to movement of gas or gases along the gas duct. With an increase in the length of the gas duct, resistance to gas motion increases. With a decrease in the area of the gas duct passage, the resistance to gas movement increases.
  • the gas duct passage is the cross section of the gas duct hole.
  • the working cavity 72 the working cavity of the fermenter or the internal working cavity of the fermenter.
  • the working cavity is also called the working volume, the internal working volume of the fermenter.
  • the working cavity is designed to accommodate a mixture for fermentation and the aerobic and / or anaerobic fermentation of the mixture. Alternatively, the cavity may be located between the intermediate bottom 63 and the cover 65.
  • the working cavity is laterally limited by a guard.
  • a mixture of 78 litter and carbon-containing material is placed in the working cavity 72 for processing by fermentation.
  • the working cavity of the fermenter is intended for processing (fermentation or fermentation) of the mixture of litter, at least with materials containing carbon in a fertilizer or feed additive.
  • a mixture of litter with materials containing carbon is obtained using a device for mixing the components of the mixture.
  • a device for mixing the components of the mixture may be stationary or mobile.
  • a mixer As a stationary device for mixing the components of the mixture (litter and carbon-containing material), a mixer is used, in particular, a twin-shaft paddle mixer with a capacity of 0.6 to 3 G / h, with a capacity of 20 kg to 1500 kg.
  • the mixer provides batch mixing of components with different bulk density. High quality mixing is achieved by the mixer created by the effect of mechanical zero gravity. The homogeneity of the mixture is 90-95%. Mixing time 1-2 minutes.
  • the device of the mixer allows you to get a homogeneous mixture of substances (for example, bulk products), including liquids.
  • substances for example, bulk products
  • liquids for example, liquids.
  • litter and carbon-containing material located in various containers (containers) are supplied in the required proportion.
  • a device for mixing the components of the mixture is located above the surface of the working platform with the possibility of placing underneath the means of transporting the mixture.
  • a mobile device for mixing the components of the mixture can use a frontal loader with a bucket.
  • mobile is made with the possibility of movement, in particular, made with the ability to move around the work site and beyond. Mobile - made with the possibility of both independent movement and movement using another device, for example, using a car, tractor, lifting transport device.
  • a mobile loader or crane equipment can be used to move the fermenter weighing 25 t or more.
  • a forklift or electric forklift can be used as a mobile loader.
  • Hatch - a closing hole inside something, in particular inside the fermenter. If the hatch can be used to pass a person into the fermenter, then it is called a door.
  • the hatch may be closed by a lid or other device, in particular, gauges.
  • An opening in the fermenter housing or an opening into the working cavity of the fermenter is an opening of any configuration in the housing through which access to the internal working cavity of the fermenter is provided. In a particular case, the opening can be made in a fence (in the wall, in the shell) and have a round or rectangular shape.
  • the hatch in the fence can serve as a wall in the fence, if it is made removable or opening.
  • the hatch is a special case of the opening.
  • the opening can be formed by removing one of the walls of the fermenter or lid.
  • a fermentation mixture is a mixture of litter and a carbon-containing material (substance).
  • Carbon-containing material is also called carbon-containing material.
  • As the material containing carbon use sawdust, shavings, straw, hay, tops, bonfire, lignin, peat and other substances.
  • the elements of the device for processing litter are located on the job site.
  • a work site may include a place for preparing a mixture of litter and carbon-containing material, a place for loading the mixture into the fermenter, a location for the fermenter, a place for the fermenter to be connected to the air supply device and to the gas exhaust device, and the place to unload the mixture from the fermenter (from the working cavity of the fermenter), roads, storage areas, etc.
  • the fermenter may include devices for controlling the temperature of the mixture located in the working cavity of the fermenter.
  • Fencing can be performed using metal sheet material, plastic sheet material, reinforced concrete slabs, bricks, wood, plywood.
  • the intermediate bottom can be made using a mesh (metal mesh) or mesh (metal mesh), sheet material with holes, a grill.
  • the bottom of the fermenter can be made using metal sheet material, plastic sheet material, reinforced concrete slabs, bricks, wood, plywood.
  • the lid of the fermenter can be made of metal, wood, plastic, in particular, polyethylene, rubber.
  • the claimed device for processing litter can be used in the processing of wastes (litter) of livestock complexes and poultry farms, the production of fertilizers and feed additives from the stool of animals and birds, ensuring increased environmental safety.
  • the device for processing litter may contain mobile and stationary fermenters.
  • a 40-foot container, widely used for transporting goods by rail, can serve as a housing for a mobile fermenter with a maximum volume.
  • the volume of the working cavity of the fermenter made from the container is 70 m.
  • the weight of the mixture When loading the working cavity with the fermentation mixture to the entire height of the fermenter cavity, with a bulk density of the mixture 0.35 - 0.7 t / m 3 , the weight of the mixture will be 24.5 - 49 t.
  • the weight of the mixture When loading a working cavity with a volume of 70 m 3 with a fermentation mixture to the entire height of the fermenter cavity, with a bulk density of the mixture 0.7 t / m, the weight of the mixture will be 49 tons. This is the maximum weight of the mixture for a mobile fermenter.
  • the weight of the container is 26 tons.
  • the weight of the container with the mixture is 75 tons.
  • a mobile fermenter may be smaller.
  • a loaded fermenter with a total weight of UT can be moved around the work platform using a D100 loader (manufactured by DAEWOO).
  • a loaded fermenter with a total weight of 12 tons can be moved around the work platform using a 120.4OD loader (manufactured by IVECO).
  • a loaded fermenter with a total weight of 25 tons can be moved around the working area with the help of a loader 250.40D (manufactured by Simps).
  • the claimed device for processing litter contains mobile fermenters 86 and 87 (see FIG. 4), a device for supplying air to the fermenters 88, a device for removing gases from the fermenters 89.
  • Each fermenter contains a bottom 90 (see FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6), an intermediate bottom 91, a side fence 92, a cover 93, and an intermediate bottom with openings 94 for passage of the supplied air from the cavity 95 between the bottom 90 and intermediate bottom 91 into the working cavity of the fermenter 96, located in the second tier.
  • the lid of the fermenter 93 can be made of metal, wood, plastic.
  • the cover can be made elastic, for example, from rubber, tarpaulin, polyethylene and other material.
  • a device 88 for supplying air to the fermenters is connected via a duct 97 to a cavity 95 between the bottom and the intermediate bottom of one of the fermenters and is connected by a duct 98 to a cavity 99 between the bottom and the intermediate bottom of another fermenter.
  • a device 89 for removing gases from the fermenters is connected by means of a gas duct 100 with a cavity 96 between the intermediate bottom 91 and the cover 93 of one of the fermenters, and connected by a gas duct 101 with a cavity 102 between the intermediate bottom 103 and the cover 104 of another fermenter.
  • the fermenters 86 and 87 are made mobile, with the possibility of movement using a lifting transport device 105 (see Figure 10).
  • each mobile fermenter The volume between the lid and the intermediate bottom of each mobile fermenter is 12m 3 .
  • the dimensions of the working cavity of the fermenter height - 2m, width - 2m, length - 3m.
  • the maximum weight of the mixture at 100% loading of the working cavity is 9.6 tons (with a bulk density of the mixture equal to 0.6 t / m).
  • the weight of the mixture at 80% loading of the working cavity is 7.68 tons (with a bulk density of the mixture equal to 0.6 t / m 3 ).
  • a loaded fermenter with such a weight is moved along the work platform using a 120.4OD loader (manufactured by IVECO).
  • the mobile fermenter is configured to load the mixture through the hatch 106 (see Figure 5) with the hatch 107 open.
  • the hatch 106 is made in the lid 93 of the fermenter.
  • the mobile fermenter is configured to load the mixture through the opening into the working cavity of the fermenter with the lid of the fermenter open.
  • Fig presents a loading diagram of the mixture 108 of the fermenter 84 through the opening into the working cavity of the fermenter with the lid 85 of the fermenter open (the cover is removed from the fermenter).
  • a mobile fermenter is configured to discharge the mixture through the hatch 109 (see FIG. 5) with the lid 110 open in the fermenter guard 92.
  • the term ((made with the possibility of connection) is used since the device for supplying air to the fermenters 88 and the device for removing gases from the fermenters 89 can be connected to the fermenter, or can be disconnected from the fermenter.
  • the duct 97 is configured to change the area of the passage through the valve 111 to change the resistance to movement of air into the cavity 95 of the fermenter.
  • the duct 98 is also configured to change the area of the passage through the valve 112 to change the resistance to movement of air into the cavity 99 of the fermenter.
  • the gas line 100 is configured to change the area of the passage through the valve 113 to change the resistance to the movement of gas into the cavity 96 of the fermenter.
  • the gas pipe 101 is configured to change the area of the passage through the valve 114 to change the resistance to movement of gas into the cavity 102 of the fermenter.
  • each of the above gas ducts can be configured to change the area of the bore due to deformation (compression, in order to reduce the area of the bore).
  • Each duct can also be configured to change the area of the bore due to local deformation (compression, in order to reduce the area of the bore).
  • a manifold 115 is used to distribute air through the ducts 97 and 98.
  • a manifold 116 is used to receive gas from the gas ducts 100 and 101.
  • Mobile fermenters are located on rack 117.
  • ducts, gas ducts, manifolds, a device for supplying air to the fermenters and a device for removing gases from the fermenters are fixed to the rack.
  • a device for processing litter can contain both mobile and stationary fermenters.
  • fermenters can be mounted on top of each other, for example, in two tiers.
  • a stationary device for mixing the components of the mixture In the device for processing litter use a stationary device for mixing the components of the mixture.
  • a stationary device for mixing the components of the mixture is shown in Fig. 8 and indicated by 79.
  • Litter from tank 82 and carbon-containing substance (material) from tank 83 are fed to the device through belt conveyors 80 and 81 in the required proportion.
  • Mixing and grinding takes place in device 79 mixture components: litter and carbonaceous matter, using augers.
  • the mixture 108 is discharged into the fermenter 84 through the opening into the working cavity of the fermenter with the cover of the fermenter 85 removed.
