Способ переработки навозных стоков и установка для его реализацииПатент на изобретение №: 2186475 Автор: Винаров А.Ю., Смирнов В.Н., Соколов Д.П., Семенцов А.Ю., Ерина Т.Э. Патентообладатель: Винаров Александр Юрьевич, Семенцов Алексей Юрьевич Дата публикации: 10 Августа, 2002 Начало действия патента: 23 Июля, 2001 Адрес для переписки: 125368, Москва, а/я 84, А.А.Щитову Изображения Изобретение относится к области переработки жидкого сырья с использованием тепловых процессов, а именно к области утилизации отходов жизнедеятельности животных и птиц, и может быть использовано в животноводческих фермах и птицеводческих хозяйствах, использующих, предпочтительно, бесподстилочное содержание и гидросмыв отходов жизнедеятельности животных и птиц. Способ заключается в аэробной жидкофазной ферментационной обработке смеси навоза и воды с использованием аэробных микроорганизмов в количестве от 0,2 до 2,0 г абсолютно сухого вещества в литрах ферментационной среды при температуре от 25 до 50oС и уровне аэрации от 0,2 до 2,0 объема подаваемого воздуха к объему ферментационной среды в минуту в течение от 60 до 120 ч в условиях перемешивания ферментационной среды, обеспечивающего скорость массопередачи кислорода воздуха в указанную среду в диапазоне от 0,2 до 2,0 кг/м3  ч. Изобретение позволяет обеспечить возможность утилизации жидкого навоза, в том числе, и гидросмыва навоза, с получением удобрения с высокой биологической активностью. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к области переработки жидкого сырья с использованием тепловых процессов, а именно к области утилизации отходов жизнедеятельности животных и птиц, и может быть использовано в животноводческих фермах и птицеводческих хозяйствах, использующих, предпочтительно, бесподстилочное содержание и гидросмыв отходов жизнедеятельности животных и птиц. Известен способ переработки свиного бесподстилочного навоза на удобрение (SU, авторское свидетельство 950217, 1982). Согласно известному способу свиной бесподстилочный навоз, в том числе и получаемый гидросмывом, из животноводческого помещения поступает в навозоприемник, снабженный устройством для перемешивания, предназначенным для предотвращения разделения поступившего навоза на фракции. Из указанного навозоприемника навоз посредством насоса перекачивают в смеситель. В процессе перекачивания происходит дополнительное измельчение остатков корма, присутствующего в навозе. Одновременно в смеситель поступает измельченный торф, очищенный от инородных примесей. Загруженные в смеситель торф и навоз подвергают гомогенизации и смешению. Затем полученную смесь перекачивают в накопительную емкость. После заполнения указанной емкости смесь перекачивают по замкнутому контуру, включающему электрогидравлическую дробилку. При достижении заданной однородности смеси она поступает в хранилище готового продукта. Недостатком известного способа следует признать его низкую питательную ценность, обусловленную отсутствием стадии ферментации навоза, т.е. глубинной переработки навоза. Известен способ получения биологически активного удобрения (SU, авторское свидетельство 1757209, 1989). Согласно известному способу осуществляют аэробную жидкофазную ферментационную обработку навозосодержащих сточных вод рециркуляционным активным илом, разделение жидкой и твердой фаз с уплотнением и последующей сушкой твердой фазы, причем аэробную обработку проводят при нагрузке на активный ил от 70 до 225 мг ХПК/ч и скорости роста ила от 0,01 до 0,2 ч-1 до снижения нагрузки по ХПК на 40-70%, а сушку избыточного ила ведут при 170-190oС. При реализации способа используют линию, содержащую биореактор, сборник навозосодержащих сточных вод, сборник активного ила, средство разделения жидкой и твердой фаз, средство уплотнения и сушки твердой фазы и сборник готовой продукции. Недостатком известного решения следует признать невысокую биологическую активность получаемого целевого продукта, обусловленную неоптимальностью условий ферментационной переработки. Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого изобретения, состоит в разработке средств переработки навоза на удобрение, обеспечивающих высокую биологическую активность полученного продукта. Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого решения задачи, состоит в обеспечении возможности утилизации жидкого навоза, в том числе и гидросмыва навоза, с получением удобрения с высокой биологической активностью. Указанный технический результат достигается при реализации способа переработки навозных стоков, включающего аэробную жидкофазную ферментационную обработку смеси навоза и воды, разделение жидкой и твердой фаз с последующей сушкой твердой фазы, причем указанную жидкофазную ферментацию проводят с использованием аэробных микроорганизмов в количестве от 0,2 до 2,0 г абсолютно сухого вещества в л (г а. с. в/л) ферментационной среды при температуре от 25 до 50oС и уровне аэрации от 0,2 до 2,0 объема подаваемого воздуха к объему ферментационной среды в минуту в течение от 60 до 120 часов в условиях перемешивания ферментационной среды, обеспечивающего скорость массопередачи кислорода воздуха в указанную среду в диапазоне от 0,2 до 2,0 кг/м3ч. Обычно содержание твердой фазы в навозе составляет от 2,0 до 50,0 мас.