Способ приготовления компоста многоцелевого назначения

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке органических отходов, частности навоза. После послойной укладки навоза и влагопоглощающего материала органического происхождения осуществляют перемешивание компонентов при одновременном перемещении смеси в ферментер и последующее аэробное компостирование смеси при ее влажности 50 - 60% и периодическом вентилировании в течение 3 - 4 суток. Концентрацию кислорода в смеси поддерживают в пределах 5 - 12%, а перед компостированием загружаемую в ферментер смесь перемешивают с готовым компостом в массовом соотношении 9 : 1. Изобретением повышает технологичность способа и качество готовой продукции. 4 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам переработки навоза и других органических отходов.

Известен способ приготовления компоста, при котором органические отходы (навоз, опилки, торф и т.п.) укладывают послойно, перемешивают и компостируют [1].

Недостатком способа является низкое качество компостов из-за потери биогенных элементов, в частности азота, большие эксплуатационные затраты и загрязнение окружающей среды.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ приготовления компоста, включающий послойную укладку навоза и влагопоглощающего органического материала, перемешивание компонентов при одновременном перемещении смеси в ферментер с укрытием ее слоем готового компоста и последующею аэробное компостирование смеси [2].

Недостатком этого способа является длительность процесса компостирования, особенно в зимних условиях, из-за повышенной влажности смеси и низкая удобрительная ценность получаемого компоста.

Целью изобретения является повышение технологичности способа и качества готовой продукции.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе приготовления компоста, включающем послойную укладку навоза и влагопоглощающего органического материала, перемешивание компонентов при единовременном перемещении смеси в ферментер и последующее аэробное компостирование смеси, компостирование осуществляют при влажности смеси 50-60% и периодическом вентилировании в течение 3-4 суток, при этом концентрацию кислорода в смеси поддерживают в пределах 5-12%, а перед компостированием загружаемую в ферментер смесь перемешивают с готовым компостом в массовом соотношении 9:1.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что перед компостированием загружаемую в ферментер смесь перемешивают с готовым компостом в массовом соотношении 9:1, а компостирование осуществляют при влажности смеси 50-60% и периодическом вентилировании в течение 3-4 суток, поддерживая содержание кислорода в смеси в пределах 5-12%. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Признаки, отличающие предлагаемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлены временные зависимости температуры смеси различной влажности; на фиг.2 - зависимость температуры смеси от содержания кислорода; на фиг. 3 - временные зависимости температуры смеси в экстремально холодных условиях без и с добавлением в нее компоста многоцелевого назначения при различной влажности; на фиг.4 - принципиальная схема компостирования.

В результате исследований установлено, что интенсивность биотермического процесса наиболее высока при влажности смеси не ниже 50% и не выше 60%. (фиг. 1, зависимости 1, 2 и 3). Недостаточная или избыточная влажность смеси (фиг. 1, зависимости 4, 5 и 6) препятствуют созданию оптимальных условий жизнедеятельности аэробных термофильных микроорганизмов и как следствие снижает интенсивность биотермического процесса.

Кроме того, для создания оптимальных условий биотермического процесса в большинстве смесей на основе навоза при 50-60% влажности уровень кислорода в смеси должен поддерживаться в пределах 5-12% (фиг.2).

В свою очередь перемешивание смеси перед загрузкой в ферментер с уже готовым компостом в массовом соотношении 9:1 также резко повышает интенсивность биотермического процесса в экстремально холодных условиях, о чем свидетельствуют зависимости 1 и 2, представленные на фиг.3. Для сравнения там же приведены зависимости 3 и 4 для смесей с теми же влажностными характеристиками, но без добавления и перемешивания с готовым компостом.

Установлено, что добавление в смесь менее 10% готового компоста повышает интенсивность биотермического процесса незначительно, а более 10% не дает дополнительного эффекта и технологически не рационально.

Таким образом, полученные результаты исследований свидетельствуют о достижении положительного эффекта и правильном выборе оптимальных технологических параметров для способа приготовления компоста многоцелевого назначения.

Компостирование осуществляется в кирпичном или железобетонном ферментере 1 (фиг. 4) размерами 5104,5 м с воротами 2, куда закладывается смесь 3. Ферментер оборудован напорным 4 и вытяжным 5 вентиляторами, системой 6 напорных воздуховодов, пультом 7 управления с таймером продувки и отверстиями 8 для замера температуры и содержания кислорода в смеси.

