способ преобразования биологически разлагаемого гигиенически неустойчивого субстрата в гигиенически устойчивый продукт

Формула изобретения

1. Способ преобразования биологически разлагаемого гигиенически неустойчивого субстрата в гигиенический устойчивый продукт, где массу указанного субстрата помещают в полость, отделенную от окружающей атмосферы, и затем массу обрабатывают аэробной ферментацией, которая обусловлена доставляемым извне воздухом, где аэробная ферментация включает этап, на котором массу подвергают действию температуры 70-80°С, отличающийся тем, что этап, на котором массу подвергают действию температуры 70-80°С, протекает по всему объему массы одновременно и длится 30-60 мин, причем в процессе массу переворачивают в течение аэробной ферментации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру массы регулируют на протяжении ферментации количеством доставляемого извне воздуха и интенсивностью переворачивания массы.

Описание изобретения к патенту

Область изобретения

Изобретение касается способа биологической переработки отходов, главным образом отходов, которые способны загрязнять окружающую среду, отходов, выделяющих запах, и гигиенически непригодных отходов, и это решает проблему обеспечения гигиены для следующей манипуляции такими отходами. Впоследствии гигиенически устойчивый субстрат можно переработать без возникновения опасности экологического загрязнения, например компостированием или переработкой в топливо.

Описание предшествующего уровня техники

Известно, что отходы биологического происхождения хранят на свалках. Недостатком свалок является растущий спрос на пространство для них, в то время как правила эксплуатации мест захоронения отходов ужесточаются. Также известно, что отходы биологического происхождения компостируют без дополнительной проверки. Недостатком компостирования без предварительной проверки является то, что переработанный материал становится гигиенически безукоризненным только спустя несколько месяцев. Неудобство хранения, так же как и компостирования, заключается в том, что биологические отходы на свалках и в местах для компостирования обычно представляют собой повышенную опасность, прежде всего загрязняют грунтовую воду, испускают запах или из-за их условной патогенности являются потенциальным источником инфекции. Также известно, что биологические отходы могут быть сожжены, тогда как большой объем воды в сожженном материале является нежелательным, потому что тепловая мощность снижается с растущим объемом воды. При содержании большого объема воды топливо становится невоспламеняемым. Далее, известно, что биологические отходы могут быть аэробно ферментированными. Патент Чешской Республики CZ286614 относится к способу переработки смеси отбросов очистной установки и твердых биологических отходов, например древесных щепок, опилок или разделенных биологических отходов. Данную смесь, из которой производят массу, подвергают 2-4-дневной аэробной ферментации, после чего ее сушат до объема сухой массы 70 - 90% и впоследствии ее гранулируют или превращают в брикеты. Этим способом получают топливо. Недостатком данного способа является то, что не обеспечена переработка всего объема свалки в гигиенический продукт, поскольку данный способ не проводят в замкнутой окружающей среде, изолированной от окружения, таким образом, теряется тепло. Это проявляется низкой температурой возле поверхности массы, где способ ферментации не протекает достаточно эффективно, и, таким образом, общее время обработки становится дольше. Следующим недостатком является распространение патогенных организмов вместе с испаряющейся водой, аэрозолями и твердыми элементами при манипуляции с массой. Другим недостатком является потребность энергии для способа, так как существует необходимость источника тепла для сушки субстрата.

Описание изобретения

Упомянутые недостатки устраняют способом преобразования биологически разлагаемого гигиенически неустойчивого субстрата в гигиенически устойчивый продукт по данному изобретению, в котором главным является поместить массу в полость, отделенную от окружающей атмосферы, после чего ее подвергают аэробной ферментации. Аэробная ферментация включает этап, на котором весь объем массы подвергают действию температуры 70-80°С в течение 30-60 минут одновременно. Другая альтернатива заключается в регулировке температуры массы на протяжении ферментации объемом доставленного извне воздуха и интенсивностью переворачивания массы.

Преимуществом способа согласно данному изобретению является изменение биологических отходов в сырьевой материал, который не является биологически активным, не загрязняет окружающую среду и не является источником мешающего запаха. Другим преимуществом является короткое время переработки. Легкость осуществления способа не должна быть неадекватно большой, даже при высокой производительности. Преимуществом также является низкое потребление энергии для осуществления способа, отсутствует потребность во внешнем источнике теплоты.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1

Массу, содержащую аэробные микроорганизмы, состоящую из смеси соломы зерновых культур, щепок и отбросов предприятия городской канализации в объемном соотношении 1:1:1, поместили в закрытый теплоизолированный ферментационный реактор, который оборудован устройством подачи воздуха и выпускания выделяемых газов.

Максимальный размер неотделимых элементов в массе составляет 50 мм. Температуру массы повышают способом аэробной ферментации так, чтобы температура в ферментационном реакторе достигла 40-50°С через 8 часов. В данной фазе водяной пар выпустили из реактора. Ферментация как таковая прошла в ходе переворачивания массы и регулирования количества доставляемого извне воздуха в данном диапазоне температуры на протяжении 36 часов. Интенсивность ферментации регулировали объемом доставляемого извне воздуха на основании измерения температуры и определения СО₂ в выделяющихся газах. После этого снизили количество доставляемого извне воздуха так, что температура плавно повышалась в течение 24 часов, пока не достигла диапазона 70-80°С. Массу хранили при данном диапазоне температуры в течение 35 минут. Следующей фазой является интенсивное вентилирование, которое закончили до достижения максимального значения влажности 10%.

Пример 2

Отличие между примером 2 и 1 заключается в том, что масса состоит из 40% отбросов текстильной промышленности и 60% соломы рапсовых.

Пример 3

Отличие между примером 3 и 1 заключается в том, что масса состоит из 35% отбросов от производства бумаги и целлюлозной массы, 15% древесных стружек и опилок, 20% зеленых щеп и 30% соломы рапсовых.

Пример 4

Отличие между примером 4 и 1 заключается в том, что масса состоит из 15% отбросов от производства крахмала, 25% соломы рапсовых, 25% древесных стружек и опилок, 25% зеленых щеп и 10% сосновой коры.

Пример 5

Отличие между примером 5 и 1 заключается в том, что масса состоит из 50% отбросов из предприятия городской канализации, 25% нетипичных отходов бумаги и 25% соломы рапсовых.

Для массы могут применяться кухонные отходы, энергетическая солома щавеля, дробленные муниципальные отходы, отходы пищевой промышленности или пластмассовый субстрат.

Все упомянутые % относятся к объемам.