  • a DLS-1.5 twin-shaft paddle mixer As a stationary device for mixing the components of the mixture, a DLS-1.5 twin-shaft paddle mixer with a capacity of 3 Gt / hour and a capacity of 1500 kg is used. Mixing time 2 minutes.
  • the working platform includes a place for loading a mixture of manure and carbon-containing substance into the fermenter (see Fig. 8), a place for connecting the fermenter to a device for supplying air to the fermenters and to a device for removing gases from the fermenters (see Fig. 4), and a place for unloading the mixture from fermenter (see Fig. 11), the location of the fermenters (see Fig. 9), roads 118, storage areas, etc.
  • the location of the fermenters is the location of the racks 119, on which the fermenters are located, indicated by positions 120 to 125. On the rack are designated 126 and 127 free from fermenters.
  • At least two fermenters or all fermenters can be made mobile, with the possibility of independent movement on wheels, or with the possibility of moving with a trolley, or with the possibility of moving using a lifting transport device 105 (see Figure 10).
  • a mobile loader or crane equipment (self-propelled crane, truck mounted crane, overhead crane, gantry crane, etc.) is used to move the fermenter weighing from 25 t to 49 t.
  • a mobile loader can be used forklift, electric forklift, gantry crane or other crane.
  • the mobile fermenter can be arranged to move at least between the place of loading of the mixture of litter and carbon-containing substance into the fermenter and the place where the fermenter is connected to the device for supplying air to the fermenters and to the device for removing gases from the fermenters
  • the mobile fermenter can be arranged to move at least between the point where the fermenter is connected to the device for supplying air to the fermenters and the device for removing gases from the fermenters and the place where the mixture is unloaded from the fermenter
  • a device for removing gases from the fermenters can be connected to the working cavity of the fermenter through a gas duct through an opening in the lid and / or through an opening in the enclosure
  • a device for supplying air to the fermenters can be connected to the cavity between the bottom and the intermediate bottom through an opening in the bottom and / or through an opening in the fence
  • the mobile fermenter can be configured to load the mixture through the hatch (with the hatch open) in the lid of the fermenter or through an opening into the working cavity of the fermenter with the lid of the fermenter open
  • the mobile fermenter can be configured to discharge the mixture through the hatch (with the hatch open) in the fermenter guard
  • Mobile fermenter 128 (see Fig. 11), by means of a lifting transport device 129, is configured to tilt towards the hatch in the guard while unloading the mixture 130 from the working cavity of the fermenter into a container or other container for the mixture (finished product) 131.
  • the mobile fermenter is configured to raise, lower, move along the work platform, swing (incline) relative to the transverse and longitudinal axes of the fermenter.
  • FIG. 12 shows a fermenter 132 which, with a loader 133, swings relative to the transverse axis of the fermenter by moving the loader along an inclined platform 134.
  • Swing is carried out in order to mix the mixture in the working cavity of the fermenter.
  • the mobile fermenter can be configured to discharge the mixture through the hatch (with the hatch open) in the wall of the fermenter or through an opening into the working cavity of the fermenter with the fermenter wall open.
  • each fermenter can be made mobile or part of the fermenters made mobile, and part of the fermenters made stationary.
  • At least a portion of the mobile fermenters are placed on a rack (frame in the form of a frame).
  • At least a portion of the mobile fermenters are stacked on top of one another.
  • the claimed device operates as follows.
  • the components of the mixture namely litter and carbon-containing materials (substances) are loaded into containers 82 and 83, respectively (see Fig. 8). From there, by means of conveyor belts 80 and 81, the components of the mixture in the required proportion enter the mixer 79. After mixing and grinding, the mixture is discharged into the fermenter 84. In the mixture, It can contain up to 20% of carbon-containing material (sawdust, peat or other material). In the General case, the mixture may contain from 10 to 50% of carbon-containing material. A sensitive element of the device for controlling the temperature of the mixture is introduced into the mixture. Next, the fermenter by means of a lifting transport device 105 (see
  • Figure 10 moves to the rack 119, is installed in a free place, is connected to a device for supplying air to the fermenters and to a device for removing gases from the fermenters.
  • all mobile fermenters are loaded and connected to a device for supplying air to the fermenters and to a device for removing gases from the fermenters.
  • the mixture is periodically aerated by turning on the fan of the device for supplying air to the fermenters and the fan of the device for removing gases from the fermenters.
  • the total aeration time is 50% of the fermentation time.
  • the total aeration time (air ventilation) for various fermentation conditions can be from 1% to 90% of the fermentation time and depends on the fan performance.
  • the aeration mode in the fermenters is controlled by valves 111, 112, 113 114.
  • local deformation of the duct and / or gas duct suitable for the fermenter may affect the aeration characteristics (air flow through the fermenter).
  • the duct and gas duct are configured to reduce (change) the area of the passage section. This can significantly reduce the required value of the aerodynamic drag of the valve, reduce its dimensions, and the power of the electric drive.
  • the mixture is loaded into the mobile fermenter in a specially designated place - under the device for mixing the components of the mixture of manure with carbon-containing substance (under the mixer). If the components of the mixture woke up, then they woke up at the loading site. Unloading is also carried out in a specially prepared for this- th place. At the same time, pollution of the mixture components, and, most important, litter, is eliminated on a larger surface of the working platform.
  • a mobile fermenter it is possible to settle the mixture in a mobile fermenter outside the device for processing litter, for example, on the territory of the customer or on the territory of the enterprise for packaging the finished product. If necessary, it is possible to urgently cool the mixture in the fermenter by removing the fermenter from the device for processing litter and placing it, for example, in the open air at low ambient temperatures. At the same time, the activity of microorganisms sharply decreases, the loss of nitrogen (ammonia) from the mixture decreases.
  • a mobile fermenter it is possible to unload the processed mixture (finished fertilizer or feed additive) directly into the car body or bag without an intermediary device, in particular, a conveyor belt, a front lift with a bucket.
  • a very important property of the claimed device is achieved - this is the ability to wash and disinfect the mobile fermenter outside the device for processing litter in a designated place. This significantly increases the environmental safety of the device and the process of litter processing.
  • a biologically active additive is introduced into the mixture, including the following components: phosphonic complexon in an amount equivalent to the total micronutrient content in a mixture; a mixture of microelements complexonates - tov in an amount that brings the content of trace elements to the norm necessary for plants; fresh litter of animals or birds.
  • OEDP hydroxyethylenediphosphonic acid
  • NDP nitrilotrimethylphosphonic acid
  • EDTP ethylenediaminetetramethylphosphonic acid
  • Complexon in the composition of the additive is included in the amount necessary for the binding of all trace elements.
  • microelement complexonates are used: Cu, Fe, Co, Mn, Zn, balancing fertilizers or feed additives for microelements.
  • the amount of each trace element, for example, in a fertilizer is determined by the norms necessary for plants.
  • the third component of the supplement may be fresh litter of animals or birds of the same nature as the litter of the base fertilizer or feed additive.
  • the need for introducing fresh litter is explained by the fact that it contains the necessary mesophilic and thermophilic aerobic strains of bacteria that spontaneously propagate in the presence of complexon and complexonate, fermenting the litter already when preparing the mixture for fermentation.
  • Fresh litter is introduced into a biologically active additive in an amount of 1 wt.h. fresh litter on 500: 10000 may. hours mixture.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при переработке помета птицеводческих хозяйств и животноводческих комплексов, производстве удобрений и кормовых добавок с использованием помета птиц и животных. Целью изобретения является повышение экологической безопасности промышленной переработки помета. Цель достигается тем, что устройство для переработки помета содержит ферментеры, устройство для подачи воздуха в ферментеры, устройство для отвода газов из ферментеров, и от прототипа изобретение отличается тем, что, по меньшей мере, один ферментер выполнен мобильным или все ферментеры выполнены мобильными, и мобильный ферментер содержит дно, промежуточное днище с отверстиями, боковое ограждение, крышку и объём между крышкой и промежуточным днищем мобильного ферментера составляет величину от 1.4м3 до 70м3 и, при этом, устройство для подачи воздуха в ферментеры выполнено с возможностью соединения посредством воздуховода с полостью между дном и промежуточным днищем, а устройство для отвода газов из ферментеров выполнено с возможностью соединения посредством газовода с полостью между промежуточным днищем и крышкой; ферментер выполнен с возможностью загрузки смеси через люк (при открытой крышке люка) в крышке ферментера или через проём в рабочую полость фер- ментера при открытой крышке ферментера, а также мобильный ферментер выполнен с возможностью выгрузки смеси через люк (при открытой крышке люка) в ограждении ферментера.

Description

Устройство для переработки помета
Область техники Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при переработке помета птицеводческих хозяйств и животноводческих комплексов, производстве удобрений и кормовых добавок с использованием помета птиц и животных.
Уровень техники В настоящее время в России решение проблемы утилизации сельскохозяйственных отходов еще не нашло надлежащего инженерного воплощения. Ежегодно образование отходов только птицеводства составляет не менее 10 миллионов тонн.
Поэтому решение проблем экологически безопасного развития сельского хозяйства, утилизации сельскохозяйственных отходов, а также создания здоровой среды обитания для людей и животных является чрезвычайно актуальным для страны.
Опыт развитых европейских стран в настоящее время убедительно демонстрирует успешное решение проблемы переработки 100% помета с получением из него высокоэффективных удобрений и высококалорийных кормовых добавок.
Аналогом изобретения является устройство для переработки помета (патент РФ N° 44317, опубл. 10.03.2005 г.), содержащее ферментер, устройство для подачи воздуха в ферментер, устройство для отвода газов из ферментера; ферментер содержит дно, промежуточное днище, боковое ограждение, ворота в боковом ограждении, крышу, и промежуточное днище выполнено с отверстиями для прохода подаваемого воздуха.
