Установка для получения обеззараженных органических удобрений
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к области получения обеззараженных экологически чистых органических удобрений и биогаза при утилизации отходов жизнедеятельности животных и птиц и при переработке различных растительных отходов сельскохозяйственного производства. Установка содержит заглубленную в землю герметичную емкость для анаэробного сбраживания исходного сырья, узел его загрузки с измельчителем, крышку, систему обогрева, сетку для удержания вспененной массы и предотвращения образования "корки", систему отвода биогаза с фильтром, компрессор, клапан для вывода углекислого газа, узел ввода катализатора, емкость для приема и хранения биогаза и узел выгрузки полученного удобрения. Установка обеспечивает высокую эффективность получения экологически чистых обеззараженных органических удобрений и позволяет ликвидировать антисанитарное воздействие на окружающую среду близлежащих жилых массивов. 1 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к области получения обеззараженных экологически чистых органических удобрений при утилизации отходов жизнедеятельности животных и птиц на животноводческих и птицеводческих фермах.
Изобретение может быть использовано также для переработки различных растительных отходов сельскохозяйственного производства, непригодных плодов и корнеплодов для получения органических удобрений, а также для получения горючего биогаза.
Санитарно-гигиеническая оценка современных технологий утилизации навоза и сточных вод животноводческих предприятий свидетельствуют о том, что в настоящее время они недостаточно обеспечивают защиту окружающей природной среды от бактериального и химического загрязнения.
Энергосберегающей, экологически чистой технологией, обеспечивающей утилизацию и промышленную переработку естественных отходов животноводства и птицеводства, а также различных растительных отходов сельскохозяйственного производства в высококачественное органическое удобрение, является технология анаэробной биологической обработки с помощью микроорганизмов. Использование указанной технологии с применением установок для получения обеззараженных органических удобрений, обеспечивающих отсутствие распространения запахов навоза и помета, отсутствие возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, а также отсутствие жизнеспособных семян многочисленных сорняков, позволяющих резко сократить применение гербицидов, имеют большое народно-хозяйственное значение. Поэтому проблема создания новых установок, несмотря на достигнутые успехи в этой области, постоянный процесс их совершенствования для получения обеззараженных органических удобрений остается как никогда актуальной, требует своего разрешения и должна быть ориентирована на непричинение вреда окружающей природной среде.
В настоящее время достаточно широко используются для переработки различных органических отходов сельскохозяйственного производства установки и устройства анаэробного сбраживания органических удобрений (описание изобретений по патентам РФ №2162626, №2163430, №2163750, №2004952, №2074600, №2073401, №2040138, №2108702, №2111179, №215322, №2202161).
Существующие установки решают в основном задачи переработки органических отходов в обеззараженные удобрения и получения биогаза. Основными недостатками этих установок является то, что они имеют сложность конструкции, что снижает надежность работы этих установок.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату предлагаемого изобретения принятым за прототип является устройство по патенту РФ №2108702. Недостатком приведенного устройства является сложность в изготовлении емкости с газосборной горловиной, коаксиальной концентрической перегородкой, разделяющей емкость на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, внутренних и внешних камер, выпуклого к центру емкости по периметру на его внутренней стенке, отражателя в виде внутренней части полого или сплошного кольца различной формы в поперечном сечении.
Задачей настоящего изобретения является создание установки для получения обеззараженного органического удобрения, обеспечивающей устранение указанных недостатков, отмеченных в прототипе, расширение арсенала технических средств по утилизации и переработке органических отходов, расширение технических возможностей, повышение надежности работы установки и обеспечение простоты ее изготовления.
Указанная задача решается за счет того, что предлагаемая установка для получения обеззараженных органических удобрений, включающая емкость, в которой обеспечивается технология анаэробной биологической обработки отходов жизнедеятельности животных и птиц, а также органических отходов сельскохозяйственного производства с помощью микроорганизмов, узлы загрузки исходного сырья и выгрузки готового удобрения имеет емкость, которая заглублена в грунт, систему обогрева и сетку для удержания вспененной массы и предотвращения образования "корки", узел ввода в сбраживаемую массу катализатора через форсунки, клапан для вывода углекислого газа в атмосферу в процессе сбраживания, при этом узел загрузки с измельчительем исходного сырья, система обогрева с автоматическим регулированием заданной температуры, система отвода биогаза с фильтром для поглощения сернистых соединений, меркаптанов и аммиака и узел выгрузки полученного экологически чистого удобрения связанны между собой.
Перечисленные системы обеспечивают работоспособность установки в процессе анаэробной технологии обработки органических отходов, навоза и помета.
В патентной и научно-технической литературе неизвестны технические решения, аналогичные заявляемому, а именно взаимное расположение конструкционных узлов и систем установки и связей между ними, что обеспечивает работоспособность установки в процессе анаэробной технологии обработки органических отходов, навоза и помета при получении обеззараженных органических удобрений, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения условию патентоспособности - "новизна".
