Технология приготовления компоста методом фракционирования

В настоящее время в связи с переходом народного хозяйства на рыночные отношения и из-за нехватки финансовых средств и необходимой техники сельскохозяйственные предприятия нарушают технологии удаления и переработки навоза, не производят работы по его карантину и обеззараживанию. Новое технологическое оборудование устанавливается на фермах по первой необходимости. В связи с сокращением общественного стада значительно уменьшилось количество крупных ферм с комплексной механизацией производственных процессов.

На многих фермах средней и малой мощности, построенных по устаревшим типовым проектам, не до конца решены вопросы уборки, обработки и транспортирования навоза.

В связи с сокращением строительства крупных комплексов, с сокращением применения гидравлических способов уборки навоза появилась необходимость корректировки типовых технологических схем уборки и переработки навоза. Появилась необходимость внедрения доступных способов переработки навоза, таких как компостирование с применением влагопоглощающих материалов, таких как торф, древесные опилки и др.

Материал и методы исследования

В процессе проведения лабораторных испытаний определялись влажность навоза, опилок, компостной смеси. Определение физико-механических свойств указанных ТОУ проводилось в соответствии с общепринятыми методиками [1].

Соотношение азота и углерода в готовом компосте при различных дозах влагопоглощающих материалов определяли расчетным способом после агрохимических анализов по содержанию углерода и азота в компостах.

Влажность компоста и исходных компонентов определяли двумя способам: высушиванием и использованием экспресс-влагомера ВЛК-А.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование технологии приготовления компоста невозможно без изучения их физикомеханических свойств. Для исследований были выбраны наиболее распространенные и отвечающие технологическим требованиям при компостировании следующие компоненты: навоз КРС и древесные опилки, прошедшие выдержку в навозохранилищах в зимний период в течение 4-5 мес.

Технология приготовления компоста. С двух коровников навоз удаляется транспортерами ТСН-160, а с телятника - дельта-скрепером УС-250. В связи с поступлением технологической воды (после охлаждения молока, мойки молочного оборудования, станков и др.) в систему навозоудаления получаем с фермы навоз влажностью более 90 %. Удаляемый навоз попадает в навозоприемник, соединяющий все три здания с торцевых сторон. Емкость навозо-приемника - 1500 м3. При суточном выходе с фермы около 30 т навоза он заполняется за 2 мес. Поскольку навозоприемник закрытый, то навоз может накапливаться и в зимнее время. Наво-зоприемник соединен с навозохранилищем открытого типа емкостью 3400 т. Между навозо-приемником и хранилищем имеется герметически закрываемый шибер. Над шибером построено здание цеха разделения навоза на фракции, где установлены разделительные машины: насос НЦИ-ф-100, виброгрохот ГБН-100, пресс-фильтр ПЖН-63, транспортер ТПН-ф-40. После наполнения навозоприемника по графику жидкий навоз после перемешивания в течение 7 ... 10 мин забирается насосом и подается на разделительные машины, где делится на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция после пресса имеет влажность до 72 % и идет на компостную площадку для компостирования с влагопоглощающим материалом, а жидкая фракция самотеком по трубе поступает в навозохранилище. Два раза в год (весной и осенью) жидкая фракция из навозохранилища выкачивается насосом и по разборному трубопроводу РТ -180 подается в магистральный канал, где смешивается с чистой поливной водой и идет на оро- шение сенокосов.

Исходные данные:

исходная влажность навоза......90 %;

влажность древесных опилок. 35 %;

влажность компоста...............67...72 %;

плотность жижи....................1,01...1,04 т/м3;

плотность твердой фракции.....0,7...0,6 т/м3;

плотность опилок..................0,15...0,2 т/м3;

плотность компоста.....0,6 т/м3.

Влажность компостной смеси зависит от влажности исходного навоза и влажности опилок. При приготовлении компоста потребность во влагопоглощающих материалах рассчитывают по формуле:

• 1.    Количество жидкой фракции после механического разделения

• 2.    Количество твердой фракции навоза равно:

• 3.    Емкость навозохранилища

• 4.    Продолжительность цикла, т. е. время опорожнения навозохранилища:

G ж = G к (W н - W см ) : (W см - W о ), (1) где G к – количество компоста, т; W н – влажность навоза, %; W см – влажность смеси, %; W о – влажность опилок, %.