Устройство для подачи воздуха в ферментер соединено с полостью между дном и промежуточным днищем, а устройство для отвода газов из ферментера соединено с полостью между промежуточным днищем и крышей. Ферментер загружается и выгружается через одни ворота с помощью погрузчика с ковшом. При этом исходную смесь для загрузки в ферментер располагают на площадке перед дверями ферментера. И готовый продукт выгружают из ферментера на площадку перед дверями ферментера. Недостатком аналога является низкая экологическая безопасность переработки помета. При работах загрязняется рабочая площадка перед ферментером не переработанным пометом (что является источником характерного запаха помета), углеродосодержащим веществом и готовым продуктом. Территориально место загрузки исходной смеси в ферментер и место выгрузки готового продукта из ферментера расположены на одном и том же месте перед дверями ферментера, что способствует попаданию исходной смеси (в ча- стности, помета) в готовый продукт. Ферментер выполнен стационарным, что предполагает помывку и дезинфекцию ферментера в устройстве для переработки помета, с вытекающими от сюда проблемами сбора и очистки стоков. Стационарный ферментер не позволяет транспортировать в нем переработанную смесь на расстояние. Вторым аналогом изобретения является устройство для приготовления компостов
(патент РФ Ns 2244697, опубл. 20.01.2005 г.), содержащее ферментер, устройство для подачи воздуха в ферментер, устройство для отвода газов из ферментера. Ферментер содержит дно, промежуточное днище, боковое ограждение, крышу. Промежуточное днище выполнено с отверстиями для прохода подаваемого воздуха. В боковом ограждении выпол- нены двери для загрузки смеси и двери для выгрузки готового продукта. Устройство для подачи воздуха в ферментер соединено с полостью между дном и промежуточным днищем, а устройство для отвода газов из ферментера соединено с полостью между промежуточным днищем и крышей.
Недостатком аналога является низкая экологическая безопасность переработки по- мета. При работах загрязняется не переработанным пометом рабочая площадка перед дверями для загрузки смеси в ферментер. При работах загрязняется готовым продуктом рабочая площадка перед дверями для выгрузки готового продукта из ферментера. Ферментер выполнен стационарным, что предполагает помывку и дезинфекцию ферментера в устройстве для переработки помета, с вытекающими от сюда проблемами сбора и очистки стоков. Стационарный ферментер не позволяет транспортировать в нем переработанную смесь на расстояние.
Третьим аналогом изобретения является ферментерное устройство (патент РФ N° 2261850, опубл. 10.10.2005 г.), содержащее ферментер (биореактор), устройство для подачи воздуха в ферментер, устройство для отвода газов из ферментера; ферментер содержит дно, промежуточное днище, боковое ограждение, крышу, и промежуточное днище выполнено с отверстиями для прохода подаваемого воздуха. В крыше выполнен люк для загрузки смеси помета и углеродосодержащего вещества для ферментации, в боковом ограждении выполнен люк для выгрузки готового продукта в остужитель - короб на колесах. Устройство для подачи воздуха в ферментер соединено с полостью между дном и промежу- точным днищем, а устройство для отвода газов из ферментера соединено с полостью между промежуточным днищем и крышей.
Недостатком аналога является низкая экологическая безопасность переработки помета. При работах загрязняется не переработанным пометом рабочая площадка в районе люка для загрузки смеси в ферментер. При работах загрязняется готовым продуктом ра- бочая площадка перед люком для выгрузки готового продукта из ферментера в охлади- тель. Ферментер выполнен стационарным, что предполагает помывку и дезинфекцию ферментера в устройстве для переработки помета, с вытекающими от сюда проблемами сбора и очистки стоков. Стационарный ферментер не позволяет транспортировать в нем переработанную смесь на расстояние. Для транспортировки продукта в аналоге использу- ется охладитель на колесах.
Прототипом является устройство для переработки помета (патент РФ N° 2144015, опубл. 10.01.2000г.), содержащее стационарные ферментеры расположенные в два ряда, устройство для подачи воздуха в ферментеры, содержащее нагнетательный вентилятор или компрессор, устройство для отвода газов из ферментеров, выполненное в виде газо- вода (патрубка). Каждый ферментер содержит дно, промежуточное днище, наклоненное под углом к дну, боковое ограждение, крышку. Промежуточное днище выполнено с отверстиями для прохода подаваемого воздуха. Уклон промежуточного днища выполнен в сторону люка в ограждении для выгрузки смеси. При этом, устройство для подачи воздуха в ферментеры выполнено с возможностью соединения посредством воздуховода с поло- стью между дном и промежуточным днищем, а устройство для отвода газов из ферментеров выполнено с возможностью соединения посредством газовода (патрубка) с полостью между промежуточным днищем и крышкой. Смесь, расположенная в ферментере, подогревается теплоносителем, находящимся в трубе.
Загрузка смеси в ферментер и выгрузка смеси из ферментера осуществляется через различные люки в ограждении. При работе ферментера люки закрыты крышками. Угол наклона промежуточного днища к дну подобран так, что готовая смесь под действием силы тяжести при открытом люке самостоятельно высыпается через люк на ленту транспортера.
Недостатком прототипа является низкая экологическая безопасность переработки помета. При работе рабочая площадка загрязняется не переработанным пометом, углеро- досодержащим веществом - перед загрузочным люком и готовым продуктом (в частности, удобрением) - перед люком для выгрузки, вокруг работающего транспортера. При отстаивании смеси в ферментере данное место в устройстве не может использоваться для переработки другой порции смеси. Конструктивно устройство не позволяет выгрузку пе- реработанной смеси (готового удобрения или кормовой добавки) непосредственно в кузов автомобиля или мешок. Выгрузка может осуществляться с использованием ленточного транспортера.
Устройство выполнено стационарным и не позволяет: транспортирование ферментера с переработанной смесью на большие расстояния; перемешивание смеси в ферментере перед ферментацией и в процессе ферментации посредством поворотов ферментера относительно продольной и поперечной осей; мыть и дезинфицировать ферментер за пределами устройства для переработки помета; экстренно охладить смесь в ферментере путем выемки ферментера из устройства для переработки помета и размещения его, например, на открытом воздухе при низких температурах.
Раскрытие изобретения Целью изобретения является повышение экологической безопасности промышленной переработки помета.
Цель достигается тем, что устройство для переработки помета содержит ферментеры, устройство для подачи воздуха в ферментеры, устройство для отвода газов из ферментеров. От прототипа изобретение отличается тем, что, по меньшей мере, один ферментер выполнен мобильным или все ферментеры выполнены мобильными, и мобильный ферментер содержит дно, промежуточное днище с отверстиями, боковое ограждение, крышку; и объем между крышкой и промежуточным днищем мобильного ферментера составляет величину от 1.4м до 70м и, при этом устройство для подачи воздуха в ферментеры выполнено с возможностью соединения посредством воздуховода с полостью между дном и промежуточным днищем, а устройство для отвода газов из ферментеров выполнено с возможностью соединения посредством газовода с полостью между промежуточным днищем и крышкой; ферментер выполнен с возможностью загрузки смеси через люк (при открытой крышке люка) в крышке ферментера или через проем в рабочую полость ферментера при открытой крышке ферментера, а также мобильный ферментер выполнен с возможностью выгрузки смеси через люк (при открытой крышке люка) в ограждении ферментера.
Технические результаты при реализации изобретения могут быть следующими. 1. В связи с выполнением ферментеров мобильными появляется возможность их загрузки смесью помета и углеродосодержащего вещества в специально отведенном месте - под устройством для смешивания компонентов смеси помета с углеродосодержащим веществом (под смесителем) и выгрузки - в специально подготовленном для этого месте. При этом исключается загрязнение рабочей площадки не переработанным пометом, углеродосодержащим веществом и готовым продуктом (в частности, удобрением). Устройство для смешивания компонентов смеси (смеситель) расположено над поверхностью рабочей площадки с возможностью размещения под ним мобильного ферментера. 2. Обеспечивается возможность отстаивания смеси в ферментере за пределами устройства для переработки помета с освобождением места в устройстве для установки другого ферментера со смесью для ферментации.
3. Обеспечивается возможность экстренного охлаждения смеси в ферментере пу- тем выемки ферментера из устройства для переработки помета и размещения его, например, на открытом воздухе при низких температурах окружающего воздуха.
4. Обеспечивается возможность выгрузки переработанной смеси (готового удобрения или кормовой добавки) непосредственно в кузов автомобиля или мешок без устройства - посредника, в частности, ленточного транспортера, фронтального подъемника с ков- шом.
5. Обеспечивается возможность эффективной ферментации смеси весом от 1 тонны до 49 тонн и транспортирования ферментера с переработанной смесью на большие расстояния, а также возможность выгрузки переработанной смеси из ферментера непосредственно в хранилище на территории заказчика или в тару на территории заказчика. 6. Обеспечивается возможность перемешивания смеси в ферментере перед ферментацией и в процессе ферментации посредством поворотов ферментера относительно продольной и поперечной осей с помощью подъемно транспортного устройства. Для этого дно и ограждение ферментера, соприкасающиеся с элементами подъемно транспортного устройства, могут усиливаться. 7. Обеспечивается возможность мыть и дезинфицировать ферментер за пределами устройства для переработки помета в отведенном для этого месте.
Кроме того, при отключенных от ферментера устройствах для подачи воздуха в ферментеры и отвода газов из ферментеров, ферментер может использоваться для анаэробной ферментации (ферментации без доступа кислорода). Территориальное разнесение места загрузки исходной смеси в ферментер и места выгрузки готовой смеси (готового продукта) из ферментера, предотвращает попадание исходной смеси в готовый продукт.
Наличие в устройстве для переработки помета нескольких ферментеров позволяет в одном из них перерабатывать помет в удобрение, а в другом - перерабатывать помет в кормовую добавку.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлена вид сверху на ферментируемую смесь в ферментере с перегородками при проведении первого этапа исследований по обоснованию величины мини- мального объема рабочей полости ферментера. На Фиr.2 представлена вид сверху на ферментируемую смесь в ферментере с перегородками при проведении второго этапа исследований по обоснованию величины минимального объема рабочей полости ферментера.
На Фиг.З представлена типовая схема ферментера (по описанию патента РФ N°2244697) для ферментации смеси помета и уrлеродосодержащего материала.
На Фиг.4 представлена схема заявленного устройства для переработки помета, содержащего мобильные ферментеры.
На Фиг.5 представлен мобильный ферментер. На Фиг.6 представлено сечение Б-Б мобильного ферментера. На Фиг.7 представлен вид В мобильного ферментера.
На Фиг.8 показана загрузка ферментера смесью помета и уrлеродосодержащего вещества.
