СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА Российский патент 2012 года по МПК C05F3/00 C05F11/08 C12N1/20 

Изобретение относится к биоконверсии отходов птицеводческих хозяйств и может быть использовано для получения экологически чистого эффективного удобрения под сельскохозяйственные культуры.

Создание крупных птицеводческих хозяйств на промышленной основе вызывает значительные нарушения экологического равновесия, загрязнение окружающей среды территорий хозяйства и прилегающих районов, а также воздушного пространства, так как при хранении в чистом виде помет быстро слеживается и испускает зловонный запах, обусловленный выделением продуктов разложения. В помете развиваются патогенная микрофлора и яйца гельминтов.

Известен способ биологической переработки птичьего помета, предусматривающий смешение птичьего помета с влагопоглощающим материалом и последующим продуванием кислородсодержащим газом, в котором процесс ферментации осуществляют в реакторе за счет микроорганизмов, исходно находящихся в помете в течение 70-90 часов, причем перед загрузкой помет с влагопоглощающим материалом нагревают (см. SU Авторское свидетельство №1749217, МПК 5 C05F 3/00, 1992).

Недостатком известного способа является то, что для осуществления указанной технологии требуется реактор специальной конструкции, где проводят продувку смеси газом в продольном и поперечном направлениях в период ферментации, а перед загрузкой в реактор смесь нагревают специальным медным электродом.

Известен способ биологической переработки птичьего помета, предусматривающий смешение птичьего помета с влагопоглощающим материалом с последующей аэробной ферментацией смеси в присутствии консорциума микроорганизмов №ВКПМ В-5972, в качестве микроорганизмов используют Streptococcus fhermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var. sallcinicus, Lactobacillus salivarius var salivarius, Lactobacillus acophilus, консорциум микроорганизмов вносят в помет перед его смешением с влагопоглощающим материалом, причем предварительно птичий помет в присутствии консорциума бактерий ферментируют при естественных условиях, а затем полученную смесь подвергают аэробной ферментации при перемешивании в присутствии синантропных мух до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-30°С, а затем вторично в смесь вносят указанный консорциум бактерий и ферментируют ее в естественных условиях.

Преимущественное выполнение способа, когда консорциум вносят в помет в количестве 0,01-4,0%, а в ферментируемую смесь - 0,01-8,0%, см. RU Патент №2055823, МПК 6 C05F 11/08, 1996 г.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, а также большой расход микроорганизмов.

Наиболее близким по технической сущности является способ биологической переработки птичьего помета, включающий последовательно послойную укладку помета и влагопоглощающего органического материала, формирование, по крайней мере, одного бурта, внесение микроорганизмов в жидкой форме в виде суспензии, перемешивание смеси, осуществление биологического разогрева и аэробную ферментацию смеси до естественного снижения ее температуры до 25-30°С, в котором в качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁸-1·10⁹ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета (см. RU Патент 2322427, MПK C05F 11/08, (2006.01), 2008).

Недостатком известного способа является длительность процесса переработки, время ферментации занимает 25=30 суток, и недостаточное качество биокомпоста.

Задачей изобретения является сокращение времени переработки птичьего помета и улучшение качества биокомпоста.

Техническая задача решается способом биологической переработки птичьего помета, включающим последовательно послойную укладку помета и влагопоглощающего органического материала, формирование, по крайней мере, одного бурта, внесение микроорганизмов в жидкой форме в виде суспензии, перемешивание смеси, осуществление биологического разогрева и аэробную ферментацию смеси до естественного снижения ее температуры до 25-30°С, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶-1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.

Решение технической задачи позволяет сократить время переработки птичьего помета и улучшить качество биокомпоста.

Приводим примеры конкретного выполнения.