%. В основном способ предназначен для переработки навоза сельскохозяйственных животных и помета птиц. Предпочтительно в качестве аэробных микроорганизмов используют дрожжевые непатогенные культуры, и/или бактериальные непатогенные культуры, и/или грибные непатогенные культуры, и/или их ассоциации. В частности, могут быть использованы дрожжевая культура Endomycopsis fibuligera ВКПМ Y - 2173, грибы Syncephalastrum racemosum ВПКМ В - 826, бактерии Erwina species ВПКМ В - 7005. Аэрацию могут проводить непрерывно или циклически, предпочтительно период цикличности аэрации составляет от 1 до 4 часов. Указанный технический результат достигается использованием установки переработки навозных стоков, содержащей биореактор, сборник жидкого навоза и сборник готовой продукции. Кроме того, она дополнительно содержит засевной биореактор, емкость для раствора солей, первый побудитель расхода воздуха, биофильтр, на выходе которого установлен второй побудитель расхода воздуха, калорифер, узел обеззараживания целевого продукта, сборник целевого продукта, по меньшей мере, два насоса, и, по меньшей мере, шесть вентилей, причем, по меньшей мере, один насос установлен с возможностью перекачивания по трубопроводу навоза из сборника в биореактор через первый вход биореактора, первый побудитель расхода воздуха подключен посредством трубопровода ко второму входу биореактора, выход засевного биореактора подключен посредством трубопровода и вентиля к третьему входу биореактора, первый выход биореактора посредством трубопровода, по меньшей мере, одного вентиля и одного насоса подключен к входу калорифера, выход которого посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля подключен к четвертому входу биореактора, второй выход биореактора посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля подключен к входу узла обеззараживания целевого продукта, выход которого посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля соединен с входом сборника целевого продукта, при этом третий выход биореактора посредством трубопровода и вентиля соединен со сливной магистралью, а биофильтр подключен к магистрали отработанного воздуха биофильтра. Предпочтительно выход калорифера выполнен с возможностью подключения посредством трубопроводов и, по меньшей мере, одного вентиля к входу калорифера. Вход биофильтра может быть подключен непосредственно или посредством газопровода к выходу отработанного воздуха их биореактора. Выход указанного биофильтра может быть подключен к дополнительному побудителю расхода воздуха. Выход биофильтра может быть также соединен трубопроводом с побудителем расхода воздуха, подающим воздух в биореактор. Преимущественно сборник жидкого навоза дополнительно содержит второй погружной насос, установленный с возможностью прокачивания по замкнутому контуру содержимого сборника. Узел обеззараживания может быть выполнен с тепловой обработкой целевого продукта или с химической обработкой целевого продукта. В случае использования тепловой обработки указанный узел обеззараживания может быть выполнен с рекуперацией тепла. Предпочтительно в случае выполнения узла обеззараживания с тепловой обработкой он дополнительно содержит второй калорифер, вход которого посредством трубопровода подключен ко второму выходу биореактора, а выход - посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля - к первому входу, по меньшей мере, одного дополнительного сборника, выход которого подключен к сливной магистрали и, посредством трубопроводов, насоса и, по меньшей мере, одного вентиля к сборнику целевого продукта. В случае использования рекуперации тепла дополнительный выход сборника может быть посредством замкнутого трубопровода для теплоносителя, насоса и вентиля соединен с первым калорифером. В случае использования узла обеззараживания с химической обработкой целевого продукта он может содержать емкость для химического реагента и дополнительный сборник, причем выход емкости для химического реагента соединен трубопроводом и, по меньшей мере, одним вентилем с первым входом дополнительного сборника, а второй вход дополнительного сборника соединен со вторым выходом биореактора, при этом выход дополнительного сборника выполнен с возможностью подключения посредством вентиля к сливной магистрали, посредством, по меньшей мере, одного вентиля к сборнику целевого продукта и, посредством рецикла, с