На Фиг.9 представлен стеллаж с мобильными ферментерами.
На Фиг.10 представлен мобильный ферментер перемещаемый с помощью подъем - но транспортного устройства.
На Фиг.11 представлена схема выгрузки смеси из мобильного ферментера. На Фиг.12 представлена возможная схема качания ферментера в продольной плоскости.
Осуществление изобретения Серьезнейшей экологической проблемой в Российской Федерации является проблема предотвращения накопления отходов птицеводства и, прежде всего, куриного помета. Эта проблема может быть успешно решена только в том случае, если будет разработан эффективный способ массовой переработки помета в товарную продукцию и, прежде всего, в удобрения. Проблема переработки куриного помета многогранна и включает в себя ряд частных задач, одной из которых является выбор рациональных габаритов и количества ферментеров для конкретной птицефабрики. Габариты и количество ферментеров зависит от мощности птицефабрики.
Так, от одной средней мощности птицефабрики (400,0 тыс. кур-несушек или 6 млн. цыплят - бройлеров) ежегодно поступает до 40 тыс. тонн птичьего помета.
Для утилизации (промышленной переработки) 40 тыс.т. помета требуется строительство перерабатывающих устройств большой производительности.
На сегодняшний день основная тенденция по утилизации помета - это получение экологически чистых и высокоэффективных удобрений, путем аэробной твердофазной ферментации. Способ твердофазной ферментации может быть двух видов:
- пассивный способ аэробной твердофазной ферментации птичьего помета;
- активный способ аэробной твердофазной ферментации птичьего помета. Сущность пассивного способа аэробной твердофазной ферментации птичьего по- мета заключается в смешивании органических компонентов - углеродосодержащих материалов (торф, солома, древесные опилки, лигнин и др.) в определенных соотношениях с пометом, и после длительного хранения (1-2 года) в буртах происходит естественное созревание органического удобрения.
Сущность активного способа аэробной твердофазной ферментации (далее аэробной твердофазной ферментации или просто ферментации) птичьего помета заключается в том, что смесь органических компонентов -углеродосодержащих материалов (веществ) и помета загружается в устройство - ферментер, в котором смесь подвергается аэрации и переработки путем ферментации.
В процессе аэробной твердофазной ферментации смеси происходит интенсивный количественный рост мезо- и термофильных микроорганизмов. Они потребляют до 30% веществ перерабатываемой смеси. В результате диссимиляции выделяется теплота, которая способствует увеличению количества микроорганизмов.
Процесс аэробной твердофазной ферментации состоит из трех периодов. Первый период - климация микрофлоры. Этот период при соответствующих усло- виях может составлять от 12 до 50 часов. Это время может быть сокращено за счет принудительного подогрева органической массы от искусственных источников тепла (горячее водоснабжение, продувка горячим воздухом через слой ферментируемой массы).
Второй период - интенсивное развитие и количественный рост мезофильных, а затем и термофильных бактерий - 20-60 часа, сопровождающиеся выделением тепла и по- вышением температуры ферментируемой массы с 30°C до 65-80°C.
Третий период - снижение температуры до уровня ниже 3O0C. Длительность этого периода может составлять 36 часов и более. Этот период можно осуществлять уже за пределами ферментера или устройства для переработки помета, так как в ферментируемой массе уже закончен рост микроорганизмов. После завершения третьего периода массу ох- лаждают до температуры окружающей среды.
Приведем пример выбора количества ферментеров для промышленной переработки помета.
В частном случае для переработки 40 тыс. тонн помета необходимо 20 тыс. тонн торфа. Количество торфа выбирают в зависимости от характеристик помета, а также об- щего содержания в смеси питательных элементов (С, N, P, К). Практика (в России сейчас) показывает, что при исследовательской переработки помета перерабатывается менее 10% от общего веса получаемого помета на конкретной птицефабрике.
Общий вес перерабатываемой на типовой птицефабрике в России в год смеси со- ставит 60 тыс. тонн, что при насыпной плотности смеси равной 0.6 т/м3 общий объем перерабатываемой в год смеси составит 100 тыс. м3.
В день потребуется перерабатывать 274 м3.
Если строить ферментер высотой 4 м, шириной 5.5 м, длиной И м, внутренний объем ферментера составит 242 м . При высоте смеси в ферментере равной 1.2 м, полез- ный объем для ферментации составит 72.6 м3.
Для загрузки дневной нормы смеси в 274 м3 потребуется 4 ферментера. При ферментации смеси в течении 3-4 дней дополнительно потребуется 12 ферментеров. Таким образом, общее количество ферментеров для переработки 40 тыс. тонн птичьего помета в год потребуется не менее 16 ферментеров, с указанными выше размерами. Если длину ферментера уменьшит с 11 м до 5.5 м, то общее количество ферментеров для переработки 40 тыс. тонн птичьего помета в год увеличится с 16 до 32 штук.
Если ширину ферментера увеличить с 5.5 м до 11 м, то общее количество ферментеров для переработки 40 тыс. тонн птичьего помета в год уменьшится с 16 до 8 штук.
Выше приведенный расчет показывает, что выбор размера ферментера оказывает существенное влияние на количество ферментеров их стоимость, а следовательно, и на стоимость полученного удобрения.
Следует отметить, что на сегодняшний день у большинства птицефабрик, устройств для переработки помета нет.
Поэтому у таких птицефабрик происходит накапливание пометной массы вблизи производственных зон.
Это приводит к большим потерям ценных удобрительных качеств помета, гибели бактерий, участвующих в аэробной переработке смеси, что существенно затруднит в будущем процесс ферментации.
Учитывая сложность и актуальность решения проблемы утилизации птичьего по- мета, а также масштабность негативного влияния на экологическое благополучие прилегающих к птицефабрикам земель, с одновременной потерей огромных количеств ценнейших органических компонентов и химических веществ в помете, авторы в течение последних 5 лет провели ряд исследования по определению: оптимального соотношения помета и углеродосодержащего материала в ферментируемой смеси, влажности смеси, влиянию комплексонов и комплексонатов на эффективность ферментации, влиянию по- догрева на время ферментации, минимальных и максимальных размеров ферментера для конкретной птицефабрики.
Санитарно-бактериологические исследования, в которых участвовали авторы, показали, что в 10 г торфо-опилочно-пометной смеси приготовленной из свежего помета со- держится до 300 млн. мезо- и термофильных микроорганизмов (бактерий), причем они чрезвычайно активны, способны при благоприятных условиях размножаться, удваивая свое количество за 10-20 минут.
B lO r торфо-опилочно-пометной смеси приготовленной из помета, пролежавшего на воздухе 30 дней содержится уже до 100 млн. мезо- и термофильных микроорганизмов. B lO r торфо-опилочно-пометной смеси приготовленной из помета, пролежавшего на воздухе 90 дней содержится до 10 млн. мезо- и термофильных микроорганизмов, причем большинство из них не активны.
Также исследования показали, что при длительном нахождении помета на воздухе (более 30 суток) в его объеме появляются области, в которых практически отсутствуют активные мезо- и термофильные микроорганизмы.
По результатам исследований можно констатировать, что при производстве удобрений из «нe свежего) (пролежавшего длительное время на воздухе) помета не обеспечиваются условия для активного участия в процессе ферментации мезо- и термофильных микроорганизмов. В такой смеси зачастую растут анаэробные микроорганизмы, что суще- ственно влияет на развитие мезофильных и термофильных микроорганизмов, что в конечном итоге при ферментации не позволит создать в ферментируемой массе равномерную концентрацию мезо- и термофильных микроорганизмов, а также равномерный по объему температурный режим, который бы обеспечил надежную стерилизацию получаемых удобрений. Для проведения исследований использовался ферментер, описанный в патенте
N244317, опубликованном 10.03.2005 года (автор Шелихов Вячеслав Николаевич).
Площадь перфорированного днища у ферментера составляла 60.5м . Размеры днища: ширина - 5.5м, длина - 11м.
С помощью перегородок, изготовленных из листов фанеры с прослойкой из пено- пласта, на днище формировались изолированные объемы для ферментации смеси. Высота перегородок составляла 1.7м. При этом высота ферментируемой смеси в каждом изолированном объеме составляла 1.39-1.40м.
Смесь состояла из 70% куриного помета и 30% опилок. В испытаниях использовался помет, пролежавший на воздухе при температуре 10-220C один месяц. Насыпная плотность смеси составляла величину 0.6 т/м . Режим продувки был одинаков для всех изолированных ячеек и обеспечивал надежное снабжение микроорганизмов воздухом.
Исследования проходили в два этапа. В каждом этапе использовались различный состав изолированных объемов.
После каждой ферментации, смесь помета и опилок из ячеек температура в которых не превысила 640C выгружалась в бурты для последующей дополнительной ферментации.
На Фиг.l представлен вид сверху на ферментируемую смесь в ферментере с пере- городками. Ферментер с такой конструкцией перегородок использовался на первом этапе исследований. Всего на первом этапе было проведено 10 ферментации (испытаний).
Позициями 1 и 2 обозначены изолированные объемы с размером днища 2xЗм, вместимостью 5 тонн каждый.
Позициями 3, 4, 5 и 6 обозначены изолированные объемы с размером днища 1.2xlм, вместимостью 1 тонна каждый.
Позициями 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и 15 обозначены изолированные объемы с размером днища О.бхlм каждый, вместимостью 0.5 тонны каждый. ,
Позициями 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 и 25 обозначены изолированные объемы с размером днища 0.1x0.6м, вместимостью 0.05 тонны каждый. Позициями 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 и 35 обозначены изолированные объемы с размером днища 0.1x1.2м, вместимостью 0.1 тонны каждый.
Позициями 36, 37, 38, 39 и 40 обозначены изолированные объемы с размером днища 1.08x1 м, вместимостью 0.9 тонны каждый.
Позициями 41, 42, 43, 44, 45 и 46 обозначены изолированные объемы с размером днища 0.84xlм каждый, вместимостью 0.7 тонны каждый.
Позициями 47, 48 и 49 обозначены изолированные объемы с размером днища 1.8x2м, вместимостью 3 тонны каждый.