Способ биологической переработки птичьего помета осуществляют следующим образом: помет с влажностью 90% и влагопоглощающий материал, в качестве последнего используют подстилочный помет с влажностью 50%, формируют, по крайней мере, один бурт, послойно укладывают помет и влагопоглощающий органический материал. Вносят микроорганизмы в жидкой форме в виде суспензии путем разбрызгивания перед перемешиванием. В качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶-1-10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета. Осуществляют биологический разогрев до температуры 70°С и ведут аэробную ферментацию смеси до естественного снижения ее температуры до 25-30°С. Время ферментации занимает 7-15 суток. Полученное органическое удобрение фасуется в пластиковую тару и складируется. Полученный продукт можно также гранулировать с последующей его сушкой.

Пример 1.

Помет с влажностью 90% и влагопоглощающий материал, в качестве последнего используют подстилочный помет с влажностью 50%, послойно укладывают в бурт. В полученную смесь вносят микроорганизмы в жидкой форме в виде суспензии и перемешивают. В качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета путем разбрызгивания перед перемешиванием по всему объему бурта, а затем осуществляют биологический разогрев до температуры 70°С и ведут аэробную ферментацию смеси при перемешивании и в отсутствие ультрафиолетовых лучей до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-35°С. Время ферментации занимает 7-15 суток. Полученное органическое удобрение фасуется в пластиковую тару и складируется. Полученный продукт можно также гранулировать с последующей его сушкой.

Пример 2.

Помет с влажностью 96% смешивают с влагопоглощающим материалом, в качестве последнего используют опилки. В полученную смесь вносят консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета путем разбрызгивания по всему объему бурта, а затем ведут аэробную ферментацию смеси при перемешивании и в отсутствие ультрафиолетовых лучей до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-35°С. Полученное органическое удобрение фасуется в пластиковую тару и складируется. Полученный продукт можно также гранулировать с последующей его сушкой.

Пример 3.

Помет с влажностью 96% смешивают с влагопоглощающим материалом, в качестве последнего используют торф. В полученную смесь вносят консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета путем разбрызгивания по всему объему бурта, а затем ведут аэробную ферментацию смеси при перемешивании и в отсутствие ультрафиолетовых лучей до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-35°С. Полученное органическое удобрение фасуется в пластиковую тару и складируется. Полученный продукт можно также гранулировать с последующей его сушкой.

Пример 4.

В помет с влажностью 90% вносят консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета путем разбрызгивания по всему объему бурта, после чего ведут смешение с влагопоглощающим материалом, в качестве последнего используют подстилочный помет с влажностью 50%, а затем ведут аэробную ферментацию смеси при перемешивании и в отсутствие ультрафиолетовых лучей до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-35°С. Полученное органическое удобрение фасуется в пластиковую тару и складируется. Полученный продукт можно гранулировать с последующей его сушкой.

Полученный таким образом продукт серого цвета может быть использован в качестве эффективного биоудобрения.

Продукт имеет следующие показатели качества, % (по сухому веществу):

Таблица 1 Состав макро- и микроэлементов Состав макроэлементов Количество, % Состав микроэлементов Количество, мг/кг Органические вещества 63,0-82,0 Марганец 300-350 Продолжение таблицы 1 Азот 4,0-8,0 Сера 40,0-42,0 Фосфор 2,0-5,0 Цинк 20,0-23,0 Калий 2,0-3,5 Медь 3,0 Железо 0,1-0,2 Бор 4,5 Кальций 0,5-1,0 Кобальт 3,0-3,5 Магний 0,2-0,3 Молибден 0,05-0,07

Полученный продукт по сравнению с прототипом содержит в большем количестве органических веществ до 82%, азота до 8%, фосфора до 5% и калия до 3,5% и может быть использован в качестве эффективного удобрения.

В промышленных условиях в результате предпосевного внесения органического удобрения по заявляемому способу получено повышение урожайности. Данные по результатам опытов 2009 г. на ряде культур приведены в таблице 2.

