В.Д. Хмыров, В.Б. Куденко, А.А. Горелов
ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет», г. Мичуринск, Россия

За последние годы разработано много различных технологий и оборудования по компостированию отходов животноводства, отходов пищевых производств, бытовых отходов растительного происхождения. За рубежом наиболее детально разработаны технологии компостирования растительных отходов из городского мусора. Технологии компостирования включают измельчение, дезинфекцию и загрузку их в специальный бассейн слоем 1–1,5 м с постоянным перемешиванием. Температура массы составляет около 550С и поддерживается естественным путем за счет процессов саморазогревания. Продолжительность компостирования 20–30 суток [1,2].

Большая часть изобретений относится к простейшим способам компостирования в буртах и траншеях. Бурты и траншеи располагают на открытых площадках или под навесами стационарного либо сборно–разборного типа. Бурт может иметь ограждающую конструкцию, в середине площадки находится воздухонагнетающая машина, приводимая в движение электромотором [3].

Аэрация сокращает время компостирования. Наиболее простой способ аэрации заключается в перебрасывании массы отходов специальными погрузочными средствами. При этом с одной из сторон бурта снимают верхний слой и перекладывают на другую сторону бурта до полного перемешивания [4]. Однако чаще применяют более производительную установку активного вентилирования отходов, состоящую из вентилятора, коллектора и воздухораспределительных каналов, которая может быть стационарной и переносной. Воздух подают снизу бурта или траншеи периодически или непрерывно [5].

Для сокращения сроков созревания и повышения качества готового продукта предлагается использовать мобильный аэратор компоста (рисунок 1) [6], разработанный в МичГАУ, который содержит смонтированные на раме мобильного средства и последовательно соединенные между собой шнековый питатель и метающее приспособление, выполненное с лопастным ротором, заключенным в корпус, имеющий наклонно расположенный выгрузной ствол, нижняя стенка которого выполнена в виде бесконечного транспортера. С целью повышения эффективности аэрации, в выгрузном окне ствола установлена наклонная решетка в виде параллельно соединенных прутков, к нижней плоскости которой присоединен напорный вентилятор.

Для повышения эффективности аэрации навоза в буртах без образования анаэробных зон предлагается машина для приготовления компостов, разработанная в Мич-ГАУ (рисунок 2) [7], которая содержит на раме 4 мобильного средства 1 шнековый питатель в виде двух шнековых транспортеров 2 с левой и правой винтовыми навивками, аэрационное устройство, выполненное в виде аэрационного транспортера с перфорированной лентой 5, выгрузной транспортер 3, напорный вентилятор 6 с озонатором 7 и воздуховод 8, соединяющий озонатор с камерой сжатого воздуха 9.

Рисунки см. в печатной версии журнала "ВЕСТНИК МИЧГАУ".

Для приготовления компоста на бетонированных площадках предлагается устройство, разработанное в МичГАУ [8], содержащее транспортер и камеру сжатого воздуха, соединенную с вентилятором посредством эластичного рукава. Транспортер выполнен в виде закрепленной на раме при помощи упругих наклонных стоек перфорированной рабочей плоскости из металла с закрепленным на ее нижней стороне вибратором. Камера сжатого воздуха выполнена из эластичного материала и расположена под перфорированной рабочей плоскостью. Устройство снабжено генератором кислорода, который соединен с напорным патрубком вентилятора.

Известна установка для получения удобрений [9], состоящая из ферментера в виде закрытой емкости с полом, в нижней части которого установлены трубопроводы с отверстиями для подачи воздуха, соединенные с вентилятором. В центральной части

пола ферментера и в местах стыковки стен с полом выполнены параллельно расположенные каналы, в которых размещаются трубопроводы. Центральный канал перекрыт металлической пластиной с образованием щелей между ней и полом ферментера, а выполненные в местах стыковки стен и пола каналы перекрыты предохранительными сетками.

Предлагается устройство для приготовления компостов, разработанное в МичГАУ (рисунок 3) [10] имеющее конусный перфорированный воздуховод, сообщенный с напорным вентилятором и направленный к нему своей уширенной частью. На полу биоферментатора над перфорированным воздуховодом с помощью продольных опор установлены аэрационные решета.

1–биоферментатор, 2– двери, 3–воздуховод, 5–термопара, 6 –датчик кислорода,
7–газоанализатор, 8–автоматическое управляющее устройство, 9–вентилятор,
10–продольные опоры, 11–аэрационные решета.
Рисунок 3 – Устройство для приготовления компостов

Выводы

1.    Существующие технологии и технические средства переработки навоза имеют ряд существенных недостатков, отрицательно влияющих на технологические, экономические и экологические показатели системы утилизации отходов животноводства.