третьим входом дополнительного сборника. На чертеже представлена блок-схема предлагаемой установки. На чертеже приняты следующие обозначения: биореактор 1, сборник 2 жидкого навоза, емкость 3 для солей, засевной биореактор 4, первый калорифер 5, узел 6 обеззараживания, сборник 7 целевого продукта. В любом варианте реализации навозные стоки, предпочтительно с влажностью 90-98%, через штуцер подачи поступают в биореактор до уровня переливного штуцера (примерно 85% объема биореактора). После заполнения биореактора и внесения необходимого количества минерального питания включают циркуляционный насос и калорифер. Из циркуляционного штуцера биореактора навозные стоки отбирают циркуляционным насосом и через калорифер подают снова в биореактор через эжектор и устройство для смыва осадка. После установления в биореакторе заданной температуры (примерно 30oС) в биореактор вносят засевную культуру микроорганизмов из засевного биореактора и включают подачу воздуха в биореактор. Навозные стоки с засевной культурой в биореакторе аэрируются воздухом и циркулируют через калорифер вследствие действия циркуляционного насоса. Воздух в биореактор подают, предпочтительно, вентилятором из производственного помещения с температурой 20-30oС. Отработанный воздух выводят через штуцер, предпочтительно, расположенный в верхней части биореактора, посредством побудителя расхода воздуха в биофильтр. Предпочтительно указанный биофильтр обеспечивает утилизацию до 90% органических веществ, содержащихся в отработанном воздухе (меркаптаны, скатол, сероводород, аммиак). Предпочтительно через 72-84 часа из биореактора полностью или частично удаляют переработанные навозные стоки. Удаленные стоки при необходимости смешивают с наполнителем и/или дополнительными биологически активными веществами. На последнем этапе переработки целевой продукт обеззараживают. При химическом обеззараживании целевого продукта целевой продукт поступает в сборник. После заполнения указанного сборника на 65-85% слив в него обработанных стоков прекращают на 3-4 часа и включают циркуляционный насос, расположенный в указанном сборнике. Химическую стерилизацию переработанных навозных стоков осуществляют химическим реагентом, поступающим в верхнюю часть указанного сборника из емкости для химического реактива самотеком или под действием насоса. После осуществлении обеззараживания в сборник могут быть дополнительно поданы компоненты (жидкие и/или твердые) удобрения. Полученное удобрение поступает на фасовку в тару или передается на дальнейшую обработку. После освобождения сборника его повторно заполняют переработанными навозными стоками. При тепловой обработке переработанных навозных стоков они самотеком поступают во второй калорифер на стерилизацию. В указанном калорифере переработанные стоки нагревают примерно до 90oС, нагретые стоки поступают для выдержки в сборник. Возможен вариант, когда нагретые стоки поступают поочередно в два параллельно подключенных сборника. После охлаждения навозных стоков в сборнике до температуры 25-30oС в них, при необходимости, вносят дополнительно активные компоненты удобрения, после чего готовое удобрение поступает на фасовку или дополнительную переработку. При тепловой обработке переработанных навозных стоков с рекуперацией тепла переработанные навозные стоки поступают самотеком во второй калорифер, в котором навозные стоки нагревают до температуры примерно 90oС, а затем в сборник, содержащий рубашку охлаждения. В указанном сборнике навозные стоки при перемешивании циркуляционным насосом охлаждаются циркулирующим в рубашке сборника теплоносителем до 20-30oС и самотеком поступают в дополнительный сборник. При заполнении дополнительного сборника охлажденными обеззараженными стоками в него подают дополнительные компоненты удобрения, перемешивают стоки с указанными компонентами насосом и передают на фасовку или дополнительную переработку. Нагретый в рубашке сборника теплоноситель по выносному контуру передают посредством насоса в первый калорифер, нагревая поступающие в него исходные навозные стоки. Использование изобретения позволяет проводить утилизацию жидкого навоза, в том числе и гидросмыва навоза, с получением удобрения с высокой биологической активностью.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ переработки навозных стоков, включающий аэробную жидкофазную ферментационную обработку смеси навоза и воды, разделение жидкой и твердой фаз с последующей сушкой твердой фазы, отличающийся тем, что жидкофазную ферментацию проводят с использованием аэробных микроорганизмов в количестве от 0,2 до 2,0 г абсолютно сухого вещества в литрах ферментационной среды при температуре от 25 до 50oС и уровне аэрации от 0,2 до 2,0 объема подаваемого воздуха к объему ферментационной среды в минуту в течение от 60 до 120 ч в условиях перемешивания ферментационной среды, обеспечивающего скорость масcопередачи кислорода воздуха в указанную среду в диапазоне от 0,2 до 2,0 кг/м3ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание твердой фазы в навозе составляет от 2,0 до 50,0 мас.%. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют навоз сельскохозяйственных животных и помет птиц. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэробных микроорганизмов используют дрожжевые непатогенные культуры, и/или бактериальные непатогенные культуры, и/или грибные непатогенные культуры, и/или их ассоциации. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрацию проводят непрерывно. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрацию проводят циклически. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что период цикличности аэрации составляет от 1 до 4 ч. 8. Установка переработки навозных стоков, содержащая биореактор, сборник жидкого навоза и сборник готовой продукции, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит засевной биореактор, емкость для раствора солей, первый побудитель расхода воздуха, биофильтр, на выходе которого установлен второй побудитель расхода воздуха, калорифер, узел обеззараживания целевого продукта, сборник целевого продукта, по меньшей мере, два насоса, и, по меньшей мере, шесть вентилей, причем, по меньшей мере, один насос установлен с возможностью перекачивания по трубопроводу навоза из сборника в биореактор через первый вход биореактора, первый побудитель расхода воздуха подключен посредством трубопровода ко второму входу биореактора, выход засевного биореактора подключен посредством трубопровода и вентиля к третьему входу биореактора, первый выход биореактора посредством трубопровода, по меньшей мере, одного вентиля и одного насоса подключен к входу калорифера, выход которого посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля подключен к четвертому входу биореактора, второй выход биореактора посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля подключен к входу узла обеззараживания целевого продукта, выход которого посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля соединен с входом сборника целевого продукта, при этом третий выход биореактора посредством трубопровода и вентиля соединен со сливной магистралью, а биофильтр подключен к магистрали отработанного воздуха биофильтра. 9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что выход калорифера выполнен с возможностью подключения посредством трубопроводов и, по меньшей мере, одного вентиля к входу калорифера. 10. Установка по п.8, отличающаяся тем, что вход биофильтра подключен непосредственно или посредством газопровода к выходу отработанного воздуха из биореактора. 11. Установка по п.8, отличающаяся тем, что выход биофильтра подключен к указанному побудителю расхода воздуха, установленного на втором входе биореактора. 12. Установка по п.8, отличающаяся тем, что выход указанного биофильтра подключен к дополнительному побудителю расхода воздуха. 13. Установка по п.8, отличающаяся тем, что сборник жидкого навоза дополнительно содержит второй погружной насос, установленный с возможностью прокачивания по замкнутому контуру содержимого сборника. 14. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что узел обеззараживания выполнен с тепловой обработкой целевого продукта или с химической обработкой целевого продукта. 15. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что в случае использования тепловой обработки указанный узел выполнен с рекуперацией тепла. 16. Установка по п.14, отличающаяся тем, что в случае выполнения узла обеззараживания с тепловой обработкой он дополнительно содержит второй калорифер, вход которого посредством трубопровода подключен ко второму выходу биореактора, а выход - посредством трубопровода и, по меньшей мере, одного вентиля к первому входу, по меньшей мере, одного дополнительного сборника, выход которого подключен к сливной магистрали и, посредством трубопроводов, насоса и, по меньшей мере, одного вентиля - к сборнику целевого продукта. 17. Установка по п.15, отличающаяся тем, что в случае использования рекуперации тепла, дополнительный выход сборника посредством замкнутого трубопровода для теплоносителя, насоса и вентиля соединен с первым калорифером. 18. Установка по п.14, отличающаяся тем, что в случае использования узла обеззараживания с химической обработкой целевого продукта, он содержит емкость для химического реагента и дополнительный сборник, причем выход емкости для химического реагента соединен трубопроводом, и по меньшей мере, одним вентилем с первым входом дополнительного сборника, а второй вход дополнительного сборника соединен со вторым выходом биореактора, при этом выход дополнительного сборника выполнен с возможностью подключения посредством вентиля к сливной магистрали, посредством, по меньшей мере, одного вентиля к сборнику целевого продукта и, посредством рецикла с третьим входом дополнительного сборника.