CC BY
81
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 1999. Вып. 70.
УДК 631.22.01
В. Н. АФАНАСЬЕВ, канд. техн. наук;
Д. А. МАКСИМОВ, канд. техн. наук
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ПОМЕТА
Приведены результаты экспериментальных исследований экологически безопасной, ресурсосберегающей технологии переработки подстилочного куриного помета на опытной стационарной установке с биореактором барабанного типа.
Энергия, так необходимая для производства сельскохозяйственной продукции, в ее естественном виде воспроизводится за счет биологических реакций путем разложения органического вещества почвенной микрофлорой под воздействием солнца. Расход органического вещества в почве всегда компенсировался применением органических удобрений.
Интенсивность использования почвы в последние десятилетия привела к недостаточному обеспечению почвы органическими удобрениями. Такое положение вещей фактически привело к снижению биологической активности почвы и, как следствие, к все более возрастающей потребности в химических удобрениях. Так, за последние 30-40 лет потребность в них выросла более чем в 2 раза [1].
Важнейшим способом увеличения органического вещества в почве является применение отходов животноводства и птицеводства, однако, их использование без предварительной подготовки, в исходном виде, снижает потенциальные возможности органики и наносит вред окружающей среде. Получение высококачественных органических удобрений возможно путем биотермической ферментации в аэробных условиях.
При ферментативной переработке (компостировании) происходит биологическое окисление части органического вещества смешанной популяцией микроорганизмов. В результате выделения при этом энергии температура в перерабатываемой массе поднимается до
136
Раздел II. Животноводство.
55 0С и выше, что губительно влияет на личинки мух, яйца гельминтов и семена сорной растительности. Получаемый зрелый компост является устойчивым продуктом, который не представляет трудностей в хранении, у него нет неприятного запаха, патогенной микрофлоры, семян сорняков и других фитотоксичных веществ. Такое удобрение улучшает качество почвы и растений, ускоряет обмен питательных веществ между корнями и почвой [2].
Производство высококачественных компостов осуществляется с помощью мобильных и стационарных технических средств.
Мобильные установки применяются при компостировании органических материалов на открытых площадках. Они удовлетворительно обеспечивают выполнение механических операций технологического процесса, но зависимость от внешних условий не позволяет надежно удерживать на оптимальном уровне аэрационнотемпературные параметры ферментативной переработки органических смесей.
В установках стационарного типа процесс компостирования осуществляется в закрытых емкостях. Основой этих установок является биореактор периодического или непрерывного действия. Биореактор полностью изолирован от внешних условий, технологический процесс, протекающий в нем, легко поддается контролю и позволяет получать конечный продукт с заданными свойствами.
Наиболее современным по конструкции и технологическому процессу является биореактор, в основе которого используется горизонтальный, медленно вращающийся барабан. Преимуществами такого типа биореакторов является простота конструкции, возможность работы во всех климатических зонах страны, совмещение в одном агрегате всех технологических операций. Биореакторы этого типа позволяют осуществлять процесс обработки в непрерывном режиме (по типу проточного), то есть периодически часть обрабатываемого материала выгружается и соответствующая часть исходного материала загружается. Такой режим работы обеспечивает стабильное протекание процесса без использования инокулянтов и значительных энергозатрат, что особенно важно в зимних условиях, когда исходный материал имеет низкую начальную температуру.
137
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 1999. Вып. 70.
Производственную проверку технологического процесса приготовления высокочественных биологически активных твердых органических удобрений осуществляли на экспериментальной установке (рж. 1).
3 4
Ы7 N
На повторную обработку
На хранение
1
2
5
5
помет
Рис. 1. Технологическая схема экспериментальной линии
1-бункер-дозатор исходного материала, 2-дозатор минеральных удобрений,3-транспортер-смеситель,4-биореактор барабанного типа, 5-виброгрохот.
При проведении исследований в качестве исходного материала использовали подстилочный на основе опилок куриный помет. Добавка минеральных удобрений в процессе исследований не применялась.
Работу биореактора осуществляли в два этапа.
Пусковой режим, который заключался в загрузке барабана биореактора, саморазогреве обрабатываемой смеси до рабочей температуры свыше 55 0С (и выдержке при этой температуре не менее 24 часов).
