СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК C05F3/00 

Изобретение относится к производству компостов из промышленных и сельскохозяйственных отходов и может быть использовано при организации производства экологически чистых органоминеральных удобрений на базе животноводческих, птицеводческих комплексов и предприятий деревообработки.

Известен способ получения органического удобрения на основе гидролизного лигнина, опилок и птичьего помета, взятых в соотношении 3-4:1:0,4÷0,6 от общей массы, с введением инокулята культуры микромицета Paecilomyces Variotii и компостирования при непрерывной аэрации до значения кислотности смеси не более 0,7 рН (Патент РФ №2094414. М.кл. С 05 F 11/08. Способ получения биогумуса. Опубл. в БИ №30 от 27.10.97).

Недостатками данного способа получения органического удобрения являются ограниченный в компонентах (только птичий помет) перерабатываемый материал и использование специальной грибной культуры, что сужает область его применения.

Известен также способ получения органического удобрения, включающий смешивание твердых отходов производства целлюлозы и картона, навоза КРС или свиней и птичьего помета с добавлением золы бурых углей в массовом соотношении с остальными компонентами 1÷1,5:5 и навоза или птичьего помета в количестве 1/3 общей массы. Способ помимо определения соотношения компонентов еще и учитывает качественный и количественный состав на элементном уровне (Патент РФ №2086521. М.кл. С 05 F 11/00. Способ получения органического удобрения. Опубл. в БИ №22 от 10.08.97).

Существенным недостатком этого способа является то, что при использовании данного способа ухудшается структура почвы, потому что в качестве компонента органоминерального удобрения используется зола бурых углей, которая в совокупности с золой древесных отходов увеличивает пылевую фракцию почвы, и к тому же зольность древесных отходов, входящих в состав исходных компонентов, в достаточной мере обеспечивает органическое удобрение в ней.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения органоминерального удобрения, включающий смешивание птичьего помета и/или свиного, конского навоза, навоза крупного рогатого скота с наполнителем, формирование нижней части бурта на 2/3 его высоты, а остальную часть смешивают с сорбентом в массовом соотношении 1÷2:1÷4, при компостировании на разных стадиях производят дифференцированную аэрацию воздухом в верхний слой бурта (Патент РФ №2086522. М. кл. С 05 F 11/02; 17/00. Способ получения органоминерального удобрения. Опубл. в БИ №22 от 10.08.97).

Недостатками данного способа, принятого за прототип, являются большие трудовые и материальные затраты, заключающиеся в отдельном формировании нижнего и верхнего слоя бурта, смешивании верхнего слоя с сорбентами с последующей дифференцированной аэрацией верхнего слоя.

Целью заявляемого способа является упрощение технологии без потерь качественных показателей компоста и производство его с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Сущностью изобретения является то, что из предварительно измельченных и отсортированных до размера 2...5 мм древесных отходов (кора, щепа и опилки) с влажностью 40...45% формируют площадку высотой 0,3...0,4 м с буртиками по всему ее периметру высотой 0,15...0,25 м, на нее завозится навоз сельскохозяйственных животных с влажностью 90...92% в массовом соотношении твердого вещества к древесным отходам в 1...1,5:1, и затем по истечении 36...48 часов, после впитывания навоза в древесные отходы производят перемешивание смеси с тем, чтобы получить ее исходную влажность в пределах 70%, затем ее сталкивают в бурт трапецеидальной формы поперечного сечения высотой 1,5...2,0 м и шириной по нижнему основанию не менее 2,5...3,0 м и в последующем производят периодические полные обрушения бурта и формирование нового прежних размеров и формы; в первый раз - через 6...8 дней, второй раз - через 1 месяц после закладки в летний период и через 2 месяца - в межсезонье.

Для ускорения процесса разложения отходов деревообработки и эффективного протекания процесса компостирования отходы деревообработки (кора, опилки и щепа) должны быть измельчены и отсортированы до средних размеров 2...5 мм. Измельчение древесных отходов до размеров 2...5 мм увеличивает поверхность контакта с микроорганизмами, обеспечивает биологическую активность компостной смеси и интенсифицирует процесс компостирования. Отходы размером более 5 мм замедляют процесс компостирования ввиду увеличения процесса их разложения, а продукты размером менее 2 мм уменьшают пористость смеси и ухудшают аэрацию бурта.

В компосте биотермический процесс должен пройти три основные последовательно чередующиеся фазы компостирования: мезофильная, термофильная, охлаждение и созревание компоста.

Мезофильный режим характеризуется сравнительно быстрым нарастанием температуры от начальной (температура окружающей среды) до 28-35°С. Этот процесс происходит за 6...8 дней. Условиями его являются оптимальная влажность смеси 50-70% от полной влагоемкости, достаточная аэрация (для окисления 1 кг сухого органического вещества требуется 5,5 м³ воздуха и отношение углерода к азоту 1:18...20 (углерод нужен для строительства клеток микроорганизмов, кислород для их нормальной жизнедеятельности). Тщательное предварительное перемешивание смеси способствует усилению биотермического процесса.

Форма бурта в виде равнобокой трапеции является оптимальным с точки зрения наивыгодного сечения, которую можно обеспечить имеющимися средствами и с наименьшими затратами. Угол наклона боковых сторон формируемого бурта обеспечивается максимальным значением угла естественного откоса материала (древесных остатков в смеси с навозом). Минимальные же размеры (ширина бурта по основанию и его высота) ограничиваются теми значениями, при которых происходит усыхание бурта по всей его толще и биотермические процессы приостанавливаются. И оптимальными размерами, при которых возможно нормальное протекание биотермического процесса, являются размеры: ширина по основанию 2,5...3 м и высота - 1,5...2 м. При указанных размерах бурта обеспечивается удельная теплота компостирования, равная 46...68 кДж/(кг·сут), достаточная для разогрева бурта до температуры 55...70°С. Увеличение же размеров сверх указанных влечет за собой чрезмерное удорожание продукции ввиду увеличения трудовых и материальных затрат.