Предлагаемая установка позволяет устранить недостатки существующих аналогичных устройств и прототипа, что не следует явным образом из уровня техники; это позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень".
Предлагаемая установка изготавливается из отечественных материалов и комплектуется из отечественных узлов. Использование предлагаемой установки в условиях применения позволяет достичь технический эффект, указанный в задаче изобретения, что удовлетворяет условию патентоспособности - "промышленная осуществимость и применимость".
На чертеже показана конструктивная схема установки для получения обеззараженных органических удобрений предлагаемого изобретения.
Предлагаемая установка представляет герметичную емкость 1, крышку 2, обеспечивающую герметизацию емкости, систему обогрева 3, 6 с автоматическим регулированием заданной температуры 35-45°С, систему отвода биогаза 11 с фильтром 8 для поглощения сернистых соединений, меркаптанов и аммиака, емкость 10 для приема и хранения биогаза, компрессор 9 для обеспечения компактности хранения биогаза, загрузочный люк 13 с измельчителем 7, где производится дробление и гомогенизация исходного сырья, металлическую сетку 5 для удержания "вспененной" массы на заданной высоте в процессе сбраживания сырьевой массы и предотвращения "корки", клапан 14, для вывода углекислого газа в атмосферу в процессе сбраживания, узел 15 для введения катализатора в сбраживаемую массу через форсунки 16, и узел 12 для выгрузки полученного обеззараженного органического удобрения.
Установка для получения обеззарадженных органических удобрений работает следующим образом.
Отходы (исходное сырье) жизнедеятельности животных и птиц (остатки корма, солома, трава, торф, опилки, а также различные растительные отходы сельскохозяйственных производств) во время уборки поступают в навозонакопитель, откуда транспортом, предназначенным для этих целей, доставляются к измельчителю и гомогенизации, после чего поступают через загрузочный люк 13 в емкость 1.
Заданное количество загруженного исходного сырья закрывается металлической сеткой 5. Сверху загруженной массы наливают слой воды 4 высотой 10-20 см. Затем включают систему обогрева 3, 6. Температура загруженной массы доводится до 35-45°С и в автоматическом режиме поддерживается весь период биохимического процесса. В течение 15-20 суток обильно выделяется биогаз, состоящий в основном из углекислого газа, который выводится через клапан 14, по истечении этого времени (15-20 сут) в составе газа начинают преобладать выделение метана. На начальном этапе появления в составе биогаза метана в массу анаэробного сбраживания вводится катализатор через узел 15 с помощью форсунок 16 (предпочтительно центробежных) для равномерного распределения в сбраживаемой массе.
В качестве катализатора используются, например, керосиновые фракции нефти из расчета 100 мл на 1 м3 сбраживаемой массы, что обеспечивает более интенсивное выделение метана из исходного сырья и газовое перемешивание сбраживаемой массы, активизирует и ускоряет процесс анаэробного сбраживания с увеличением выхода биогаза и повышением процентного содержания в его составе метана при резком снижении содержания углекислого газа. Этот процесс продолжается 20-25 дней. На этом процесс получения обеззараженного органического удобрения заканчивается и производится его выгрузка с использованием узла 12.
Внедрение предлагаемой установки обеспечивает возможность утилизации отходов жизнедеятельности животноводческих и птицеводческих сельскохозяйственных предприятий в непосредственной близости этих предприятий, а также ликвидировать антисанитарную обстановку вследствие загрязнения окружающей среды близлежащих жилых помещений. Применение полученного обеззараженного органического удобрения положительно сказывается на гумусообразовании и снижении поражения растений болезнями и сорняками за счет подавления патогенов и уничтожения семян сорняков в процессе сбраживания исходно сырья.
Испытание предлагаемой установки в условиях применения при анаэробном сбраживании торфопометных смесей с опилками, навоза крупного рогатого скота и свиней, а также различных органических отходов показало высокую эффективность получения обеззараженных органических удобрений и позволило обеспечить нормальную экологическую обстановку и ликвидировать антисанитарное воздействие на окружающую среду близлежащих жилых массивов.
Установка для получения обеззараженных органических удобрений, включающая емкость, в которой обеспечивается технология анаэробной биологической обработки отходов жизнедеятельности животных и птиц, а также органических отходов сельскохозяйственного производства с помощью микроорганизмов, узлы загрузки исходного сырья и выгрузки готового удобрения, отличающаяся тем, что емкость заглублена в грунт, установка имеет систему обогрева и сетку для удержания вспененной массы и предотвращения образования "корки", узел ввода в сбраживаемую массу катализатора через форсунки, клапан для вывода углекислого газа в атмосферу в процессе сбраживания, при этом узел загрузки с измельчителем исходного сырья, система обогрева с автоматическим регулированием заданной температуры, система отвода биогаза с фильтром для поглощения сернистых соединений, меркаптанов и аммиака и узел выгрузки полученного экологически чистого удобрения связаны между собой.
