комплексная система для переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов

Формула изобретения

1. Комплексная система для переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов, содержащая частично заглубленную в грунт и имеющую светопроницаемую крышу ферментационную емкость с устройством для подогрева воздуха в ней, грейферное погрузочное приспособление, загрузочное устройство и транспортные средства, отличающаяся тем, что она снабжена жижесборником, расположенным снаружи ферментационной емкости у одной ее торцевой стенки, а в днище ферментационной емкости выполнен продольный центральный аэрационный и жижеотводящий канал, являющийся элементом имеющего к нему уклон названного днища, проходящий наклонно к жижесборнику, снабженный на выходе в последний шлюзовым затвором и отделенный от ферментационной емкости перекрытием, выполненным с возможностью пропуска воздуха и жидкости, при этом устройство для подогрева воздуха в ферментационной емкости состоит из вентилятора высокого давления, размещенного снаружи ферментационной емкости со стороны, противоположной жижесборнику, воздухозаборника, расположенного под светопроницаемой крышей в верхней части пространства, ограниченного ею, и сообщенного с всасывающим патрубком вентилятора, и вышеупомянутого аэрационного и жижеотводящего канала, вход которого соединен посредством воздухоотвода с нагнетательным патрубком вентилятора, причем светопроницаемая крыша по всей длине ферментационной емкости выполнена из откидных секций, каждая из которых оборудована конденсаторами избыточной влаги воздуха, конденсатосборниками и средствами уравновешивания и фиксации как в открытом, так и в закрытом положениях, каждой секции крыши, а грейферное погрузочное приспособление и загрузочное устройство смонтированы на отдельных мобильных платформах, расположенных снаружи ферментационной емкости, причем загрузочное устройство оборудовано емкостью для накопления компонентов компостной смеси, имеющей отделитель грубых включений и измельчающе-перемешивающий и транспортирующий ротор или роторы, а также телескопическим выгрузным транспортером.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что перекрытие, отделяющее аэрационный и жижеотводящий канал от ферментационной емкости, состоит из двух сетчатых полотен и гранулированного материала, заполняющего пространство между этими полотнами.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждая откидная секция светопроницаемой крыши состоит из каркаса, снабженного установленным на нем армированным пленочным или иным прозрачным покрытием, и закреплена одной продольной стороной ее каркаса с возможностью поворота на опорных шарнирах, размещенных на одной из боковых стенок ферментационной емкости.

4. Система по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что в торцевой стенке ферментационной емкости со стороны расположения жижесборника выполнены ворота, а снаружи ферментационной емкости в грунте перед воротами образован пологий спуск к ним.

5. Система по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что ферментационная емкость состоит из одной или нескольких гидро- и теплоизолированных траншей, в днище каждой из которых выполнен собственный продольный центральный аэрационный и жижеотводящий канал, сообщенный с единым жижесборником, выполненным в виде общего коллектора закрытого типа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для ускоренной переработки навоза, помета и других органических отходов сельскохозяйственного производства с получением компостов.

Известно навозохранилище, включающее емкость с размещенными в ней электродами, подключенными к положительному полюсу источника постоянного тока, и дренажное устройство, подключенное к его отрицательному полюсу, причем для ускорения разделения навоза на твердую и жидкую фракции и упрощения выгрузки твердой фракции навоза из емкости дренажное устройство выполнено в виде канала, образованного в средней части днища емкости, который покрыт решеткой, кроме того, для ускорения удаления жидкой фракции навоза канал дренажного устройства имеет уклон (SU 695603 A, 1979, МПК A 01 C 3/02).

Недостатками этого известного навозохранилища, используемого для переработки навоза, являются высокая энергоемкость и большая длительность процесса переработки в нем навоза, обусловленные высокими затратами электроэнергии и отсутствием аэрирования находящегося в хранилище навоза.