Во второй, термофильной фазе компостирования температура разогрева смеси доходит до 60...70°С. При этих значениях температуры патогенные микроорганизмы погибают в течение недели и семена сорных растений полностью теряют свою всхожесть. Длительное поддержание такой высокой температуры нежелательно из-за больших потерь азота. После одного месяца с начала закладки для снижения температуры бурта необходимо его перемешивание. Этим достигается как снижение температуры бурта, так и равномерность нагрева смеси по всему его объему.

Также при длительном компостировании возрастают нежелательные потери питательных элементов и особенно азота как элемента, лимитирующего биологическую ферментацию компоста. При аэробном биотермическом процессе потери азота в первый месяц могут достигать 25-30%, а через 6 месяцев - до 60% и более. Поскольку потери азота при длительном компостировании неизбежны, то необходимо обеспечить компостируемой массе избыточное количество азота, увеличив соотношение отходов животноводства к древесным отходам в массовом соотношении 0,8÷1,0.

Для уменьшения продолжительности термофильной фазы компостирования и для равномерного прогрева бурта по всему его объему и для перехода биотермического процесса из фазы согревания в фазу созревания при температуре 60...79°С необходимо производить его полное обрушение и перемешивание после одного месяца со дня укладки в летний период и после 3-х месяцев - в межсезонье.

Третья фаза - охлаждение и созревание компоста - длится в течение нескольких месяцев. Причем гумусовые вещества образуются именно в этой фазе при пониженных температурах. Компостирование следует прекратить в то время, когда компост наиболее богат питательными веществами. В противном случае ферментация может привести к полному превращению органического вещества в диоксид углерода, воду, аммиак и минеральные соли.

Легкоразлагаемые углеродистые соединения, имеющиеся в отходах деревообработки (лигнин, целлюлоза) и вводимые вместе со щепой, опилками и древесной корой, также обеспечивают избыточное количество азота и способствуют закреплению азота в компостируемой смеси.

Закрепление азота связано с деструкцией органического вещества, переходом азота, находящегося в химической форме, в биологические формы с последующей минерализацией. Компостирования при этом осуществляются в биологической (микроорганизмами) и физико-механической формах при аэробном процессе. Качественным и количественным анализом параметров процесса компостирования выявлено, что соотношение азота к фосфору С:Р=18÷20:1 в компосте, возможное при использованных компонентах (навоза КРС и свиней, отходов деревообработки и лигнина), оптимального при исходной влажности компостной смеси в пределах 70% и концентрации кислорода в пределах 10...18%.

Использование таких компонентов, как навоз КРС и свиней, отходов деревообработки (щепа, кора, опилки и лигнин), значительно упрощает технологию приготовления органоминерального удобрения, и значительно уменьшаются трудовые затраты, обусловленные размерами и формой бурта и исключением из технологической цепи операции непрерывной принудительной аэрации. При рекомендуемой технологии органоминерального удобрения не используются дополнительные компоненты (специальная грибная культура, зола и различные минеральные добавки, что также снижает трудовые затраты.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве экологически чистых удобрений на базе животноводческих и птицеводческих комплексов и предприятий деревообработки. Способ включает смешивание отходов деревообработки и отходов животноводства и последующее компостирование полученной смеси на основе качественного и количественного расчета ее состава. Из предварительно измельченных и отсортированных до размера 2...5 мм древесных отходов с влажностью 40-45% формируют площадку высотой 0,3-0,4 м с буртиками по периметру высотой 0,1-0,15 м. На сформированную площадку завозят навоз сельскохозяйственных животных с влажностью 90-92% в массовом соотношении твердого вещества к древесным отходам 0,8-1,0, затем по истечении 36...48 часов после впитывания жидкой фракции навоза в древесные отходы производят полное перемешивание смеси с тем, чтобы получить ее исходную влажность в пределах 70%. Затем смесь сталкивают в бурт трапецеидальной формы поперечного сечения высотой 1,5...2,0 м и шириной по нижнему основанию не менее 2,5...3,0 м. В последующем производят периодические полные обрушения бурта и формирование нового прежних размеров и формы: в первый ряд - через 6-8 дней, во второй раз - через 1 месяц после закладки в летний период, и через 2 месяца - в межсезонье. Изобретение позволяет упростить технологию без потерь качественных показателей компоста с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Способ получения органоминерального удобрения, включающий смешивание отходов деревообработки и отходов животноводства - навоз КРС и свиней, помет и последующее компостирование полученной смеси на основе качественного и количественного расчета ее состава, отличающийся тем, что из предварительно измельченных и отсортированных до размера 2...5 мм древесных отходов - кора, щепа, опилки и лигнин с влажностью 40-45% формируют площадку высотой 0,3...0,4 м с буртиками по ее периметру высотой 0,1...0,15 м и на нее завозят навоз сельскохозяйственных животных с влажностью 90...92% в массовом отношении твердого вещества к древесным отходам 0,8...1,0, затем по истечении 36...48 ч после впитывания жидкой фракции навоза в древесные отходы производят полное перемешивание смеси с тем, чтобы получить ее исходную влажность в пределах 70%, затем ее сталкивают в бурт трапецеидальной формы поперечного сечения высотой 1,5...2,0 м и шириной по нижнему основанию не менее 2,5...3,0 м и в последующем производят периодические полные обрушения бурта и формирование нового прежних размеров и формы, в первый раз через 6...8 дней, во второй раз через 1 месяц после закладки в летний период и через 2 месяца - в межсезонье.