В каждом изолированном объеме в центре ферментируемой смеси размещалась термопара, соединенная с тестером для контроля температуры смеси. В объемах 50, 51, 52 и 53 смеси температура не контролировалась.
Результаты исследований представлены в таблице 1.
Анализ результатов исследований показал, что в изолированных объемах 1 и 2 с весом смеси 5 тонн в каждом объеме, в изолированных объемах 3, 4, 5 и 6 с весом смеси 1 тонна в каждом объеме, в изолированных объемах 47, 48 и 49 с весом смеси 3 тонны в каждом объеме, ферментация смеси во всех испытаниях прошла успешно. Температура смеси поднялась выше 640C.
В изолированном объеме 7 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 8 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 9 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 10 прошло 3 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 11 прошло 3 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 12 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 13 прошло 3 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 14 прошла 1 успешная ферментация из 10 проведенных.
В изолированном объеме 15 прошло 3 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 16 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 17 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 18 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 19 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 20 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 21 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 22 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 23 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 24 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 25 прошло 2 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 26 прошло 3 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 27 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 28 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 29 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 30 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 31 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 32 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 33 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 34 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 35 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 36 прошло 6 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 37 прошло 8 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 38 прошло 7 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 39 прошло 6 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 40 прошло 8 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 41 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 42 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 43 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 44 прошло 4 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 45 прошло 5 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 46 прошло 6 успешных ферментации из 10 проведенных. На Фиг.2 представлен вид сверху на ферментируемую смесь в ферментере с перегородками. Ферментер с такой конструкцией перегородок использовался на втором этапе исследований. Всего на этом этапе было проведено 10 ферментации (испытаний).
Позицией 54 обозначен изолированный объем с размером днища 4x2м, вместимостью 7 тонн.
Позицией 55 обозначен изолированный объем с размером днища 4x2м, вместимостью 7 тонн. Позицией 56 обозначен изолированный объем с размером днища 4x2м, вместимостью 7 тонн.
Позицией 57 обозначен изолированный объем с размером днища 4.3x2.4м, вместимостью 9 тонн.
Позицией 58 обозначен изолированный объем с размером днища 4.3x2.4м, вмести- мостью 9 тонн.
В каждом изолированном объеме в центре ферментируемой смеси размещалась термопара, соединенная с тестером для контроля температуры смеси. В объеме 59 смеси температура не контролировалась. Результаты исследований представлены в таблице 2. Анализ результатов исследований показал следующее.
В изолированном объеме 54 прошло 10 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 55 прошло 10 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 56 прошло 10 успешных ферментации из 10 проведенных.
В изолированном объеме 57 прошло 10 успешных ферментации из 10 проведенных. В изолированном объеме 58 прошло 10 успешных ферментации из 10 проведенных.
Таким образом, обобщая результаты, полученные на двух этапах исследований можно сделать вывод о том, что надежная ферментация проходит в смеси, вес которой составляет величину 1 тонна и выше.
Результаты исследований, связанных с переработкой помета, полученные авторами показывают, что при ферментации насыпная плотность смеси, загружаемой в ферментер для переработки, составляет величину в диапазоне от 0.35 до 0.70 т/м , при этом содержание влаги в смеси (весовая или массовая доля влаги) составляет величину от 25% до 75%. Содержание органических веществ в смеси, загружаемой в ферментер для переработки, составляет величину от 35% до 95%. Объем ферментера, при этом, должен быть не менее 1.4 м3 - 2.9м3, в зависимости от величины насыпной плотности ферментируемой смеси.
При этом размеры ферментера, например, могут быть 1 х 1 х 1.4м или 1 х 2.9 х lм. Максимальный объем ферментера может ограничиваться объемом выделенного помещения, площадью площадки под ферментер или ограничиваться другими факторами.
Исследования, проведенные авторами, показали, что ферментация смеси в ферментере с объемом рабочей полости менее 1.4м3 малоэффективна (не надежна) - относительно большая вероятность не удачной ферментации.
Для повышения эффективности ферментации смеси помета в малых объемах в неё добавляют выращенные штаммы мезо- и термофильных микроорганизмов, которые размножаются и перерабатывают смесь помета и углеродосо- держащего материала.
Мезо- и термофильных микроорганизмов требуется очень большое количество. В сельскохозяйственных НИИ имеются специальные лаборатории, которые выращивают и хранят микроорганизмы. Однако, искусственно выращенные микроорганизмы зачастую не приживаются в ферментируемой смеси. Для каждого состава ферментируемой смеси, как правило, требуется выращивание уникального консорциума микроорганизмов, что требует длительного времени и больших затрат. Все это существенно затрудняет промышленную переработку помета. И делает ферментацию в малых объемах не возможной. Таким образом, величина объема рабочей полости равная и большая 1 ,4м3 является существенным признаков ферментеров, осуществляющих промышленную переработку помета.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Ферментер - устройство, в котором происходит ферментация. В литературных источниках наряду с термином ферментер используют термины ферментатор, биоферментер, биоферментатор, устройство для приготовления компостов, устройство для переработки огранических отходов, ферментерное устройство, устройство для утилизации помета и др.
Ферментеры, в частности, описаны в патентах РФ N°2261850, N°2144015, M>2244697, X°2237047, JV°2181712, M>44317. Ферментация - процесс переработки компонентов помета и углеродосодержащего материала бактериями в аэробных и/или анаэробных условиях.
В литературных источниках наряду с термином ферментация используют термины ферментирование, биоферментация, биоферменирование, утилизация помета и др. На Фиг.З представлена типовая схема ферментера (по описанию патента РФ
N°2244697) для ферментации смеси помета и углеродосодержащего материала.
Ферментер содержит рабочую полость для ферментируемой смеси и выполнен с возможностью аэрации смеси, расположенной в рабочей полости.
На Фиг.З пронумерованы следующие позиции: 60 - устройство для подачи (нагнетания) воздуха 67 в ферментер. Может содержать вентилятор или вентиляторы, компрессор, баллон со сжатым воздухом. Наряду с воздухом в ферментер могут подавать газ, не входящий в состав воздуха, например, аммиак. В связи с этим название устройства не меняется, так как оно подает смесь газов, в состав которых входит воздух. Устройство 60 для подачи воздуха в ферментер соединено с полостью ме- жду дном 62 и промежуточным днищем 63 посредством воздуховода 69 через отверстие в ограждении 64.
В случае если в состав устройства для переработки помета входит насколько ферментеров и каждый из ферментеров содержит автономное устройство для подачи воздуха в ферментер (то есть, каждый из ферментеров содержит собственное устройство для по- дачи воздуха в ферментер) то эти автономные устройства для подачи воздуха в ферментеры в совокупности называются: «Уcтpoйcтвo для подачи воздуха в фepмeнтepы». Другими словами, говорят, что устройство для переработки помета содержит устройство для подачи воздуха в ферментеры, и устройство для подачи воздуха в ферментеры содержит устройство (автономное устройство) для подачи воздуха в конкретный ферментер. В патенте РФ N°2144015 представлено устройство для переработки помета, которое содержит устройство для подачи воздуха в ферментеры, и устройство для подачи воздуха в ферментеры единое для всех ферментеров.
В общем случае устройство для подачи воздуха в ферментеры может быть подключено не ко всем ферментерам. Для обозначения единого устройства для всех ферментеров служит понятие: «Уcт- ройство для подачи воздуха во все фepмeнтepы».
Устройство для подачи воздуха в ферментеры может использоваться, как для подачи воздуха, так и для отвода газов из рабочих полостей ферментеров. Для этого необходимо, чтобы при отводе газов вентилятор не подавал воздух в ферментеры, а отсасывал газы из рабочих полостей ферментеров. Это может быть достигнуто, в частности, переподключением вентилятора к другим фазам питающей трехфазной сети.
В данном случае название устройства «Уcтpoйcтвo для подачи воздуха в ферменте- pы» не меняется. 61 - устройство для отвода газов 68 из ферментера. Может содержать вентилятор или вентиляторы, вытяжную трубу. Устройство для отвода газов из ферментера соединено с рабочей полостью ферментера посредством газовода 71 через отверстие в крышке 65 ферментера.
Как вариант, устройство для отвода газов из ферментера может быть выполнено в виде отверстия в ограждении, или в виде отверстия в крышке ферментера, или в виде отверстия и вытяжной трубы.
В случае если в состав устройства для переработки помета входит насколько ферментеров и каждый из ферментеров содержит автономное устройство для отвода газов из ферментера (то есть, каждый из ферментеров содержит собственное устройство для отво- да газов из ферментера) то эти автономные устройства для отвода газов в совокупности называются: ((Устройство для отвода газов из фepмeнтepoв». Другими словами, говорят, что устройство для переработки помета содержит устройство для отвода газов из ферментеров, и устройство для отвода газов из ферментеров содержит устройство (автономное устройство) для отвода газов из конкретного ферментера. В патенте РФ N92144015 представлено устройство для переработки помета, которое содержит устройство для отвода газов из ферментеров, и устройство для отвода газов из ферментеров единое для всех ферментеров.
В общем случае устройство для отвода газов из ферментеров может быть подключено не ко всем ферментерам. Для обозначения единого устройства для всех ферментеров служит понятие: «Уcт- ройство для отвода газов из всех фepмeнтepoв».
Устройство для отвода газов из ферментера может использоваться, как для отвода газов, так и для аэрации смеси в рабочей полости ферментера. Для этого необходимо, чтобы при аэрации вентилятор не отсасывал газ из ферментера, а подавал воздух из окру- жающей среды в ферментер. Это может быть достигнуто, в частности, переподключением вентилятора к другим фазам питающей трехфазной сети.
В данном случае название устройства ((Устройство для отвода газов из ферментера)) не меняется.
63 - промежуточное днище ферментера. Термин ((промежуточное)) введен потому, что днище расположено в промежутке между дном и крышкой ферментера. Промежуточ- ное днище выполнено с отверстиями 66 для прохода подаваемого воздуха 67. Промежуточное днище еще называют перфорированным днищем. В конструкции днища могут использовать листовые материалы с отверстиями, сетки, решетки.
