способ обработки и утилизации органосодержащих отходов

Формула изобретения

Способ обработки и утилизации органосодержащих отходов животноводства и птицеводства, включающий их смешение с нагретым сыпучим углеродсодержащим наполнителем и компостирование с аэрацией до момента снижения температуры компостной смеси до температуры наружного воздуха, отличающийся тем, что в качестве сыпучего углеродсодержащего наполнителя используют компостный материал - продукт биотермической переработки твердых бытовых отходов с содержанием общего числа микроорганизмов 10⁸-10¹⁰ клеток/г сухого компостного материала и температурой 75°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки и утилизации органосодержащих отходов, а именно к биотермической обработке отходов животноводства и птицеводства в смеси с горячими мелкопористыми наполнителями.

Известен способ аэробной переработки органосодержащих отходов животноводства и птицеводства, включающий смешивание отходов с наполнителями (торф, лигнин, древесные опилки), ферментацию и аэрацию полученной массы (см. патент РФ №2100329, кл. С 05 F 17/00, 3/00, 1997).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе перед подачей массы органосодержащих отходов с наполнителями в зону ферментации ее расфасовывают в отдельные емкости, а аэрация каждой емкости производится отдельно, что приводит к высоким капитальным и эксплуатационным затратам и существенно ограничивает возможность применения данного способа в современных экономических условиях сельских населенных пунктов.

Известен способ обработки органосодержащих отходов, включающий смешивание с компонентами - стимуляторами разложения и последующее компостирование смеси при периодическом перешивании (см. патент №1818325 А1, кл. С 05 F 11/00, 1993).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе в качестве стимулятора разложения органосодержащих отходов используются древесно-коровые отходы, саморазогретые до термофильной фазы процесса биотермической обработки, но содержащие незначительное количество термофильных микроорганизмов, интенсифицирующих процесс, при этом минимальная продолжительность процесса биотермической обработки составляет 5 месяцев.

Известен способ обработки и утилизации органосодержащих отходов, включающий смешивание с углеродсодержащими компонентами и последующее компостирование в аэробных условиях (см. патент №1774939, кл. С 05 F 11/00, 1992).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе определение продолжительности и момента окончания процесса биотермической обработки отходов производится на основе результатов дорогостоящего и длительного агрохимического анализа субстрата.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ биотермической обработки осадков сточных вод, в котором обработку и утилизацию органосодержащих отходов осуществляют путем смешения с сыпучими углеродсодержащими наполнителями и компостирования с аэрацией (см. авт. св. СССР №1816742, кл. С 02 F 11/02, 1993), который и принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе рассмотрен процесс биотермической обработки осадков сточных вод и возможности сокращения продолжительности протекания данного процесса за счет изменения массового соотношения обрабатываемых осадков сточных вод и сыпучего углеродсодержащего наполнителя в компостной смеси, а также за счет повышения температуры применяемого углеродсодержащего наполнителя. В результате чего общая продолжительность биотермической обработки с применением горячих наполнителей составила не менее 75-79 суток при максимальных значениях распада беззольного вещества 30-34%.

Сущность изобретения заключается в сокращении продолжительности проведения биотермической обработки органосодержащих отходов путем их смешения с горячими мелкопористыми наполнителями - компостными материалами.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в том, что необходимо произвести биотермическую обработку органосодержащих отходов с минимальной продолжительностью.

Технический результат - сокращение общей продолжительности биотермической обработки органосодержащих отходов при максимальных значениях распада беззольного вещества и повышение точности определения времени окончания процесса биотермической обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе обработки и утилизации органосодержащих отходов животноводства и птицеводства, включающем их смешение с нагретым сыпучим углеродсодержащим наполнителем и компостирование с аэрацией до момента снижения температуры компостной смеси до температуры наружного воздуха, в качестве сыпучего углеродсодержащего наполнителя используют компостный материал - продукт биотермической переработки твердых бытовых отходов, с содержанием общего числа микроорганизмов 10⁸ -10¹⁰ клеток/г сухого компостного материала и температурой 75°С.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа обработки и утилизации органосодержащих отходов животноводства и птицеводства (свиной навоз и куриный помет), в полевых условиях на опытно-исследовательской площадке компостного центра г.Самара.

Пример. Процесс биотермической обработки органосодержащих отходов проводят в аэрируемом штабеле объемом 4 м³. Для этого отходы животноводства (свиной навоз) влажностью 65% с содержанием беззольного вещества 90%, температурой 30°С смешивают в оттарированном смесителе плужкового типа, периодического действия с наполнителем - компостным материалом отсортированных твердых бытовых отходов после выдержки последнего в биотермическом барабане. Наполнитель имеет температуру 75°С. Навоз и наполнитель берут в соотношении 2:1, чтобы расчетная температура компостной смеси составила 60°С. Точность поддержания исходной температуры смеси составляет ±5°С. Компостный материал твердых бытовых отходов используют после выдержки в биотермическом барабане с содержанием общего числа микроорганизмов 10⁸-10¹⁰ клеток/г компостной смеси. Точность продолжительности выдержки в биотермическом барабане ±2 ч. Компостные штабели закладывались в теплое время года (май - июнь) при температурах наружного воздуха 20±5°С.

За окончание биотермической обработки принят момент времени, когда температура компостной смеси достигает температуры наружного воздуха. В таблице приведена зависимость продолжительности процесса биотермической обработки отходов животноводства (свиного навоза) по предлагаемому способу от общего содержания микроорганизмов в наполнителе и от продолжительности фазы адаптации микрофлоры компостной смеси к органическому субстрату навоза.

Таблица
Общее содержание термофильных микроорганизмов, клеток/г	Продолжительность фазы адаптации микрофлоры, сут.	Общая продолжительность процесса, сут.
10 6	13	115
107	11	64
10 8	6	43
109	7	44
10 10	6	43

Из таблицы следует, что при общем содержании термофильных микроорганизмов менее 10⁸-10¹⁰ клеток/г компостной смеси происходит увеличение общей продолжительности процесса в 1,5-2 раза по сравнению с оптимумом (43-44 суток) вследствие увеличения продолжительности фазы адаптации микрофлоры компостной смеси к органическому субстрату навоза.

Таким образом, из полученных опытных данных следует, что указанный технический результат достигается при содержании в наполнителе термофильных микроорганизмов порядка 10⁸-10¹⁰ клеток/г компостной смеси.