Организация переработки навоза в Алейском районе Алтайского края

fy"> - обеспечение экономической эффективности  технологии компостирования [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9 – Схема компостирования.

1. Параметры аэробного процесса

Главные параметры процесса, которые нужно контролировать, чтобы  получить хороший компост, следующие: содержание влажности, концентрация кислорода, соотношение углерода/азота и  температура.

Влажность

Оптимальное содержание влажности  для аэробного процесса - 40-60%. В  сухой среде замедляется активность микроорганизмов, в свою очередь, слишком  влажная

 среда создаст анаэробное  разложение, с выделением газов.  Присоединение сухого материала  как, например, листьев, небольших  ветвей и др. уменьшает содержание  влажности.

Температура

Эффективная температура  компостирования - в диапазоне от 32 до 60°C.

Температура выше или ниже этого диапазона замедляет действие микроорганизмов.

Соотношение C/N

Бактерии и грибки, которые  находятся в компосте, используют углерод как источник пищи и синтезируют  протеины, используя азот. Недостаток азота в компостируемой массе  замедляет процесс компостирования, в свою очередь, переизбыток азота  создает аммиак с неприятным запахом. Оптимальное соотношение C/N - примерно 30:1. Если необходим дополнительный углерод, к компосту присоединяют составляющие с высоким содержанием углерода, напр., листья; если необходим азот - тогда свежую траву или навоз.

Кислород

Для оптимального процесса компостирования нужно определенное количество кислорода. Обычно этого  достигают искусственной вентиляцией  или дополнительно механическим перемешиванием компост. Слишком большое  количество воздуха

высушит и остудит компост, поэтому нужно обеспечить оптимальный  режим аэрации [3].

2. Процесс компостирования

Аэробный процесс, хотя довольно простой, в промышленных объемах  может требовать приток дополнительного  кислорода, который обеспечивают вентиляцией  компостируемой массы или перемешиванием компоста.

Эффективность аэробного  процесса обеспечивают оптимальная  температура и влажность, а также  соответствующее соотношение кислорода  и углерода-азота. Обеспечивая в  процессе компостирования оптимальных  условий для разложения органических веществ - температуру, влажность и  приток воздуха, биологический процесс разложения может происходить намного быстрее, по сравнению с естественным процессом разложения.

Микробиологические процессы, которые обеспечивают образование  компоста, проходят в просторном диапазоне  реакции среды от pH 5,5 до pH 7,6, но процессы нитрификации активнее проходят, если реакция среды - pH 6,8-7,3.

Важный указатель интенсивности  процесса компостирования - соотношение C:N (соотношение углерода и азота). Желательное соотношение C:N, чтобы  микробиологические процессы успешно  происходили, первоначально должно быть в границах от 20 до 30.

Чтобы сбалансировать соотношение  питательных элементов растений, уменьшить потери азота и увеличить  биологическую активность микроорганизмов, к компосту желательно примешать  минеральное удобрение фосфора  и калия. Минеральное удобрение  фосфора, это: фосфоритовая мука, порошкообразный  суперфосфат и фосфоргипс. Они стимулируют биотермические процессы, ускоряют гумификацию и связывают не только аммиачный азот, но также создают обстоятельства, чтобы его могла абсорбировать микрофлора, то есть, формируют условия, чтобы в удобрении увеличилась эффективность всасывания фосфора.

Чтобы выровнять в компосте соотношения питательных элементов  и предотвратить зимой его  вымерзание, как добавки используют 1-2% соли калия.

В свою очередь, чтобы обеспечить нужную реакцию среды, к кислой среде  нужно присоединить материалы известкования (1-2%).

На качество компоста влияет также однородность смешивания составляющих. Обычно это оценивают по коэффициенту вариации влажности массы или  содержанию подвижного фосфора в  массе, который не может превысить  ±10%.

Процесс компостирования - экзотермический  процесс, во время которого выделяется энергия и масса подогревается. Экзотермический характер процесса значительно ускоряет разложение таких  биологически разлагаемых составляющих, как целлюлоза, гемицеллюлоза, протеины, биополимеры, отдельные пестициды.