64 - боковое ограждение ферментера или просто ограждение. В качестве бокового ограждения могут использоваться стенки (при выполнении ферментера, например, в виде призмы), может использоваться обечайка (при выполнении ферментера, например, в виде бочки). Ограждение соединяет дно и крышку ферментера, отделяет (ограждает) рабочую полость ферментера от окружающей среды.
65 - крышка ферментера. Наряду с термином «кpышкa» используют термин «кpы- шa», «пepeкpытиe», «вepxнee перекрытие)) и др.
Крышка, ограждение и дно ферментера образуют корпус ферментера.
66 - отверстия в промежуточном днище для прохода подаваемого воздуха и прохода жидкости из смеси 78 в полость между дном и промежуточным днищем. Отверстия могут выполнять, например, в виде перфорации, в виде ячеек сетки. 67 - подаваемый (нагнетаемый) воздух - смесь газов, находящихся в атмосфере.
Стрелками показано направление движения воздуха при работе ферментера.
Основными компонентами воздуха у поверхности Земли являются азот N2, кислород Ог и аргон Ar. В состав воздуха входят и другие газы: CO2, Ne, Не, Kr, N2O, H2.
Кроме указанных газов, воздух содержит пары воды (0,002-4% по массе), а в приземном воздухе всегда есть большое количество взвешенных твердых и жидких частиц, образующих аэрозоли. Кроме того, воздух может содержать другие вещества и газы.
68 - газы (или газы и пары), скапливающиеся в пространстве между верхней границей ферментируемой смеси и крышкой. В качестве газов может быть воздух, аммиак (при аэробной ферментации) или метан (при анаэробной ферментации). Стрелками показано направление движения газа при работе ферментера.
69 - воздуховод, соединяющий устройство 60 с полостью 70 между дном и промежуточным днищем. Воздуховод может быть выполнен в виде трубы, короба. В качестве материала воздуховода используют металл, пластмассу, композиционный материал, ас- бест, резину. Воздуховод еще называют газоводом.
Протяженность воздуховода и его площадь проходного сечения определяют сопротивление движению воздуха по воздуховоду. С увеличением длины воздуховода растет сопротивление движению воздуха. С уменьшением площади проходного сечения воздуховода растет сопротивление движению воздуха. Проходное сечение воздуховода - попе- речное сечение отверстия воздуховода. 70 - полостью между дном и промежуточным днищем. Служит для подачи воздуха, поступающего из воздуховода 69, в отверстия 66 в промежуточном днище. Также в полость 70 поступает излишки жидкости из смеси 78, находящейся в рабочей полости ферментера. 71 - газовод (газоход), соединяющий рабочую полость ферментера и устройство
61. Газовод может быть выполнен в виде трубы, короба. В качестве материала газовода используют металл, пластмассу, композиционный материал, асбест, резину.
Протяженность газовода и его площадь проходного сечения определяют сопротивление движению газа или газов по газоводу. С увеличением длины газовода растет сопро- тивление движению газа. С уменьшением площади проходного сечения газовода растет сопротивление движению газа. Проходное сечение газовода - поперечное сечение отверстия газовода.
72 - рабочая полость ферментера или внутренняя рабочая полость ферментера. Рабочую полость еще называют рабочим объемом, внутренним рабочим объемом ферменте- ра. Рабочая полость предназначена для размещения в ней смеси для ферментации и собственно аэробной и/или анаэробной ферментации смеси. Как вариант, полость может быть расположена между промежуточным днищем 63 и крышкой 65. Рабочая полость с боков ограничена ограждением. В рабочей полости 72 располагают смесь 78 помета и углеродо- содержащего материала для её переработки путём ферментации. Рабочая полость ферментера предназначена для переработки (ферментации или ферментирования) смеси помета, по меньшей мере, с материалами, содержащими углерод в удобрение или кормовую добавку.
Смесь помета с материалами, содержащими углерод получают с использованием устройства для смешивания компонентов смеси. Устройство для смешивания компонентов смеси может быть стационарным или мобильным.
В качестве стационарного устройства для смешивания компонентов смеси (помета и углеродосодержащего материала) используют смеситель, в частности, двухвальный лопастной смеситель производительностью от 0.6 до ЗОт/час, вместимостью от 20кг до 1500кг. Смеситель обеспечивает порционное смешивание компонентов с разной объемной массой. Высокое качество смешивания достигается создаваемым смесителем эффектом механической невесомости. Однородность смеси составляет 90-95%. Время смешивания 1 -2 минуты.
Устройство смесителя позволяет получить однородную смесь веществ (например, сыпучих продуктов), в том числе, и с жидкостями. В устройство для смешивания компонентов смеси посредством ленточных транспортеров подают в необходимой пропорции помет и углеродосодержащий материал, расположенные в различных емкостях (тарах).
Устройство для смешивания компонентов смеси (смеситель) расположено над по- верхностью рабочей площадки с возможностью размещения под ним средства транспортировки смеси.
В качестве мобильного устройства для смешивания компонентов смеси могут использовать фронтальный погрузчик с ковшом.
Термин «мoбильный» - это выполненный с возможностью перемещения, в частно- сти, выполненный с возможностью перемещения по рабочей площадке и за её пределами. Мобильный - выполнен с возможностью, как самостоятельного перемещения, так и перемещения с помощью другого устройства, например, с помощью автомобиля, трактора, подъемно транспортного устройства.
В качестве подъемно транспортного устройства может быть использован мобиль- ный погрузчик или крановое оборудование (самоходный кран, кран-манипулятор, кран мостовой, кран козловой и др.) для перемещения ферментера весом от 25т и более.
В качестве мобильного погрузчика может быть использован автопогрузчик или электропогрузчик .
73 - люк в ограждении для выгрузки готового продукта. 74 - люк в ограждении для загрузки смеси в ферментер.
Люк — закрывающееся отверстие внутрь чего-либо, в частности, во внутрь ферментера. Если люк может использоваться для прохода человека в ферментер, то его называют дверью. Люк может закрываться крышкой или другим устройством, в частности, створами. Проем в корпусе ферментера или проем в рабочую полость ферментера - это отверстие любой конфигурации в корпусе, через которое осуществляют доступ во внутреннюю рабочую полость ферментера. В частном случае проем может быть выполнен в ограждении (в стенке, в обечайке) и иметь круглую или прямоугольную форму.
В частном случае люком в ограждении может служить стенка в ограждении, если она выполнена съемной или открывающейся. Люк является частным случаем проема.
Проем может быть образован за счет снятия одной из стенок ферментера или крышки.
75 — створы люка.
76 - крышка люка. 77 - рабочая площадка перед люком в ограждении для выгрузки готового продукта. 78 - смесь помета и углеродосодержащего материала. Эту смесь еще называют исходной смесью, исходной смесью для ферментации, смесью для ферментации.
Смесь для ферментации - это смесь помета и углеродосодержащего материала (вещества). Углеродосо держащий материал еще называют материалом, содержащим угле- род. В качестве материала содержащего углерод используют древесные опилки, стружку, солому, сено, ботву, костру, лигнин, торф и другие вещества.
Как правило, элементы устройства для переработки помета расположены на рабочей площадке.
Опыт переработки помета показывает, что рабочая площадка может включать ме- сто приготовления смеси помета и углеродосодержащего материала, место загрузки смеси в ферментер, место расположения ферментера, место подсоединения ферментера к устройству для подачи воздуха и к устройству для отвода газов, место выгрузки смеси из ферментера (из рабочей полости ферментера), дороги, складские площадки и др.
Ферментер может содержать устройства для контроля температуры смеси, распо- ложенной в рабочей полости ферментера.
Ограждение может быть выполнено с использованием металлического листового материала, пластмассового листового материала, железобетонных плит, кирпичей, дерева, фанеры.
Промежуточное днище может быть выполнено с использованием сетки (металли- ческой сетки) или сеток (металлических сеток), листового материала с отверстиями, решетки.
Дно ферментера может быть выполнено с использованием металлического листового материала, пластмассового листового материала, железобетонных плит, кирпичей, дерева, фанеры. Крышка ферментера может быть выполнена металлической, деревянной, пластмассовой, в частности, полиэтиленовой, резиновой.
Заявленное устройство для переработки помета может быть применено при переработке отходов (помета) животноводческих комплексов и птицеводческих хозяйств, производстве удобрений и кормовых добавок из испражнений животных и птиц с обеспече- нием повышенной экологической безопасности.
Отличием заявленного устройства от аналогов является наличие в нем мобильных ферментеров. В общем случае устройство для переработки помета может содержать мобильные и стационарные ферментеры. В качестве корпуса для мобильного ферментера с максимальным объемом может служить 40-футовый контейнер, широко использующийся для перевозки грузов по железной дороге.
Размеры 40-футового контейнера: высота 2.591м; ширина 2.438м; длина 12.192м.
При высоте рабочей полости равной 2.35м (высоте полости между дном и промежуточным днищем ферментера равной 24см) объем рабочей полости ферментера, выпол- ненного из контейнера равен 70м .
При загрузке рабочей полости смесью для ферментации на всю высоту полости ферментера, при насыпной плотности смеси 0.35 - 0.7 т/м3, вес смеси составит 24.5 - 49т.
При загрузке рабочей полости объемом 70м3 смесью для ферментации на всю высоту полости ферментера, при насыпной плотности смеси 0.7 т/м , вес смеси составит 49т. Это максимальный вес смеси для мобильного ферментера.
Вес контейнера 26 тонн. Таким образом вес контейнера со смесью 75 тонн.
Такой груз возможно перемещать по рабочей площадке, поднимать, опускать с помощью крана мостового или крана козлового соответствующей грузоподъемности.
Мобильный ферментер может быть и меньших размеров. Груженный ферментер с общим весом Ют возможно перемещать по рабочей площадке с помощью погрузчика D100 (производство DAEWOO).
Груженный ферментер с общим весом 12т возможно перемещать по рабочей площадке с помощью погрузчика 120.4OD (производство IVECO).
Груженный ферментер с общим весом 25т возможно перемещать по рабочей пло- щадке с помощью погрузчика 250.40D (производство Сimmiпs).
Частный случай применения устройства описан ниже на примере переработки помета в удобрение.