G т = G к - G ж.

V = G ж / ρ ж n ,                                   (3)

где ρ ж - плотность жижи, т/м³; n – количество емкости.

Рекомендуется навозохранилища емкостью 3400 т по типовому проекту 815-30.83

t ц = V ρ к / G к ρ т ,                                        (4)

где ρ к – плотность компоста, т/м³; ρ т - плотность твердой фракции, т/м³.

Требования к компосту:

• -    содержание ОВ не менее 75 % при С:N = (18-20):1;

• -    содержание NPK не менее 2 % от сухого вещества. Из них не менее половины в легкоусвояемой форме;

• -    РН = 7...8. Среда нейтральная или слабощелочная;

• -    мелкомковатая структура. Светло-коричневый цвет;

• -    полностью отсутствуют яйца и личинки гельминтов, патогенная микрофлора, всхожие семена сорных растений;

• -    при хранении потери питательных веществ не наблюдаются.

Условия компостирования. Важнейшим условием надежного компостирования, выдержки необходимого теплового режима является введение в оптимальных дозах влагопоглощающих материалов, ибо от их соотношения зависят влажность смеси, содержание органического вещества (ОВ) в компосте, отношение углерода к азоту (С:N).

Уменьшение влажности смеси и влажности исходного навоза вызывает увеличение концентрации органического вещества в компосте. Для увеличения концентрации органического вещества в компосте желательно довести влажность исходного навоза до 75 %. Этого можно достичь только при механическом разделении навоза на фракции.

Результаты исследования и их обсуждение

Примерный расчет систем утилизации навоза по формулам 1-4 будет выглядеть следующим образом:

• 1.    Количество жидкой фракции после механического разделения

  G ж = 10800 (90 - 72) : (97 - 72) = 7560 т.

• 2.    Количество твердой фракции навоза равно:

• 3.    Емкость навозохранилища

  V = 7560: 1,02 х 2 = 3760 т.

• 4.    Продолжительность цикла, т. е. время опорожнения навозохранилища: t ц = 1500 х 0,6 /10,8 х 7 х 0,7 = 16 дней.

G т = 10800 - 7560 = 3240 т.

Выбираем емкость для навозохранилища – 3400 т по типовому проекту 815-30.83.

Согласно этим расчетам составляется годовой график работы цеха утилизации навоза на ферме.

Оптимальным соотношением влажности смеси и концентрации орфического вещества в бурте компоста будет то, что дает максимум температуры разогрева смеси. Достичь этого можно оптимизацией весового соотношения между полужидким навозом и влагопоглощающим материалом (опилки) при закладке компоста.

Влажность компостной смеси зависит от влажности исходного навоза и влажности опилок. При приготовлении компоста потребность во влагопоглощающих материалах показано в таблице.

Таблица

Расход опилок при компостировании полужидкого навоза КРС

Влажность	Влажность навоза, %			Влажность
опилок,%	88	90	92	компоста, %
	Расход опилок (т) на 1 т навоза
35	0,76	0,83	0,9	65
40	0,92	1	1,08
45	1,15	1,25	1,35
50	1,53	1,66	1,8
35	0,65	0,71	0,77	70
40	0,76	0,83	0,9
45	0,92	1,0	1,08
50	1,15	1,25	1,35
35	0,57	0,62	0,67	75
40	0,65	0,71	0,77
45	0,76	0,83	0,9
50	0,92	1	1,08

Анализ таблицы представлен на рисунке.

Рисунок - Расход опилок при компостировании навоза

Выводы

Разработан способ переработки навоза компостированием за счет применения влагопоглощающего материала - древесных опилок. Для достижения рациональной влажности компостной смеси 65-70 % при влажности исходного навоза 88-91%, влажности опилок 35-50 % весовое соотношение навоза и опилок будет равно 1:0,83.