Дезактивизация деятельности патогенов возможна или длительно воздействуя на патогенные организмы при температурах, которые выше 42-45 ^оC, или воздействуя недолгое время в еще более высокой температуре ( >60-65 ^оC).

В биотермических процессах  гибнут патогенные бактерии, яйца личинок  и гельминтов, а также семена сорняков. Гибель семян сорняков и гельминтов происходят, начиная от температуры  в 50 ^оC (в термофильном режиме), а накопление питательных веществ и сохранение в подвижной форме - при температуре 25-35 ^оC (мезофильный режим).

Если температура смеси  компоста во всей массе достигает 55 ^оC, тогда полная гибель гельминтов происходит через 4 суток. Всхожесть семян сорняков исчезает при температуре 40 ^оC за 3-4 недели; 43 ^оC - за 3 недели; 45 ^оC - за 2 недели; 50 ^оC - за 1 неделю; 55 ^оC - 1-2 суток.

Если биотермические процессы происходят только в мезофильном режиме, тогда гибель гельминтов происходит только через 4-6 месяцев компостирования, но семена сорняков сохраняют всхожесть.

Достигший готовности компост  имеет следующие показатели:

- рыхлый, однородный, с размером  частиц не больше 120 мм

- влажность - 60 -70%,

- со слабощелочной или  нейтральной реакцией среды (pH не меньше 6,0)

- соотношение C : N 20 - 30

- органические вещества  составляют не менее 75%

- питательные вещества  находятся в принимаемом растениями  виде и составляют не менее  50% от общего состава

- содержит 25-35% сухих веществ,  примерно 0,6% N, 0,2% P2O5 и 0,6% K2O.

- в нем уже нет яиц  и личинок гельминтов, патогенных  микроорганизмов в опасной концентрации  и сохранивших всхожесть семян  сорняков.

В компосте допускается 1% нетоксических  чужеродных тел [3].

 

3. Технологии формирования компоста и оборудование

Процесс компостирования  в зависимости от объема органических отходов и возможностей, требований переработчиков можно провести: в  биореакторе, в куче компоста, в стационарном или вращающемся резервуаре компоста, а также в туннеле компоста.

Для компостирования используют открытые ямы (траншеи), статические  или аэрированные кучи, системы реактора и ветряные кучи. Последние являются самыми распространенными. При этой технологии формируют трапецеидальные кучи 1,5-2 метра в высоту, в которые складывают сырье (размельченные и смешанные отходы) компоста и которые размещают в направлении правящих ветров. Их периодически перемешивают, чтобы обеспечить оптимальные условия воздуха и влажности.

Контроль температуры  при оптимальном процессе обеспечивает более эффективное уничтожение  патогенов и более быстрое  разложение массы компоста, даже за 3-4 месяца.

Характеристика (недостатки и преимущества) разных методов компостирования  дана в таблице 1 [3].

Таблица 1.

Преимущества и недостатки разных методов компостирования

Для приготовления компоста в домашних условиях можно использовать промышленно произведенные компостировщики.

Для производства компоста в промышленных условиях широко используют открытые кучи (ветряные кучи) или кучи, которые покрывают пленкой или  брезентом, а также реакторы с подводом воздуха. Постоянным кучам компоста нужно быть достаточно объемными, чтобы обеспечить оптимальное количество тепла. Желательный размер кучи ~ 6 м в ширину и 2-3 м в высоту. Длину кучи ограничивают размеры используемой площади и количество материалов, которые предназначены для компостирования.

Основа у правильно  устроенного места для компостирования  должна быть изолированной. Важно отведение  сточной воды с выбранного места, а также отведение дождевых вод  или снега – им нельзя накапливаться, формируя особо влажные места. Собранную  воду от осадков можно использовать для увлажнения компостной кучи, предотвращая возможность их фильтрации в почву.

Чтобы получить качественный компост, необходимо обеспечить интенсивное  смешивание компостируемого материала  и аэрацию. Устраивая поле компостирования, нужно думать не только об образовании  кучи, но также и о возможности  использования техники.