Также известна система для переработки навоза на удобрение, содержащая пологий спуск к проездной дороге и приемной траншее, ферментационную емкость, оборудованную нагнетательным вентилятором, пультом управления, системой трубопроводов для подачи воздуха снизу в органическую смесь, заполняющую ферментационную емкость, смотровой площадкой и воротами, и мобильный погрузчик, используемый одновременно для перемешивания и загрузки органической смеси в ферментационную емкость, при этом проездная дорога, приемная траншея и ферментационная емкость закрыты навесом со стенками и крышей (SU 1813085 A3, 1993, МПК A 01 C 3/00).

Недостатки названной системы для переработки навоза состоят в том, что ее конструкция не обеспечивает отвода жидкой фракции, выделяющейся при компостировании органической смеси в ферментационной емкости, и подогрева компостируемой органической смеси, дополнительного к ее собственному биотермическому разогреву. Отмеченные недостатки приводят к повышению длительности процесса переработки навоза и к снижению качества конечного продукта, в данном случае удобрения.

Известна комплексная система для переработки навоза, содержащая частично заглубленную в грунт и имеющую светопроницаемую крышу ферментационную емкость с устройством для подогрева воздуха в ней, грейферное погрузочное приспособление, загрузочное устройство и транспортные средства (SU 1646528 A1, 1991, МПК A 01 C 3/02). При этом устройство для подогрева воздуха в ферментационной емкости выполнено в виде перфорированных труб для орошения светопроницаемой крыши ферментационной емкости нагретой водой.

Недостатки данной известной комплексной системы, являющейся наиболее близким аналогом предлагаемой, заключаются в высокой энергоемкости и большой длительности процесса переработки навоза, соответственно вызванных необходимостью нагрева воды, используемой для подогрева воздуха в ферментационной емкости, и слабой аэрацией компостируемой в ферментационной емкости органической смеси при ее периодическом перемешивании с помощью грейферного погрузочного приспособления в условиях отсутствия отвода жидкой фракции, выделяющейся при компостировании органической смеси, что также приводит к снижению качества конечного продукта переработки.

Задачей настоящего изобретения является сокращение сроков и снижение энергоемкости переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов с одновременным повышением качества конечного продукта переработки в условиях крупномасшатбного производства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что комплексная система для переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов, содержащая частично заглубленную в грунт и имеющую светопроницаемую крышу ферментационную емкость с устройством для подогрева воздуха в ней, грейферное погрузочное приспособление, загрузочное устройство и транспортные средства, согласно изобретению снабжена жижесборником, расположенным снаружи ферментационной емкости у одной ее торцевой стенки, а в днище ферментационной емкости выполнен продольный центральный аэрационный и жижеотводящий канал, являющийся элементом имеющего к нему уклон названного днища, проходящий наклонно к жижесборнику, снабженный на выходе в последний шлюзовым затвором и отделенный от ферментационной емкости перекрытием, выполненным с возможностью пропуска воздуха и жидкости, при этом устройство для подогрева воздуха в ферментационной емкости состоит из вентилятора высокого давления, размещенного снаружи ферментационной емкости со стороны, противоположной жижесборнику, воздухозаборника, расположенного под светопроницаемой крышей в верхней части пространства, ограниченного ею, и сообщенного с всасывающим патрубком вентилятора, и вышеупомянутого аэрационного и жижеотводящего канала, вход которого соединен посредством воздухоотвода с нагнетательным патрубком вентилятора, причем светопроницаемая крыша по всей длине ферментационной емкости выполнена из откидных секций, каждая из которых оборудована конденсаторами избыточной влаги воздуха, конденсатосборниками и средствами уравновешивания и фиксации как в открытом, так и в закрытом положениях, отдельной секции крыши, а грейферное погрузочное приспособление и загрузочное устройство смонтированы на отдельных мобильных платформах, расположенных снаружи ферментационной емкости, причем загрузочное устройство оборудовано емкостью для накопления компонентов компостной смеси, имеющей отделитель грубых включений и измельчающе-перемешивающие и транспортирующие роторы, и телескопическим выгрузным транспортером.

Имеют преимущество частные случаи конструктивного выполнения элементов или частей предлагаемой комплексной системы переработки, в которых:

- перекрытие, отделяющее аэрационный и жижеотводящий канал от ферментационной емкости, состоит из двух сетчатых полотен и гранулированного материала, заполняющего пространство между этими полотнами;

- каждая откидная секция светопроницаемой крыши состоит из каркаса, обтянутого сверху и снизу армированным пленочным или иным прозрачным покрытием, и установлена одной продольной стороной ее каркаса с возможностью поворота на опорных шарнирах, размещенных на одной из боковых стенок ферментационной емкости;

- в торцевой стенке ферментационной емкости со стороны расположения жижесборника выполнены ворота, а снаружи ферментационной емкости в грунте перед воротами образован пологий спуск к ним;

- ферментационная емкость состоит из одной или нескольких гидро- и теплоизолированных траншей, в днище каждой из которых выполнен собственный продольный центральный аэрационный и жижеотводящий канал, сообщенный с единым жижесборником, выполненным в виде общего коллектора закрытого типа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена комплексная система для переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез, на фиг. 3 - то же, план.

Комплексная система для переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов содержит частично заглубленную в грунт ферментационную емкость 1 с устройством для подогрева в ней воздуха, использующим энергию солнечного излучения, т. е. гелиоподогрева, грейферное погрузочное приспособление 2, загрузочное устройство 3 и транспортные средства 4. Ферментационная емкость 1 имеет светопроницаемую крышу 5, обеспечивающую возможность гелиоподогрева воздуха под ней. Снаружи ферментационной емкости 1 у одной ее торцевой стенки 6 расположен жижесборник 7. В днище 8 ферментационной емкости 1 выполнен продольный центральный аэрационный и жижеотводящий канал 9, являющийся элементом днища 8, при этом днище 8 имеет уклон к каналу 9 для стока жидкости. Аэрационный и жижеотводящий канал 9 проходит наклонно к жижесборнику 7 и снабжен на выходе в жижесборник 7 шлюзовым затвором 10. Канал 9 отделен от ферментационной емкости 1 перекрытием 11, выполненным с возможностью пропуска воздуха и жидкости.

В предпочтительном варианте выполнения перекрытие 11, отделяющее аэрационный и жижеотводящий канал 9 от ферментационной емкости 1, состоит из двух сетчатых полотен 12 и гранулированного материала 13, заполняющего пространство между полотнами 12.

В состав устройства для подогрева воздуха в ферментационной емкости 1 кроме ее светопроницаемой крыши 5 входят вентилятор 14 высокого давления, размещенный снаружи ферментационной емкости 1 со стороны, противоположной жижесборнику 7, воздухозаборник 15, расположенный под светопроницаемой крышей 5 в верхней части пространства, ограниченного ею, для забора наиболее теплого воздуха и сообщенный с всасывающим патрубком вентилятора 14, и аэрационный и жижеотводящий канал 9, вход которого соединен посредством воздухоотвода 16 с нагнетательным патрубком вентилятора 14.

Светопроницаемая крыша 5 по всей длине ферментационной емкости 1 выполнена из откидных секций 17, каждая из которых оборудована конденсаторами избыточной влаги воздуха и конденсатосборниками (на чертежах не показаны), а также средствами уравновешивания и фиксации как в открытом, так и закрытом положениях отдельной секции 17 крыши 5, в качестве которых, например, могут быть использованы соответственно противовесы 18 (гравитационные или пружинные) и фиксаторы 19.

В преимущественном варианте выполнения каждая откидная секция 17 светопроницаемой крыши 5 состоит из каркаса 20, обтянутого сверху и снизу армированным пленочным покрытием 21, и установлена одной продольной стороной ее каркаса 20 с возможностью поворота на опорных шарнирах 22, размещенных на одной боковой стенке 23 ферментационной емкости 1.