2.    Традиционным способом приготовления компостов из смесей навоза с различными влагопоглощающими материалами является укладка и выдерживание смесей в буртах на открытых и закрытых площадках. Органическое удобрение, получаемое таким способом, имеет низкое качество и большие сроки созревания (от 6 месяцев до 3–х лет).

3.    Разработанные патентные решения и технологии проведения интенсивной биоферментации предусматривают смешение компонентов и закладку их в биоферментаторе, представляющем собой здание, в основании которого забетонированы перфорированные трубы, по которым в массу компоста поступает воздух. Процесс подготовки происходит при повышенной температуре в течение 5–7 суток. Такие устройства имеют и недостатки: из–за постоянного засорения аэрационных труб воздушный поток поступает в массу неравномерно или же вообще не поступает; кроме того, они имеют высокую металлоемкость и требуют больших энергозатрат.

Нами предлагается биоферментационная установка для компостирования свиного навоза глубокой подстилки (рисунок 4) [11], состоящей из вентилятора 1, соединенного с воздуходувными трубами 2. По мере удаления от вентиляторов площадь воз-духоводных отверстий увеличивается, тем самым позволяя воздушному потоку равномерно распределяться в аэрируемой массе 3.

1 – вентилятор, 2 – воздуходувная труба, 3 –аэрируемая смесь

Рисунок 4 – Вид сверху (а) и разрез (б) аэрационной установки по переработке  навоза глубокой подстилки.

Литература

1    Миронов, В.В. Компостирование как способ получения органических удобрений [Текст] / В.В. Миронов, В.Д. Хмыров // Инженерное обеспечение АПК: материалы науч.коф. 23–23 окт.2003г. – Мичуринск -Наукоград, 2004. – С.151–156.
2    Способ первичной обработки, пригодного для компостирования материала, например, мусора [Текст]: заявка 344005 ФРГ: МПК6 С 05 F 17/00; опубл. 1983
3    Устройство для приготовления удобрений [Текст]: пат. 2102850 Рос. Федерация: МКИ6 A 01 C 3/00 / Глазков И.К., Лосяков В.П., Ковалев А.А., Федотов В.С.; заявитель мал. предприятие Эколог. – №5033047/13; завл. 29.01.1992; опубл. 27.01.1998, Бюл.№3.
4    Компостоприготовительное устройство [Текст]: пат. 405282 Австрия: МПК6 С 05 17/02 / Vogel Werner, Muller Peter. – №275197; заявл. 19.02.1997; опубл. 25.06.1999.
5    Способ компостирования [Текст]: заявка 58–29278 Япония : МПК6 С 05 F 9/02; опубл. 1983.
6    Аэратор компоста [Текст]: пат.2210199 Рос. Федерация : 7 А 01 С 3/04 / Завражнов А.И., Гордеев А.С., Хмыров В.Д., Миронов В.В.; патентообладатель МичГАУ. – № 2002105415/13; за-явл. 28.02.2002; опубл. 20.08.2003, Бюл.№23.
7    Машина для приготовления компостов: [Текст]: пат.2310632 Рос. Федерация: МПК С 05 F 3/06 / Хмыров В.Д., Миронов В.В., Гордеев А.С., Узеринов Л.Г.; патентообладатель МичГАУ. – № 2005132557/12; заявл. 21.10.2005; опубл. 20.11.2007, Бюл.№32.
8    Устройство для приготовления компостов: [Текст]: пат.2250889 Рос. Федерация: МПК7 С 05 F 3/00, 3/06 / Завражнов А.И., Гордеев А.С., Михеев Н.В., Хмыров В.Д., Миронов В.В.; патентообладатель МичГАУ. – № 2003107359/12; заявл. 17.03.2003; опубл. 27.04.2005, Бюл.№12.
9    Установка для получения удобрений [Текст]: пат.2238926 Рос. Федерация: МПК6 С2 7 С05 F 3/06 / Глазков И.К., Голосов В.Г.; патентообладатель ООО «Лунная дорожка». – № 2001114063/12; заявл. 25.05.2001; опубл. 27.10.2004, Бюл.№30.
10    Устройство для приготовления компостов [Текст]: пат. 2244697 Рос. Федерация: МПК7 С2 С05 F 3/06 / Завражнов А.И., Гордеев А.С., Михеев Н.В., Хмыров В.Д., Миронов В.В.; патентообладатель МичГАУ. – № 2003107359/12; заявл. 17.03.2003; опубл. 20.01.2005, Бюл.№2.
11    Устройство для приготовления компоста [Текст]: пат. 2367636 Рос. Федерация: МПК C05 F 3/06 /Хмыров В.Д., Труфанов Б.С., Куденко В.Б.; патентообладатель МичГАУ. – № 2007121245/12; заявл. 06.06.2007; опубл. 20.09.2009, Бюл.№26.
УДК 621.31:004


Источник - ВЕСТНИК МИЧГАУ, научно-производственный журнал, 2010, № 1,  Печатная версия.