Заявленное устройство для переработки помета содержит мобильные ферментеры 86 и 87 (см. Фиг.4), устройство для подачи воздуха в ферментеры 88, устройство для от- вода газов из ферментеров 89.
Каждый ферментер содержит дно 90 (см. Фиг.4, Фиг.5, Фиг.6), промежуточное днище 91, боковое ограждение 92, крышку 93, и промежуточное днище выполнено с отверстиями 94 для прохода подаваемого воздуха из полости 95 между дном 90 и промежуточным днищем 91 в рабочую полость ферментера 96, расположенного во втором ярусе. Крышка ферментера 93 может быть выполнена из металла, дерева, пластмассы. Кроме того, крышка может быть выполнена эластичной, например из резины, брезента, полиэтилена и другого материала.
Устройство 88 для подачи воздуха в ферментеры соединено посредством воздухо- вода 97 с полостью 95 между дном и промежуточным днищем одного из ферментеров и соединено посредством воздуховода 98 с полостью 99 между дном и промежуточным днищем другого ферментера.
Устройство 89 для отвода газов из ферментеров соединено посредством газовода 100 с полостью 96 между промежуточным днищем 91 и крышкой 93 одного из ферменте- ров, и соединено посредством газовода 101 с полостью 102 между промежуточным днищем 103 и крышкой 104 другого ферментера.
Ферментеры 86 и 87 выполнены мобильными, с возможностью перемещения с помощью подъемно транспортного устройства 105 (см. Фиг.10).
Объем между крышкой и промежуточным днищем каждого мобильного ферменте- ра составляет величину 12м3. Размеры рабочей полости ферментера: высота - 2м, ширина - 2м, длина - Зм.
Максимальный вес смеси при 100% загрузке рабочей полости составляет 9.6т (при насыпной плотности смеси равной 0.6 т/м ).
Вес смеси при 80% загрузке рабочей полости составляет 7.68т (при насыпной плотности смеси равной 0.6 т/м3).
Груженный ферментер с таким весом перемещают по рабочей площадке с помощью погрузчика 120.4OD (производство IVECO).
Мобильный ферментер выполнен с возможностью загрузки смеси через люк 106 (см. Фиг.5) при открытой крышке люка 107. Люк 106 выполнен в крышке 93 ферментера. Кроме того, мобильный ферментер выполнен с возможностью загрузки смеси через проем в рабочую полость ферментера при открытой крышке ферментера. На Фиг.8 представлена схема загрузки смесью 108 ферментера 84 через проем в рабочую полость ферментера при открытой крышке 85 ферментера (крышка снята с ферментера).
Мобильный ферментер выполнен с возможностью выгрузки смеси через люк 109 (см. Фиг.5) при открытой крышке 110 люка в ограждении 92 ферментера.
В описании устройства используется термин ((выполнено с возможностью соеди- нeния» так как устройство для подачи воздуха в ферментеры 88 и устройство для отвода газов из ферментеров 89 могут подсоединяться к ферментеру, а могут быть отсоединены от ферментера. Воздуховод 97 выполнен с возможностью изменения площади проходного сечения посредством задвижки 111 для изменения сопротивления движению воздуха в полость 95 ферментера.
Воздуховод 98 также выполнен с возможностью изменения площади проходного сечения посредством задвижки 112 для изменения сопротивления движению воздуха в полость 99 ферментера.
Газовод 100 выполнен с возможностью изменения площади проходного сечения посредством задвижки 113 для изменения сопротивления движению газа в полость 96 ферментера. Газовод 101 выполнен с возможностью изменения площади проходного сечения посредством задвижки 114 для изменения сопротивления движению газа в полость 102 ферментера.
Кроме того, каждый из вышеуказанных газоводов может быть выполнен с возможностью изменения площади проходного сечения за счет деформации (сжатия, с целью уменьшения площади проходного сечения).
Каждый воздуховод также может быть выполнен с возможностью изменения площади проходного сечения за счет местной деформации (сжатия, с целью уменьшения площади проходного сечения).
Для распределения воздуха по воздуховодам 97 и 98 используют коллектор 115. Для приема газа из газоводов 100 и 101 используют коллектор 116.
Мобильные ферментеры расположены на стеллаже 117. Кроме того, на стеллаже закреплены воздуховоды, газоводы, коллекторы, устройство для подачи воздуха в ферментеры и устройство для отвода газов из ферментеров.
В общем случае устройство для переработки помета может содержать, как мобиль- ные, так и стационарные ферментеры.
Кроме того ферментеры могут устанавливаться друг на друга, например, в два яруса.
В устройство для переработки помета используют стационарное устройство для смешивания компонентов смеси. Стационарное устройство для смешивания компонентов смеси изображено на чертеже Фиг.8 и обозначено позицией 79. В устройство посредством ленточных транспортеров 80 и 81 подают в необходимой пропорции помет из емкости 82 и углеродосодержащее вещество (материал) из емкости 83. В устройстве 79 происходит перемешивание и измельчение компонентов смеси: помета и углеродосо держащего вещества, с помощью шнеков. После перемешивания смесь 108 выгружают в ферментер 84 через проем в рабочую полость ферментера при снятой крышке ферментера 85.
В качестве стационарного устройства для смешивания компонентов смеси используют двухвальный лопастной смеситель ДЛC-1.5 производительностью ЗОт/час, вмести - мостью 1500кг. Время смешивания 2 минуты.
Рабочая площадка включает место загрузки смеси помета и углеродосодержащего вещества в ферментер (см. Фиг.8), место подсоединения ферментера к устройству для подачи воздуха в ферментеры и к устройству для отвода газов из ферментеров (см. Фиг. 4), место выгрузки смеси из ферментера (см. Фиг. 11), место расположения ферментеров (см. Фиг. 9), дороги 118, складские площадки и др.
Место расположения ферментеров (см. Фиг. 9) - это место расположения стеллажей 119, на которых расположены ферментеры, обозначенные позициями со 120 по 125. На стеллаже обозначены свободные от ферментеров места 126 и 127.
По меньшей мере, два ферментера или все ферментеры могут быть выполнены мо- бильными, с возможностью самостоятельного перемещения на колесах, или с возможностью перемещения с помощью тележки, или с возможностью перемещения с помощью подъемно транспортного устройства 105 (см. Фиг.10).
В качестве подъемно транспортного устройства используют мобильный погрузчик или крановое оборудование (самоходный кран, кран-манипулятор, кран мостовой, кран козловой и др.) для перемещения ферментера весом от 25т до 49т.
В качестве мобильного погрузчика может быть использован автопогрузчик, электропогрузчик, кран козловой или другой кран.
Мобильный ферментер может быть выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере, между местом загрузки смеси помета и углеродосодержащего вещества в ферментер и местом подсоединения ферментера к устройству для подачи воздуха в ферментеры и к устройству для отвода газов из ферментеров
Мобильный ферментер может быть выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере, между местом подсоединения ферментера к устройству для подачи воздуха в ферментеры и устройству для отвода газов из ферментеров и местом выгрузки смеси из ферментера
Устройство для отвода газов из ферментеров может быть соединено с рабочей полостью ферментера посредством газовода через отверстие в крышке и/или через отверстие в ограждении Устройство для подачи воздуха в ферментеры может быть соединено с полостью между дном и промежуточным днищем через отверстие в дне и/или через отверстие в ограждении
Мобильный ферментер может быть выполнен с возможностью загрузки смеси че- рез люк (при открытой крышке люка) в крышке ферментера или через проем в рабочую полость ферментера при открытой крышке ферментера
Мобильный ферментер может быть выполнен с возможностью выгрузки смеси через люк (при открытой крышке люка) в ограждении ферментера
Мобильный ферментер 128 (см. Фиг.11), посредством подъемно транспортного устройства 129, выполнен с возможностью наклона в сторону люка в ограждении при выгрузке смеси 130 из рабочей полости ферментера в емкость или другую тару для смеси (готового продукта) 131.
Мобильный ферментер выполнен с возможность подъема, опускания, передвижения по рабочей площадке, качания (осуществления наклонов) относительно поперечной и продольной осей ферментера. На Фиг. 12 представлен ферментер 132, который с помощью погрузчика 133 качается относительно поперечной оси ферментера, путем движения погрузчика по наклонной площадке 134.
Качание осуществляют с целью перемешивания смеси в рабочей полости ферментера. При выполнении ограждения ферментера в виде стенок мобильный ферментер может быть выполнен с возможностью выгрузки смеси через люк (при открытой крышке люка) в стенке ферментера или через проем в рабочую полость ферментера при открытой стенке ферментера.
В заявленном устройстве каждый ферментер может быть выполнен мобильным или часть ферментеров выполнена мобильными, а часть ферментеров выполнена стационарными.
По меньшей мере, часть мобильных ферментеров располагают на стеллаже (каркасе в виде рамы).
По меньшей мере, часть мобильных ферментеров располагают на стеллаже один над другим.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Компоненты смеси, а именно помет и углеродосодержащие материалы (вещества) загружают соответственно в емкости 82 и 83 (см. Фиг.8). От туда посредством ленточных транспортеров 80 и 81 компоненты смеси в требуемой пропорции поступают в смеситель 79. После перемешивания и измельчения смесь выгружают в ферментер 84. В смеси мо- жет содержаться до 20% углеродосодержащего материала (опилок, торфа или др. материала). В общем случае в смеси может содержаться от 10 до 50% углеродосодержащего материала. В смесь вводят чувствительный элемент устройства для контроля температуры смеси. Далее ферментер посредством подъемно транспортного устройства 105 (см.
Фиг.10) перемещается к стеллажу 119, устанавливается на свободном месте, подключается к устройству для подачи воздуха в ферментеры и к устройству для отвода газов из ферментеров.
Выше описанным способом все мобильные ферментеры загружаются и подключа- ются к устройству для подачи воздуха в ферментеры и к устройству для отвода газов из ферментеров.
Далее периодически осуществляется аэрация смеси за счет включения вентилятора устройства для подачи воздуха в ферментеры и вентилятора устройства для отвода газов из ферментеров. Общее время аэрации составляет 50% от времени ферментации.
В общем случае общее время аэрации (вентиляции воздухом) для различных условий ферментации может составлять величину от 1 % до 90% от времени ферментации и зависит от производительности вентилятора.