Рабочий режим, характеризуемый непрерывным (по типу проточного) процессом компостирования.
Так как помет является биологически активным материалом, то разогрев до 65 0С произошел менее чем за 6 часов. При выходе на непрерывный режим температура смеси в ферментаторе поддерживалась на уровне 65-70 0С. С учетом этого, для обеспечения санитарногигиенических требований предъявляемых к готовым органическим удобрениям период между выгрузками был установлен 24 часа [3].
138
Раздел II. Животноводство.
При работе в непрерывном режиме по длине барабана установилось три температурных зоны:
Зона загрузки, температура в которой зависела от времени загрузки и температуры исходной смеси.
Зона компостирования с температурой свыше 55 0С.
Зона выгрузки, температура в которой снижалась по отношению к зоне компостирования на 15-20 0С.
Активное протекание процесса биотермической ферментации обеспечивалось за счет поддержания высокой пористости обрабатываемого материала (20-30%) путем периодического вращения барабана, поддержания аэрационного режима постоянной подачей воздуха (4-6 м3/ч на тонну смеси), а также максимального снижения потерь тепла из биореактора теплоизоляцией барабана и при необходимости подогрева воздуха, подаваемого на аэрацию, с помощью электрокалорифера.
Монтаж установки был осуществлен вне помещения, на открытом воздухе. Исследования проводили при температуре окружающего воздуха, опускавшейся до +50С, без дополнительного подогрева аэрирующего воздуха. Несмотря на это биореактор работал стабильно. Температура газового выброса на выходе биореактора составляла +50 ос.
Выгружаемый компост имел темно-коричневый цвет, рыхлую структуру, похожую на торф, без резкого запаха .Характеристики помета и компоста приведены в таблице.
Характеристики исходного и обработанного помета
Показатели (в % на абсолютно сухое вещество) Помет Компост
Влажность 50,6 44,6
Содержание: азота (N) 4,30 2,97
фосфора(P) 1,768 1,761
калия (K) 1,09 1,12
139
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 1999. Вып. 70.
В результате ферментации произошло снижение влажности на 6 %, содержания азота - на 30 %, концентрация фосфора изменилась незначительно. Содержание калия в готовом компосте увеличилось. Это связано с тем, что калий не образует летучих соединений и, следовательно, его потерь при ферментации в биореакторе нет, а в силу распада части органического вещества его концентрация возросла. По увеличению концентрации содержания калия в готовом компосте был сделан расчет процента распада органического вещества. Он составил 2,7 % за процесс обработки.
Из приведенных результатов следует, что компост, полученный после переработки помета, характеризуется высокой концентрацией питательных элементов (N, P, K). Содержание этих элементов в исследуемом компосте выше, чем сущестующие нормативные значения для компостов на основе навоза и птичьего помета [2,4].
Испытания биореактора показали, что при 50%-ном суточном замещении, он работал устойчиво. При его общем объеме 20 м3 и степени загрузки 60-70% производительность составила 6-7 м3 или 2-3 т/сутки. Полный цикл замещения составил двое суток.
Выводы
1. Основой получения высоких урожаев сельскохозяйствен--ной продукции является биологически активное органическое вещество почвы.
2. Получение высококачественных органических удобрений путем ферментации сельскохозяйственных отходов, исключающее негативное воздействие на окружающую среду, возможно только в установках закрытого типа, основой которых является биореактор.
4т3.Полный цикл замещения для биореактора барабанного типа, работающего в непрерывном режиме, на курином подстилочном помете с опилками, составил двое суток.
Отформатировано: Отступ: слева + Выровнять по: 1,27 ci
140
Раздел II. Животноводство.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасьев В. Н., Максимов Д.А. Производство биологически^ активного грунта для выращивания овощей и цветов и оздоровления почв
2. Фокин А.Д. Почва, биосфера и жизнь на Земле. М.: Наука, | 1986.
3. Санитарная очистка и уборка населенных мест. Справоч- | ник. М.: Стройиздат, 1990.
4. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим | удобрениям. М.: Росагропромиздат, 1988.
Получено 16.05.99
Отформатиров
строка: 0,63 см, Уровень: 1 + Сти 3, ... + Начать с: слева + Выровня Табуляция после 0 см
141
