Способ переработки массива органических отходов технологическим дождевым червём Российский патент 2017 года по МПК B09B3/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды, сельскому хозяйству, перерабатывающей промышленности, коммунальному хозяйству и может быть использовано для ликвидации исчерпавших ресурс свалок твердых бытовых отходов, хранилищ осадков сточных вод, отвалов органических отходов промышленных предприятий, в крестьянских фермерских хозяйствах.

Известен способ производства биогумуса и устройство для его осуществления по патенту RU №2228920, МПК C05F3/00, C05F3/06, опубликовано 20/05/2004, который включает подготовку основания лотка, укладку субстрата органического состава в гряды, высадку в субстрат популяции червей. Формирование гряд осуществляют продольным распределением свежей подкормки и непрессованного субстрата органического состава. Готовый биогумус убирают, а на его месте распределяют свежую подкорму, обеспечивая непрерывность процесса. Устройство содержит размещенные на самоходной тележке бункер с мешалкой и рабочий орган для распределения субстрата. Рабочий орган выполнен в виде транспортера-распределителя на передвижной платформе, которая установлена на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения для продольного распределения субстрата. На обоих концах транспортера установлены формообразующие элементы, выполненные в виде двух металлических щитов. Недостатками описанного способа служит малая производительность, необходимость установки обслуживающих гряду механизмов и малая рабочая поверхность жизнедеятельности червя.

Известен шахтный способ вермокультивирования патент №2034460, МПК A01K67/033, C05F3/06, дата публикации 10.05.1995. Установка для выращивания дождевых червей содержит полые перегородки - шахтообразователи-аэраторы, расположенные параллельными рядами. Причем четные ряды при помощи полых труб соединены с камерой пониженного давления и снабжены вакуум-насосом, а нечетные ряды при помощи труб соединены с камерой избыточного давления и снабжены вентилятором с электрическим нагревом.

Недостатком известного способа является невысокая эффективность и производительность, а установка имеет сложную конструкцию, требующую больших материальных затрат и квалифицированного обслуживания.

Известен способ обеззараживания свалки (патент RU 2155107, МПК B09B1/00, D09D3/00, C05F3/06, опубликован 27.08.2000). По поверхности свалки прокапывают траншеи с небольшим уклоном для дренажа избыточной влаги. Траншеи заполняют пищевыми и органическими отходами, добавляют в них ил и закрывают траншеи полиэтиленовой пленкой. Через 2-4 месяца в траншеи под пленку высаживают адаптированную культуру красного калифорнийского червя. Через 4-6 месяцев в траншеях получен биогумус. С помощью ящиков-ловушек основную массу червей вылавливают и пересаживают в новые траншеи. Затем траншеи дополняют, межтраншейное пространство засыпают растительным грунтом и производят посадку растений. Недостатками способа являются отсутствие аэрации массива отходов, что может служить причиной неполной переработки отходов дождевым червем, низкая производительность и невозможность применения способа для переработки больших массивов органических отходов, а также наличие ручного труда.

Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения гумуса на свалках отходов по патенту RU №2407725, МПК C05F9/00, опубликованному  27.12.2010. Способ включает образование траншеи в верхнем слое свалки, ее заполнение пищевыми и органическими отходами, укрывание пленкой и внесение в субстрат адаптированной культуры красного калифорнийского червя. Перед заполнением на дне траншеи прокладывают трубу замкнутого цикла подачи теплоносителя. После заполнения траншеи отходами в верхней части ее содержимого с помощью удерживающего приспособления прокладывают горизонтально ориентированные перфорированные трубы аэрации и газоотвода, а также вертикально ориентированные и выступающие над траншеей трубки взятия проб температурного режима, влажности и объема газа.

Недостатками описанного способа, взятого за прототип, являются необходимость прокладки в траншеях коммуникаций для обогрева и аэрации массива отходов, сложность выборки биогумуса и отделение его от остальных составляющих ТБО, а также затраты на обогрев и аэрацию.

Предлагаемый способ промышленной технологии переработки органических отходов позволяет избавиться от недостатков прототипа.