Режим аэрации в ферментерах регулируется задвижками 111, 112, 113 114. Кроме того, на характеристики аэрации (расход воздуха через ферментер) может повлиять местная деформация воздуховода и/или газовода, подходящих к ферментеру. Как было указано выше, воздуховод и газовод выполнены с возможностью уменьшения (изменения) площади проходного сечения. Это может существенно снизить потребную величину аэродинамического сопротивления задвижки, уменьшить её габариты, мощность электропривода. После завершения ферментации, ферментер отключается от устройства для подачи воздуха в ферментеры и от устройства для отвода газов из ферментеров, далее ферментер посредством подъемно транспортного устройства перемещается от стеллажа к месту выгрузки смеси в тару (см. Фиг.l 1). С помощью того же подъемно транспортного устройства ферментер наклоняется в сторону люка для выгрузки смеси, открывают люк и смесь вы- гружается в тару для готового продукта.
Загрузка смеси в мобильный ферментер осуществляется в специально отведенном месте - под устройством для смешивания компонентов смеси помета с углеродосодержа- щим веществом (под смесителем). Если просыпались компоненты смеси, то просыпались на участке загрузки. Выгрузка также осуществлена в специально подготовленном для это- го месте. При этом на большей поверхности рабочей площадки исключается загрязнение компонентами смеси, а главное пометов.
При ферментации имеется период времени, когда готовая смесь отстаивается в ферментере. При наличии мобильных ферментеров они могут быть сняты со стеллажа, перемещены к месту хранения. А освободившееся место на стеллаже займет другой ферментер со смесью.
К тому же обеспечивается возможность отстаивания смеси в мобильном ферментере за пределами устройства для переработки помета, например на территории заказчика или на территории предприятия по расфасовке готового продукта. При необходимости обеспечивается возможность экстренного охлаждения смеси в ферментере путем выемки ферментера из устройства для переработки помета и размещения его, например, на открытом воздухе при низких температурах окружающего воздуха. При этом резко уменьшается активность микроорганизмов, уменьшаются потери азота (аммиака) из смеси. При использовании мобильного ферментера обеспечивается возможность выгрузки переработанной смеси (готового удобрения или кормовой добавки) непосредственно в кузов автомобиля или мешок без устройства - посредника, в частности, ленточного транспортера, фронтального подъемника с ковшом.
Обеспечивается возможность перемешивания смеси в ферментере перед фермента- цией и в процессе ферментации посредством поворотов ферментера относительно продольной и поперечной осей с помощью подъемно транспортного устройства. Возможная реализация такого перемешивания изображена на Фиг.12.
Достигается очень важное свойство заявленного устройства - это возможность мыть и дезинфицировать мобильный ферментер за пределами устройства для переработки помета в отведенном для этого месте. Это существенно повышает экологическую безопасность устройства и процесса переработки помета.
Чем больше мобильных ферментеров в устройстве, а точнее чем больше отношение количества мобильных ферментеров к количеству стационарных тем в большей степени проявляются вышеописанные положительные технические результаты. Для того чтобы удобрение или кормовая добавка были сбалансированы по микроэлементам, при смешении помета с веществами (материалами), содержащими углерод или в процессе ферментации в смесь вводят биологически-активную добавку, включающую следующие компоненты: фосфонсодержащий комплексон в количестве, эквимоляр- ном общему содержанию микроэлементов в смеси; смесь комплексонатов микроэлемен- тов в количестве, доводящем содержание микроэлементов до нормы, необходимой для растений; свежий помет животных или птицы.
В качестве фосфонсодержащего комплексона применяют такие соединения как ок- сиэтилендифосфоновая кислота (ОЭДФ), нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ), этилендиаминтетраметилфосфоновая кислота (ЭДТФ) и другие.
Комплексон в состав добавки входит в количестве, необходимом для связывания всех микроэлементов.
В качестве смеси комплексонатов микроэлементов используют комплексонаты микроэлементов: Cu, Fe, Со, Mn, Zn, балансирующих удобрения или кормовые добавки по микроэлементам. Количество же каждого микроэлемента, например, в удобрении определяется нормами, необходимыми для растений.
Как указывалось выше, третьим компонентом добавки может быть свежий помет животных или птицы той же природы, что и помет основы удобрения или кормовой добавки. Необходимость введения свежего помета объясняется тем, что он содержит необ- ходимые мезофильные и термофильные аэробные штаммы бактерий, которые спонтанно размножаются в присутствии комплексона и комплексоната, ферментируя помет уже при приготовлении смеси для ферментации. Свежий помет вводят в биологически-активную добавку в количестве 1 мас.ч. свежего помета на 500:10000 мае. ч. смеси.
Таблица 1
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
Таблица 2
Figure imgf000032_0001

Claims

Формула изобретения
Устройство для переработки помета, содержащее ферментеры, устройство для по- дачи воздуха в ферментеры, устройство для отвода газов из ферментеров, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один ферментер выполнен мобильным или все ферментеры выполнены мобильными, и мобильный ферментер содержит дно, промежуточное днище с отверстиями, боковое ограждение, крышку; и объем между крышкой и промежуточным днищем мобильного ферментера составляет величину от 1,4м3 до 70м3 и, при этом, уст- ройство для подачи воздуха в ферментеры выполнено с возможностью соединения посредством воздуховода с полостью между дном и промежуточным днищем, а устройство для отвода газов из ферментеров выполнено с возможностью соединения посредством газовода с полостью между промежуточным днищем и крышкой; ферментер выполнен с возможностью загрузки смеси через люк в крышке ферментера или через проем в рабо- чую полость ферментера при открытой крышке ферментера, а также мобильный ферментер выполнен с возможностью выгрузки смеси через люк в ограждении ферментера.
PCT/RU2009/000559 2008-10-21 2009-10-21 Устройство для переработки помета WO2010047622A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008141425 2008-10-21
RU2008141425 2008-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010047622A1 true WO2010047622A1 (ru) 2010-04-29

Family

ID=42119499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000559 WO2010047622A1 (ru) 2008-10-21 2009-10-21 Устройство для переработки помета

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010047622A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110015918A (zh) * 2018-01-09 2019-07-16 鑫宏润（天津）农业生物技术服务有限公司 一种生物有机肥生产系统及生产工艺
CN110845254A (zh) * 2018-07-25 2020-02-28 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所（宁夏土壤与植物营养重点实验室） 一种可移动环保户用型畜禽粪便发酵装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS551860A (en) * 1978-06-20 1980-01-09 Mitsubishi Electric Corp Fermentation apparatus for organic wastes
RU2144015C1 (ru) * 1998-07-27 2000-01-10 Гаврилин Валерий Павлович Технологическая линия для переработки органических отходов
JP2003275723A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Ntt-Me Corp コンテナ式密閉発酵槽
RU44317U1 (ru) * 2004-02-24 2005-03-10 Шелихов Вячеслав Николаевич Устройство для переработки помета
WO2005044756A1 (ja) * 2003-11-11 2005-05-19 Asuna Co., Ltd. 有機性廃棄物の堆肥化処理方法及び装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS551860A (en) * 1978-06-20 1980-01-09 Mitsubishi Electric Corp Fermentation apparatus for organic wastes
RU2144015C1 (ru) * 1998-07-27 2000-01-10 Гаврилин Валерий Павлович Технологическая линия для переработки органических отходов
JP2003275723A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Ntt-Me Corp コンテナ式密閉発酵槽
WO2005044756A1 (ja) * 2003-11-11 2005-05-19 Asuna Co., Ltd. 有機性廃棄物の堆肥化処理方法及び装置
RU44317U1 (ru) * 2004-02-24 2005-03-10 Шелихов Вячеслав Николаевич Устройство для переработки помета

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110015918A (zh) * 2018-01-09 2019-07-16 鑫宏润（天津）农业生物技术服务有限公司 一种生物有机肥生产系统及生产工艺
CN110015918B (zh) * 2018-01-09 2024-02-23 鑫宏润（天津）农业生物技术服务有限公司 一种生物有机肥生产系统及生产工艺
CN110845254A (zh) * 2018-07-25 2020-02-28 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所（宁夏土壤与植物营养重点实验室） 一种可移动环保户用型畜禽粪便发酵装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6281001B1 (en) Process for controlled composting of organic material and for bioremediating soils
RU69858U1 (ru) Установка биокомпостирования, дозревания и сушки обезвоженных осадков сточных вод
CN102603384A (zh) 有机固体废弃物好氧发酵制肥装置及其方法
US6627434B1 (en) Method and apparatus for controlled composting and bioremediating
CN1589245A (zh) 堆肥装置及其方法
US20080022739A1 (en) Vertical composter with leachate retention system
US2929688A (en) Composting apparatus
CN202482231U (zh) 有机固体废弃物好氧发酵制肥装置
KR100732492B1 (ko) 타워형 무교반 퇴비화 장치 및 그 방법
CA2362983A1 (en) Method of simultaneously composting anaerobic and aerobic material
Michel et al. Contained and in-vessel composting methods and methods summary
WO2010047622A1 (ru) Устройство для переработки помета
RU88015U1 (ru) Устройство для переработки помета
KR101247668B1 (ko) 파리 유충을 이용한 축분 퇴비화 시스템
CN113121274A (zh) 一种包含有机废弃物好氧发酵翻堆机的发酵处理系统
KR100321827B1 (ko) 음식물 쓰레기 처리 플랜트
RU220927U1 (ru) Устройство для ускоренной ферментации органических отходов
RU2392257C2 (ru) Способ приготовления компоста
EP1546066A1 (en) Vertical composting apparatus including processing zones
KR20120021658A (ko) 오?폐수 및 유기성 폐기물 통합처리시스템
RU2249581C1 (ru) Способ приготовления компоста с использованием пивной дробины
Skliar Skliar R., Ph. D. Eng. Jakubowski T. 2, DSc. 1Dmytro Motornyi Tavria state agrotechnological university, Melitopol, Ukraine
JPH11314990A (ja) 堆肥製造装置
CN112674033A (zh) 一种利用黑水虻自动化处理餐厨垃圾的系统
RU1813085C (ru) Способ переработки навоза на удобрение

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09822258

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE