способ подготовки к использованию жидкого навоза

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЖИДКОГО НАВОЗА, включающий разделение навоза на жидкую и твердую фракции в фильтрующей центрифуге, выгрузку твердой фракции на площадку хранения, очистку жидкой фракции в вертикальном отстойнике с одновременной коагуляцией, а затем в осадительной центрифуге, обезвоживание полученного осадка на фильтрующей центрифуге, биологическую очистку жидкой фракции, полученной после осадительной центрифуги, в биофильтре с блочной загрузкой и обеззараживание путем обработки ее последовательно ультразвуком, ультрафиолетовыми лучами и в биофильтре со смешанной загрузкой, отличающийся тем, что перед разделением исходного навоза на фракции в него вводят коагулянт и обрабатывают ультразвуком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на животноводческих фермах для обработки жидкого навоза и помета.

Известен способ обработки жидкого навоза, включающий предварительное отстаивание исходного навоза в вертикальных отстойниках, обезвоживание осадка из отстойников на фильтрующей и осадительной центрифугах, биотермическое обеззараживание твердой фракции, обработку жидкой фракции в аэротенках, окислительных камерах и биологических прудах.

Недостатком известного способа является значительная продолжительность процесса очистки жидкой фракции, при этом не обеспечивается ее полная дегельминтизация и обеззараживание от патогенной микрофлоры до требуемых санитарных норм. Кроме того, в процессе хранения происходит загрязнение окружающей среды, а строительство очистных сооружений требует значительных капиталовложений.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности и достигаемому результату является способ обработки жидкого навоза, включающий разделение навоза на фракции в фильтрующей центрифуге с последующей выгрузкой твердой фракции в бурт и последовательной обработкой жидкой фракции в вертикальном отстойнике, в который подается коагулянт и осадительной центрифуге, обезвоживание полученного осадка на фильтрующей центрифуге, биологическую очистку жидкой фракции в биофильтре с блочной загрузкой и ее обеззараживание стерилизацией последовательно ультразвуком и ультрафиолетовыми лучами и в биофильтре со смешанной загрузкой.

Недостатком известного способа является низкая эффективность процесса разделения исходного навоза при центрифугировании, необходимость биотермического обеззараживания твердой фракции на площадке хранения, потери питательных веществ, в частности азота, в процессе хранения.

Предлагаемый способ позволяет решить техническую задачу, имеющую место в приведенных известных способах, а именно обеспечивает такой технический результат, как повышение эффективности обработки жидкого навоза путем повышения качества очистки и обеззараживания.

Это достигается тем, что в способе подготовки к использованию жидкого навоза, включающем разделение навоза на твердую и жидкую фракции в фильтрующей центрифуге с последующей выгрузкой твердой фракции на площадку хранения и последовательной очисткой жидкой фракции в вертикальном отстойнике с одновременной коагуляцией, в осадительной центрифуге и обезвоживанием полученного осадка на фильтрующей центрифуге, биологическую очистку жидкой фракции в биофильтре с блочной загрузкой и ее обеззараживание стерилизацией последовательно ультразвуком и ультрафиолетовыми лучами и в биофильтре со смешанной загрузкой, перед разделением исходного навоза на фракции его дополнительно обрабатывают ультразвуком, причем предварительно перед ультразвуковой обработкой в навоз дополнительно вводят коагулянт.

Таким образом, предлагаемая совокупность признаков обеспечивает, в отличие от прототипа, повышение эффективности обработки жидкого навоза путем повышения качества очистки и обеззараживания за счет нарушения межмолекулярных связей и уменьшения объема влаги, находящейся в связанном состоянии, что снижает вязкость навоза и повышает эффективность его обезвоживания на фильтрующей центрифуге, за счет увеличения рН среды, так как вся обработанная масса превращается в слабощелочную среду, в которой практически невозможно существование фермента уреазы, разрушающего азотсодержащие бактерии, кроме того, происходит разделение всей обработанной массы на ионы Н⁺ и ОН^- с выделением пироксида водорода, который обладает высоким обеззараживающим эффектом, а также за счет увеличения количества положительно заряженных ионов кальция, которые увеличивают выход ортофосфорных соединений, находящихся в растворенной форме.

Из связанного можно сделать вывод, что предложенная совокупность существенных признаков изобретения является явной из достигнутого технического уровня и, следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень".

Жидкий навоз из животноводческих помещений поступает в навозоприемник, из которого насосом НЦИ-Ф-100 его подают на ультразвуковую установку ЦМС-8М, где дополнительно обрабатывают ультразвуком. Предварительно по пути продвижения навозной массы в ультразвуковую установку в нее дополнительно вводят коагулянт, например Са(ОН)₂, в количестве 150.200 мг/л. Дополнительный ввод коагулянта позволяет увеличить присутствие положительно заряженных ионов кальция, при этом под действием ультразвукового поля сокращается время коагуляции и повышается выход ортофосфорных соединений, находящихся в растворенной форме, которые затем легко усваиваются корневыми системами растений. Под действием ультразвука происходит нарушение межмолекулярных связей в исходном жидком навозе, эффективное диспергирование жидкой фазы и увеличение при этом объема влаги, находящейся в свободном состоянии. Кроме того, происходит уменьшение вязкости жидкого навоза и его обеззараживание. Таким образом, после ультразвуковой обработки жидкий навоз, характеризующийся рядом новых физико-механических свойств, фильтруют на центрифуге УОН-835 Б, где происходит эффективное разделение его на твердую и жидкую фракции. Твердую транспортируют на площадку хранения, откуда она может сразу же использоваться в качестве органического удобрения или же для приготовления гранул, а жидкую фракцию направляют в жижесборник, в котором в жидкую фракцию вторично вводят коагулянт. Далее жидкую фракцию осаждают в отстойнике. При этом введенный в жижесборнике в жидкую фракцию коагулянт повышает эффективность осаждения. Осадок из отстойника подают и осаждают на центрифуге с дальнейшим разделением на фракции, а осветленную жидкую фракцию отстаивают во втором вертикальном отстойнике и которую после отстаивания фильтруют в биофильтрах.

Осадок из второго отстойника обезвоживают на осадительной центрифуге. Обезвоженную часть навоза смешивают с твердой фракцией и направляют на площадку хранения, а жидкую фракцию подают снова в жижесборник.

При биофильтрации происходит биологическая очистка жидкости. Далее производят комбинированную очистку жидкости, а именно отдувают аммиак от жидкости и пропускают последнюю через слой гравия. Затем осветленную жидкость очищают на фильтре со смешанной загрузкой, т.е. из металлургического шлака и гравия, одновременно подавая снизу сжатый воздух, создающий подушку на пути движения жидкости.

Осадок после комбинированной очистки смешивают с биомассой из биофильтров и подают непосредственно в трубопровод перед дополнительной ультразвуковой обработкой. Эта смесь представляет собой биопленку, разрушение которой ультразвуком позволяет эксплуатировать ее в качестве флокулянтов.

Очищенную и осветленную жидкость после фильтрации на фильтре со смешанной загрузкой для окончательного обеззараживания подвергают ультрафиолетовому облучению, после чего ее можно выпускать в водоемы без риска их загрязнения или же использовать для технических целей.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Технологическая схема включает навозоприемник 1 поступающего на обработку навоза, насосы 2, устройство 3 для подачи коагулянта, ультразвуковую установку 4, фильтрующую центрифугу 5, сборник 6 жидкой фракции, площадку 7 для накопления твердой фракции, отстойники 8 и 9, осадительную центрифугу 10, приемник 11 осветленной жидкости, биофильтры 12 и 13, комбинированный фильтр 14, сообщающийся с биофильтрами 12 и 13 посредством трубопроводов при открытой задвижке 15, фильтр 16 со смешанной загрузкой, установку 17 для ультрафиолетового облучения осветленной жидкости.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Жидкий навоз из животноводческих помещений поступает в навозоприемник 1, из которого насосом 2 направляется на ультразвуковую установку 4. Предварительно в движущуюся навозную массу с помощью устройства 3 вводят коагулянт. После ультразвуковой обработки жидкий навоз поступает на фильтрующую центрифугу 5, где происходит разделение его на фракции. Твердая фракция транспортируется на площадку 7, а жидкая фракция направляется в жижесборник 6, в который из устройства 3 вводится коагулянт. Из жижесборника 6 фракция насосом направляется в отстойник 8. Отстойник 8 снабжен ультразвуковыми концентраторами, осуществляющими проточный режим его работы. Осадок насосом 2 из отстойника 8 подается на центрифугу 10, а осветленная фракция жидкая самотеком направляется в вертикальный отстойник 9, из которого после отстаивания подается в приемник 11 биофильтров 12 и 13.

Осадок из отстойника 9 насосом 2 также подается для обезвоживания на центрифугу 10. Обезвоженная часть навоза смешивается с твердой фракцией, получаемой на центрифуге 5 и направляется на площадку 7.

Жидкая фракция от центрифуги 10 подается в жижесборник 6.

Жидкость из приемника 11 с помощью рециркуляционного насоса 2 транспортируется в биофильтры 12 и 13. Работа биофильтров 12 и 13 осуществляется в непрерывном рециркуляционном 3-часовом режиме. После этого путем открытия задвижки 15 включается в работу комбинированный фильтр 14, где происходит отдувка аммиака от жидкости с последующим прохождением ее через слой гравия. Подача жидкости в комбинированный фильтр 14 происходит также насосом 2 при открытой задвижке 15.

Осветленная жидкость из фильтра 14 самотеком направляется в горизонтальный фильтр 16 со смешанной загрузкой из металлургического шлака и гравия. Кроме того, в нижнюю часть фильтра подается сжатый воздух, создающий своего рода воздушную подушку на пути движения жидкости. Загрузка из металлургического шлака позволяет заменить адсорбцию на активном угле, что обеспечивает снижение затрат и увеличение срока эксплуатации загрузки.

Осадок из комбинированного фильтра 16 смешивается с биомассой из биофильтров 12 и 13 и подается непосредственно в трубопровод перед ультразвуковой обработкой.

Очищенная и осветленная в горизонтальном фильтре 16 жидкость для окончательного обеззараживания пропускается через установку 17 ультрафиолетового облучения.