Способ приготовления компоста многоцелевого назначения (КМН) в предлагаемом ферментере реализуется следующим образом.

Пример. На бетонированную площадку перед ферментером завозят сырье: торф, опилки, измельченную солому, навоз, готовый компост и т.п. с одновременной укладкой в штабель слоями расчетной толщины до средней влажности 50-60%. Затем масса из штабеля с помощью погрузчика (например, ПФ-0,75) подается в навозоразбрасыватель (например, ПРТ-7 или РОУ-6), где перемешивается и одновременно загружается в ферментер до заполнения его на высоту не более 2 м. После загрузки ферментера включают напорный вентилятор и по системе напорных воздуховодов подают воздух в необходимых количествах и в определенных интервалах с помощью таймера продувки пульта управления, поддерживая содержание кислорода в смеси в пределах 5-12%. Периодически контролируется температура и содержание кислорода в смеси с помощью электронных термометра и кислородомера. Компостирование при влажности смеси 50-60% осуществляется в течение 3-4 суток, при этом смесь разогревается до 70^oC и выше, что обеспечивает обеззараживание массы от болезнетворных микроорганизмов и уничтожение всхожести семян сорняков. Сигналом готовности продукта является падение температуры до 30^oC в смеси, зарегистрированное с помощью электронного термометра. Выгрузка готового продукта из ферментера проводится типовым фронтальным погрузчиком.

Полученный продукт - компост многоцелевого назначения (КМН) представляет собой однородную сыпучую массу, удобную для транспортировки, фасовки и внесения в почву, и может использоваться в нескольких направлениях.

В земледелии компост используется как высококачественное экологически чистое органическое удобрение, способное практически заменить минеральные туки, существенно повысить плодородие почв, снизить объемы применения пестицидов. Эффективность действия на урожай с/х культур в 2-3 раза выше по сравнению с традиционным навозом и компостами. Норма внесения 5-10 т/га.

В зависимости от исходных компонентов в 1 т КМН содержится до 50-65 кг NРК, в т.ч. азота до 25-30 кг; фосфора до 15-20 кг; калия до 10-15 кг и весь комплекс микроэлементов.

Срок действия КМН - до 3-5 лот, срок хранения не ограничен, способ хранения - в штабелях на открытых площадках.

2. Мульчирующий антисептический материал при возделывании овощных, ягодных и др. культур.

3. Субстрат для подготовки почво-грунтов, изготовления питательных горшочков и смесей.

4. Мульча - питательная подсыпка при выращивании огурцов и томатов в теплицах.

5. Субстрат для выращивания грибов.

В животноводстве компост используется как 1. Белково-витаминная кормовая добавка для кормления животных и птицы, содержащая до 20-25% сырого протеина. В рацион жвачных животных может вводиться до 20-40%, заменяя зерно и грубые корма, в рацион птиц - до 10-15%.

2. Антисептическая подстилка для скота и птицы, способствует сокращению заболеваемости животных маститом, копытной гнилью, повышает сохранность птицы, улучшает общий фон в животноводческих помещениях.

Использование предлагаемого способа приготовления компоста многоцелевого назначения позволяет по сравнению с существующим повысить технологичность за счет сокращения времени компостирования, осуществлять процесс в зимних условиях и повысить удобрительную ценность готового продукта.

Источники информации.

1. Органические удобрения. Справочник, М., ВО "Атропромиздат", 1988, с. 150-152.

2. Патент СССР 1813085, кл. C 05 F 3/00, 15/00, 1993 (прототип).

Формула изобретения

Способ приготовления компоста многоцелевого назначения, включающий послойную укладку навоза и влагопоглощающего органического материала, перемешивание компонентов при одновременном перемещении смеси в ферментер и последующее аэробное компостирование смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности способа и качества готовой продукции, компостирование осуществляют в ферментере при влажности смеси 50 - 60% и периодическом вентилировании в течение 3 - 4 сут, при этом концентрацию кислорода в смеси поддерживают в пределах 5 - 12%, а перед компостированием загружаемую в ферментер смесь перемешивают с готовым компостом в массовом соотношении 9 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4