Таблица 2 По примеру 1. Яровая пшеница Люба Норма внесения, т/га Урожайность, ц/га По прототипу, урожайность, ц/га Контроль (посев семян без внесения органического удобрения) - 30 30,03 Удобрение по заявляемому объекту 2 45,4 41,8 3 49,9 49,1 4 51,4 50,7 5 52,8 50,2 По примеру 2. Яровая пшеница Люба Норма внесения, т/га Урожайность, ц/га По прототипу, урожайность, ц/га Контроль (посев семян без внесения органического удобрения) - 25,8 26,7 Удобрение по заявляемому объекту 2 31,0 30,8 3 38,2 37,1 4 39,7 38,7 5 41,0 39,0

Продолжение таблицы 2 По примеру 3. Гречиха Казанская крупнозерная Норма внесения, т/га Урожайность, ц/га По прототипу, урожайность, ц/га Контроль (посев семян без внесения органического удобрения) - 5,8 6,2 Удобрение по заявляемому объекту 2 6,8 6,8 3 8,1 7,1 4 8,9 7,7 5 9,1 7,9 По примеру 4. Рапс Ханна Норма внесения, т/га Урожайность, ц/га По прототипу, урожайность, ц/га Контроль (посев семян без внесения органического удобрения) - 15,0 15,2 Удобрение по заявляемому объекту 2 16,8 15,7 3 16,9 16,7 4 17,0 16,9 5 18,1 17,0

На основании положительных результатов были проведены исследования в промышленных условиях с яровой пшеницей Люба при предпосевной обработке полей площадью 500 га в количестве 3-4 т/га органического удобрения, полученного по заявляемому объекту. Прибавка урожая пшеницы составила более 50% по сравнению с контрольным полем (без внесения удобрений).

В промышленных условиях при предпосевной обработке полей площадью 500 га в количестве 3-4 т/га органического удобрения, полученного по заявляемому объекту, прибавка урожая ячменя Биос-1 составила 30% по сравнению с контрольным полем.

Кроме того, удобрение можно использовать в качестве подкормки весной, летом и осенью как при перекопке почвы, так и путем полива.

При замораживании и размораживании удобрение сохраняет свои свойства, срок годности не ограничен.

Штаммы, входящие в состав консорциума микроорганизмов: Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441, см. Всесоюзная коллекция микроорганизмов «Collection of Cultures of Microorganisms», State Reseach Center of Virology and Biotechnology «Vector».

Штаммы консорциума культивируют на питательной стерильной среде, необходимой для каждого вида штамма, и в нужном количестве. Из указанных штаммов микроорганизмов готовят консорциум для промышленного использования.

Удобрение на базе заявляемого объекта содержит все необходимые растениям питательные стимулирующие их развитие органические вещества и микроэлементы, облагораживает структуру почвы, повышает ее плодородие на длительный срок (до 3 лет), повышает сопротивляемость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям (фитофторозу, парше, корневым гнилям, фузариозу и др.), препятствует закислению грунта, оптимизирует влаго-водоснабжение, исключает появление на поверхности грунта плесени, не слеживается, не токсично, при контакте с кожей не оказывает вредного влияния на организм.

Таким образом, заявляемый способ позволяет сократить время переработки птичьего помета и улучшить качество биокомпоста.

Изобретение относится к биоконверсии отходов птицеводческих хозяйств и может быть использовано для получения экологически чистого эффективного удобрения под сельскохозяйственные культуры. Способ включает последовательно послойную укладку помета и влагопоглощающего органического материала, формирование, по крайней мере, одного бурта и внесение микроорганизмов в жидкой форме в виде суспензии, перемешивание смеси, биологический разогрев и аэробную ферментацию смеси. Аэробную ферментацию смеси ведут до естественного снижения ее температуры до 25-30°С. В качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶-1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета. Изобретение позволяет сократить время переработки птичьего помета и улучшить качество биокомпоста. 2 табл.

Способ биологической переработки птичьего помета, включающий последовательно послойную укладку помета и влагопоглощающего органического материала, формирование, по крайней мере, одного бурта, внесение микроорганизмов в жидкой форме в виде суспензии, перемешивание смеси, осуществление биологического разогрева и аэробной ферментации смеси до естественного снижения ее температуры до 25-30°С, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Candida utilis Y-2441, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441 в количестве 1·10⁶-1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.