Задачей изобретения является создание технологии, способной без применения ручного труда перерабатывать органические отходы на производстве, непосредственно в местах захоронения ТБО, на площадках складирования осадков сточных вод с минимальными капитальными вложениями, создание поточного, непрерывного круглогодичного способа утилизации органических отходов, а также возможность низкотемпературной переработки органической составляющей твердых бытовых отходов и снижение расходов на транспортировку и утилизацию отходов.

Задача решается за счет того, что в массе отходов формируется вертикальная выростная поверхность путем применения ограждения из вертикально расположенных шахтообразующих каркасов, что создает возможность дождевым (компостным) червям перерабатывать массив органических отходов, сформированный на большую высоту. В перфорированные каркасы (шахты) через ряд закладывают эластичный рукав, заполненный инертным наполнителем, смешанным с питательным субстратом, и заселенный технологическим дождевым червем, что обеспечивает возможность непрерывной круглогодичной утилизации отходов без затрат на аэрацию.

Технический результат заключается в том, что при реализации способа созданы условия, соответствующие природным, при которых площадь аэрации и глубина обитания червя увеличиваются в несколько раз. Способ не требует многократного перемещения больших масс перерабатываемой органики, постоянного ухода, пополнения кормом и полностью механизирован. Пригоден для организации как в любом удобном помещении, так и на открытых площадках и не требует затрат на аэрацию и обогрев.

Сущностью изобретения является то, что способ переработки массива органических отходов технологическим дождевым червем включает рыхление массы органических отходов сформированного отвала или исчерпавшей ресурс свалки, в котором массу ограничивают шахтообразующими, перфорированными каркасами для удержания массива отходов от осыпания. Шахты при этом выполняют одновременно несколько функций: через них происходит запуск червя в субстрат, его выгонка, вентиляция массива и поддержание влажности Eisenia Fetida, который после полной миграции червя в массив отходов вынимают из шахты и направляют для заполнения новой порцией питательной смеси и заселения червем. После переработки массива отходов в нее опускают рукав с питательной приманкой, служащий ловушкой для переноса червя на новые участки массива, с повторением этой операции до полной выгонки червя из образовавшегося биогумуса. Признаком полной выгонки червя служит уменьшение высоты заложенного субстрата до 60% от первоначального объема

Изобретение иллюстрируется графическими материалами:

На фиг. 1 изображена схема расположения шахтообразующих, перфорированных каркасов (шахт).

На фиг. 2 изображен перфорированный каркас шахты.

На фиг. 3 изображен эластичный рукав с перегородками.

Способ осуществляется следующим образом.

Массу органических отходов, сформированного отвала на любой (открытой или закрытой) территории или на исчерпавшей ресурс свалке предварительно разрыхляют при помощи известных средств и ограничивают перфорированным ограждением, которое устанавливают вертикально, с образованием в массе вертикальных шахт. На иллюстрации показано, как на отвале (или на свалке) массы органических отходов установлены перфорированные шахты и показана схема расположения заполнения шахт червем: шахты, не заселенные червем, - 1, шахты, изначально заселенные червем, – 2, т.е. заполнение шахт осуществляют через ряд (фиг.1). Сформированный массив органических отходов обозначен поз.3. Для заполнения шахты технологическим червем и для аэрации используют эластичный загрузочный рукав (фиг.3). Рукав выполнен из эластичного перфорированного материала (например, пластикового или иного прочного, не поддающегося коррозии) и разделен на секции перегородками 4, в верхней части рукава расположено монтажное кольцо 5 для транспортировки. В нижней части размещен груз 6 для придания правильной формы в подвешенном состоянии. В разрыхленном слое сформированного отвала или свалки отходов вертикально устанавливают шахтообразующие, перфорированные каркасы (ФИГ.2), препятствующие осыпанию субстрата. Шахты располагают рядами в шахматном порядке. Расстояние между ними должно быть достаточным для аэрации по всей толщине массива отходов (Фиг.1). Каждый последующий ряд смещен относительно предыдущего на половину расстояния между шахтами. Для этого используют приспособление в виде эластичного рукава (Фиг.3). Эластичный рукав, заполненный инертным наполнителем, смешанным с питательным субстратом, и заселенный технологичным дождевым червем Eisenia Fetida, погружают в шахту через ряд. По мере переработки питательной составляющей эластичного рукава червь мигрирует из шахт 2 в массив органических отходов и движется в сторону непереработанных отходов, и, таким образом, заполняет весь объем. Освобожденный от червя эластичный рукав вынимают из шахты, пополняют новой порцией субстрата и направляют на повторное заселение червем. Червь по мере переработки отходов мигрирует в сторону незаселенных шахт 1. Признаком окончательной переработки отходов служит уменьшение объема массива до 60% от первоначального. После завершения процесса переработки для выгонки червя в шахты помещают эластичные рукава, заполненные субстратом-приманкой. Эта операция повторяется несколько раз, до полной выгонки червя из биогумуса. Выбранного из основной массы червя направляют на заселение других участков массива. Каркасы шахт вынимают из массива переработанных отходов и используют повторно.

После этого полученный биогумус методом сепарации отделяют от минеральных примесей и используют как биологическое удобрение. Не переработанную червем минеральную составляющую ТБО дробят шредером и сортируют на инерционном сепараторе.

Технический результат заключается в том, что реализация способа не требует многократного перемещения больших масс перерабатываемой органики, постоянного ухода, пополнения кормом, при этом способ полностью механизирован, не требует установки энергогенерирующих мощностей и аспирационных систем, т.е. затрат на обогрев и аэрацию. Предлагаемый способ пригоден для организации как в закрытом помещении, так и на открытых площадках.

Таким образом, задача изобретения решена.

Способ переработки массива органических отходов технологическим дождевым червем включает рыхление массы органических отходов сформированного отвала или исчерпавшей ресурс свалки, ограничение массы вертикальными шахтообразующими, перфорированными каркасами для удержания массива отходов от осыпания, в которые через ряд закладывают эластичный рукав, который заполнен инертным носителем, смешанным с питательным субстратом, и заселенный технологическим дождевым червем Eisena Fetida. После полной миграции червя в массив отходов рукав вынимают из шахты и направляют для заполнения новой порцией питательной смеси и заселения червем. После переработки массива отходов в шахту опускают рукав с питательной приманкой, который служит ловушкой для переноса червя на новые участки массива с повторением этой операции до полной выгонки червя из образующегося биогумуса, признаком чего служит уменьшение высоты заложенного субстрата до 60% от первоначального объема. Затем биогумус сепарируют и транспортируют потребителю, а остатки минеральной составляющей ТБО направляют на дробление и сортировку. Использование данного изобретения исключает затраты на ручной труд, обогрев и аэрацию. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ переработки массива органических отходов технологическим дождевым червем, включает рыхление массы органических отходов сформированного отвала или исчерпавшей ресурс свалки, отличающийся тем, что массу ограничивают вертикальными шахтообразующими, перфорированными каркасами для удержания массива отходов от осыпания, в которые через ряд закладывают эластичный рукав, заполненный инертным наполнителем, смешанным с питательным субстратом, и заселенный технологическим дождевым червем Eisenia Fetida, который после полной миграции червя в массив отходов вынимают из шахты и направляют для заполнения новой порцией питательной смеси и заселения червем, а после переработки массива отходов в шахту опускают рукав с питательной приманкой, служащий ловушкой для переноса червя на новые участки массива, с повторением этой операции до полной выгонки червя из образовавшегося биогумуса, признаком чего служит уменьшение высоты заложенного субстрата до 60% от первоначального объема, после этого биогумус сепарируют и транспортируют потребителю, а остатки минеральной составляющей ТБО направляют на дробление и сортировку.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в массиве органических отходов установлены вертикально каркасы шахт из коррозийно-устойчивого, прочного, перфорированного материала в шахматном порядке на расстоянии, достаточном для аэрации по всей толщине массива.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для заселения и выгонки технологического червя используют перфорированный, эластичный рукав, заполненный легким инертным наполнителем с субстратом-приманкой, разделенный на секции перегородками.