Грейферное погрузочное приспособление 2 и загрузочное устройство 3 смонтированы на отдельных мобильных платформах, расположенных снаружи ферментационной емкости 1, например, на агрегатируемых с тракторами шасси и в качестве привода используют вал отбора мощности соответствующего трактора или гидромоторы. Загрузочное устройство 3 оборудовано емкостью 24 для накопления компонентов компостной смеси, имеющей отделитель 25 грубых включений и измельчающе-перемешивающие и транспортирующие роторы 26, и телескопическим выгрузным транспортером 27.

В наиболее предпочтительном конструктивном варианте предлагаемой комплексной системы переработки в торцевой стенке 6 ферментационной емкости 1 со стороны расположения жижесборника 7 выполнены ворота 28, а противоположная торцевая стенка 29 емкости 1 является сплошной. Снаружи ферментационной емкости 1 в грунте перед воротами 28 образован пологий спуск 30 к ним.

Ферментационная емкость 1 может быть выполнена в виде одной гидро- и теплоизолированной траншеи, а в условиях крупномасштабной переработки навоза или других сельскохозяйственных отходов ферментационная емкость 1 должна состоять из нескольких гидро- и теплоизолированных траншей (на чертежах не показаны), в днище 8 каждой из которых выполнен собственный продольный центральный аэрационный и жижеотводящий канал 9, сообщенный с единым жижесборником 7, выполненным в виде общего коллектора закрытого типа (на чертежах не показан).

Транспортные средства 4 предназначены для подвоза исходного сырья и других используемых при компостировании компонентов, а также для перевозки готового продукта.

Комплексная система для переработки навоза и других сельскохозяйственных отходов работает следующим образом.

Компостируемые материалы грейферным погрузочным приспособлением 2 подаются в емкость 24 для накопления компонентов компостной смеси загрузочного устройства 3, в которой они перемешиваются роторами 26, и затем доставляются загрузочным устройством 3 к краю ферментационной емкости со стороны сплошной торцевой стенки 29. При открытых секциях 17 светопроницаемой крыши 5 смешанный материал телескопическим выгрузным транспортером 27 равномерно укладывается в ферментационную емкость 1, постепенно заполняя ее от сплошной торцевой стенки 29 к воротами 28. По мере заполнения ферментационной емкости 1 закрываются секции 17 светопроницаемой крыши 5, которые удерживаются фиксаторами 19 в закрытом положении. При всех закрытых секциях 17 и также закрытом шлюзовом затворе 10 периодически включается вентилятор 14, который продувает теплый, нагретый солнцем воздух, забираемый из-под светопроницаемой крыши 5, через компостируемую массу, находящуюся в ферментационной емкости 1. В течение 2-3 дней температура в компостируемой массе устанавливается на уровне 25-30^oC и начинается мезофильный процесс, протекающий при температуре 30-40^oC. Затем за счет саморазогрева компостируемой массы процесс переходит в термофильный, при котором температура массы поднимается до 60-70^oC. В таком состоянии компостируемая масса выдерживается еще 2-3 дня, при этом достигается обеззараживание массы, ее дегельминтизация и потеря всхожести семян сорных растений. В последующие дни масса остывает до температуры 20-25^oC. На этом цикл приготовления компоста заканчивается. Длительность всего цикла не превышает 30 дней.

Образующиеся в процессе приготовления компоста влага и аммиак конденсируются на стенках аэрационного и жижеотводящего канала 9 и вместе с выделяющейся из компостируемой массы жижей стекают в жижесборник 7, содержимое которого забирается на полив или подкорму выращиваемых культур.

При выемке готового продукта открывают концевую от начала закладки секцию 17 светопроницаемой крыши 5, закрепив ее при этом фиксаторами 19, и с помощью грейферного погрузочного приспособления 2 компост загружают в транспортные средства 4, которые отвозят приготовленный компост к местам использования или хранения.

Для периодической полной очистки ферментационной емкости 1 и технического обслуживания используют ворота 28 и пологий спуск 30 к ним.

Предлагаемая комплексная система может широко использоваться для переработки навоза, помета и других сельскозяйственных отходов крупных животноводческих ферм и птицефабрик и получения экологически чистых удобрений многоцелевого назначения в условиях поточного производства.