Для приготовления компоста необходимой техникой являются –  устройство для перемешивания кучи , универсальный трактор с дополнительными приспособлениями для приготовления и перегрузки кучи, а также транспортная техника для перевозки массы. Общий процесс приготовления компоста может длиться 6-7 месяцев, это зависит от свойств составных частей компоста.

Чтобы ускорить процесс компостирования  и обеспечить оптимальный ход  процесса, могут быть использованы биореакторы закрытого типа. В биореакторах, чтобы органические отходы быстрее разделились, масса перемешивается, дополнительно подводится воздух. Во время процесса переработки поддерживаются оптимальные параметры разложения: определенная влажность, температура, количество кислорода, pH, количество фосфора и азота, поддерживаются определенные соотношения C:N, C:P и C:H. Обеспечение этих условий дает возможность получить качественный компост за очень короткий срок, сокращая процесс компостирования до нескольких недель [3].

2. Организация навозохранилищ

Наиболее ответственным  организационно-техническим и экологическим мероприятием при подготовке навоза и навозных стоков животноводческих предприятий к использованию является обеспечение максимальной сохранности получаемого навоза, исключение потерь и загрязнения окружающей среды. Для обеспечения сохранности навоза и навозных стоков при невозможности их круглогодичного использования по природно-климатическим и организационно-техническим и другим ограничениям, отсутствии свободных площадей сельскохозяйственных угодий для внесения в почву, а также накопления в периоды осенне-весеннего бездорожья в технологических схемах систем предусматривают сооружения для его накопления и хранения. С учетом ограничений для условий России нормативный срок хранения навоза и навозных стоков взависимости от природно-климатических и зональных условий составляет 4-8 месяцев.

Навоз должен храниться в прифермских навозохранилищах и полевых накопителях.

По конструктивной схеме  хранилища принимают заглубленными, полузаглубленными и наземными, открытого или закрытого типов. В России типовые решения сооружений для хранения навоза и навозных стоков приняты открытого типа.

Крытые или закрытые хранилища  могут проектироваться для строительства  в зонах с большим количеством  атмосферных осадков или для  обеспечения санитарных, экологических  и других требований. Заглубленные и полузаглубленные навозохранилища  принимают прямоугольной в плане  формы шириной не менее 18 м и  глубиной не менее 3 м. Такие типы хранилищ и накопителей предназначены  для любого вида навоза во всех зонах  России.

Конструктивно прифермские заглубленные или полузаглубленные навозохранилища проектируют из бетона или железобетона с усиленной гидроизоляцией, полевые хранилища и накопители - дно из бетона, откосы из глинистого экрана с облицовкой полимерными материалами.

Для хранения навоза животноводческих предприятий разработаны проекты  прифермских навозохранилищ вместимостью 600, 900, 1200 (рисунок 10) [4], 2000 (рисунок 11) [4], 4500 и 10000 м³.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 10 – Схема навозохранилища  вместимостью 600, 900, 1200 м³.

Рисунок 11 – Схема навозохранилища  вместимостью 2000 м³.

Имеется опыт проектирования и строительства накопителей  жидкой и очищенной фракции навозных стоков животноводческих комплексов расчетной  вместимостью 500, 650 и 1000 тыс. м³.

Секционные навозохранилища  проектируют сблокированными из модульных типоразмеров сооружений (рисунок 12) [4] или принимают отдельно стоящими.

Рисунок 12 - Секционное навозохранилище  для жидкого навоза общей вместимостью 2400 м³.

В России наземные навозохранилища  проектируют из сборного железобетона для хранения подстилочного навоза.

В соответствии с экологическими и санитарными требованиями при  проектировании и строительстве  надземных навозохранилищ необходимо обеспечивать сбор навоза при возникновении  аварийных ситуаций (нарушение целостности  конструкции, разрушение стен хранилища  и др.), для этого в проектах необходимо предусматривать возможность  сбора аварийных сбросов навоза.

Технологическими решениями  систем хранения навоза в наземных резервуарах рекомендуется размещение на одной площадке не менее двух наземных резервуаров, суммарный расчетный  объем резервуаров должен приниматься  с запасом 10-20%, каждый резервуар  устанавливается на отдельное бетонное основание, расстояние между основаниями  резервуаров должно составлять не менее 4 м, до насосной станции — 3,5 м.