Популярные патенты: 2050096 Мотокосилка ... навеской, одноосного шасси 2 с двигателем 3, колесами 4 и шарниром 5, на котором закреплена рулевая штанга 6, привода 7 с валом 8 вращения колес 4 и режущего аппарата 1 и гасителя 9 вибраций. Режущий аппарат 1 содержит два корпуса верхний 10 и нижний 11, в которых размещены два ножа верхний 12 и нижний 13, установленных в пазах большей 14 и меньшей 15 глубины. Каждый корпус выполнен в виде прямоугольного бруса. Корпуса установлены симметрично относительно друг друга и образуют общий прямоугольный брус. Фиксация брусьев относительно друг друга совместно с ножами осуществляется болтами 16 с гайками 17 через отверстия 18 в брусьях. На ножах 12 и 13 установлены верхняя 19 и ... 2307495 Пневматический высевающий аппарат ... в частности к машинам для посева семян сельскохозяйственных культур. Известен высевающий аппарат, включающий семенную камеру, вертикальный высевающий диск с ячеями, напорную камеру, снабженную каналом с соплом и эжекторными трубками, размещенную в семенной камере и отделенную от нее перфорированной перегородкой, при этом эжекторные трубки соединены с семяпроводами /1/.Недостатком данного высевающего аппарата является недостаточное качество подачи семян при высоких скоростях посева.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является пневматический высевающий аппарат, содержащий бункер, корпус, семенную камеру, вертикальный высевающий диск с дозирующими элементами, канал ... 2065260 Гидравлическая система самоходной сельскохозяйственной машины ... гидрораспределителя, при этом управляемые обратные клапаны блока, подсоединенного к штоковой полости блокировочного сервоцилиндра, со стороны их запорных элементов соединены между собой параллельно, а клапаны блока, связанного с поршневой полостью упомянутого сервоцилиндра, со стороны их запорных элементов последовательно, кроме того, количество управляемых обратных клапанов в блоке соответствует количеству гидроцилиндров, управляемых гидрораспределителем. Таким образом, возникновение аварийной ситуации в результате ошибочных действий оператора исключается, т. к. шток блокировочного сервоцилиндра блокирует перемещение педали включения заднего хода машины до тех пор, пока не ... 2404898 Устройство на воздушной подушке для разбрасывателей органоминеральных удобрений ... на воздушной подушке (ВП), непосредственно к машинам с частичной разгрузкой опорных агрегатов, в частности к средствам на ВП для частичной разгрузки колес разбрасывателей органоминеральных удобрений. На современных животноводческих предприятиях основная масса органических отходов представлена навозом, который применяется непосредственно как удобрение. Из навоза путем добавления необходимого количества минеральных удобрений приготовляются органоминеральные удобрения (ОМУ), которые могут быть как твердыми (ТОМУ), так и жидкими (ЖОМУ). Внесение этих удобрений необходимо производить, начиная с раннего весеннего и кончая поздним осенним периодом. В эти периоды часто наблюдается ... 2456799 Ловушка для поимки животных, обитающих в земле ... Пятое отверстие 7 расположено в центральной части углубления 27.Спусковой механизм состоит из сторожка 16, стержня 14, втулки 13, переключателя 12, второй пружины 9, второй опоры 8, фиксатора 6 и первой оси 3.Могут быть использованы сторожки 16 двух видов - сторожок 16 подвесной или сторожок 16 цилиндрический. Сторожок 16 подвесной состоит из второй оси 18 и неустойчивого элемента 17. Неустойчивый элемент 17 и вторая ось 18 выполнены в виде стержней. Вторая ось 18 и неустойчивый элемент 17 соединены перпендикулярно друг другу. Длина второй оси 18 в сторожке 16 подвесном выполнена больше диаметра трубы 20. Длина неустойчивого элемента 17 в сторожке 16 подвесном выполнена меньше ... |
Еще из этого раздела: 2165701 Фунгицидная композиция и способ обработки культур для борьбы или профилактики грибковых заболеваний 2140738 Производные n-арилгидразина, способ их получения, способ подавления насекомых и композиция для подавления насекомых 2016512 Средство для борьбы против стресса у рыб и способ борьбы со стрессом у рыб 2262844 Способ повышения эффективности воспроизводства икры и численности осетрообразных рыб 2488422 Сеть фильтров 2060650 Дозатор концентрированных кормов 2452155 Лапа культиватора 2239968 Способ предпосевной обработки семян овощных культур 2278488 Способ создания пастбищных экосистем весенне-летнего срока использования 2230467 Добавка к пищевым продуктам, биоцидный препарат, 2-(1-окси- 4-гидроксифенилен)-бензохинон (варианты) и способ его получения |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||