Разделение и использование жидкого навоза

Животноводческие стоки представляют собой смесь жидкой фракции и твердых частиц. Главная задача переработки такого навоза заключается в отделении твердой составляющей, прежде чем ее компоненты растворятся в жидкости и превратятся в серьезную угрозу окружающей среде.

Наиболее практичным решением для реализации этой задачи можно считать использование шнекового сепаратора.

Вообще, удаление твердой фракции из жидких стоков навоза не только положительно скажется на экологии процесса, но и поможет существенно увеличить срок эксплуатации отстойников, упростить внесение и повысить эффективность всевозможных видов биологической очистки.

Отделение твердых составляющих

Любой жидкий навоз имеет в своем составе свободную и связанную жидкость. И если свободная жидкость может отделяться от общей массы самопроизвольно (под действием силы тяжести), то связанная содержится в составе твердых компонентов навоза и отделить ее намного сложнее.

Простейшие процедуры, такие как процеживание или отстаивание, способны отделить лишь часть свободной жидкости, тогда как жидкость связанную они не затрагивают вовсе.

Кроме того, подобные технологии подойдут далеко не для всех видов отходов. Если содержание сухого вещества в стоках превышает 4-5%, такие методы становятся неэффективными.

Для более вязкой консистенции отличным решением может стать использование шнекового пресс-сепаратора. Эта технология позволит полностью удалить из навоза свободную жидкость и вывести часть связанной. Оборудование рассчитано на работу со стоками, содержащими от 1 до 12 % сухого вещества и способно повысить его концентрацию после переработки до 35-40%.

Сепаратор представляет собой пресс, при помощи шнека выдавливающий из животноводческих отходов весь объем свободной и часть связанной жидкости. Эффективность отделения твердой фракции определяется моделью устройства, размером ячейки сита, шнека и типа твердой составляющей. Степень отделения различных элементов (калия, фосфора, азота и т.п.) может варьироваться в широком диапазоне и достигать 10-80%. Немалую роль играет расположение системы противовесов, которые влияют на уровень обратного давления.

Прессовый шнековый сепаратор предлагается отечественной промышленностью в нескольких модификациях. В зависимости от требований потребителя устройство может оснащаться различной конструкцией загрузочных горловин, шнеков и ситовых цилиндров. Последние могут иметь размер ячейки от 0.25 до 1.00 мм. Все это в конечном итоге сказывается на параметрах энергопотребления, массе устройства и его производительности.

Сепаратор может успешно эксплуатироваться в любое время года и работать под открытым небом. Впрочем, для повышения долговечности устройства, можно соорудить над ним небольшой навес.

Итоговая производительность зависит от сочетания нескольких факторов: температуры стоков, их концентрации, типа кормов, «свежести» навоза и положения противовесов, которые определяют интенсивность отжима.

Таким образом, можно выделить ряд несомненных преимуществ прессового шнекового сепаратора:

  • Устройство является самоочищающимся, и не требует дополнительного подведения воды.
  • Создаваемое на выходе обратное давление можно регулировать, добиваясь необходимой концентрации сухого вещества.
  • Сепаратор обеспечивает высокую производительность даже при работе со стоками, имеющими минимальную влажность.
  • Устройство оснащено механизмом автоматического отключения после прекращения подачи навоза.
  • Техническое обслуживание сепаратора не представляет большой сложности.
  • Производимый сепаратором материал является оптимальным для компостирования.
  • Система управления аппаратом проста и понятна.
  • Пульт управления прост в эксплуатации, удобен и безопасен.
  • Потребление электроэнергии в зависимости от модели не превышает 4-5.5 кВт.
  • Может работать полностью в автоматическом режиме.
  • Дополнительная вибрационная система помогает значительно повысить производительность.
  • Шнек устройства имеет специальное покрытие и в процессе производства подвергается термической обработке, что позволяет ему без проблем выдерживать любые условия работы.

Схема работы участка

Из производственных корпусов стоки навоза поступают в приемный резервуар, где они накапливаются и перемешиваются перед процедурой разделения.

Процесс перемешивания (усреднения) происходит с использованием мешалки-гомогенизатора, создающей однородную консистенцию вещества.

Далее, насос, оснащенный измельчителем, перекачивает жидкую субстанцию в сепаратор. Встроенный перепускной клапан обеспечивает при этом возврат избытка стоков обратно в резервуар, исключая переполнение.

Попадая в камеру шнека, стоки в первую очередь подвергаются воздействию вибрационного устройства. Это позволяет повысить эффективность отделения воды на следующих стадиях процесса.

Часть свободной жидкости самотеком отходит через сито, другая – через выпускной патрубок сепаратора. Жидкость, связанная в твердых фракциях, выжимается прессованием, которое происходит на двух последних витках шнека (сила прессования может регулироваться противовесами).

Полученный твердый материал может складироваться тут же, либо сразу вывозиться любым грузовым транспортом, к примеру, самосвалом или трактором с прицепом. Отделенная жидкость также может применяться с пользой – в промывочной системе или в качестве жидкой формы удобрения.

Передвижная система

Очень удобным решением может стать монтаж сепаратора на транспортной тележке. Это позволит без труда перемещать устройство между несколькими отстойниками или фермами. Такое решение представляется оправданным в небольших хозяйствах, где объем жидких отходов сравнительно невелик.

Отделенная жидкая фракция

Полученная жидкость может перекачиваться стандартным насосом для сточных вод, либо транспортироваться самотеком. Для этого могут использоваться даже тонкие трубы, поскольку содержание твердых примесей в такой жидкости будет минимальным.

Жидкость после сепаратора содержит лишь мелкодисперсные частицы твердого вещества, которые могут быть легко отфильтрованы биологическими методами. По содержанию положительных биогенных элементов жидкость после сепарации вполне может конкурировать с лучшими минеральными удобрениями.

Если жидкость используется для удобрения почвы, ее удобно доставлять на поля по длинным трубопроводам с системой перекачки на насосах высокого давления. Орошение может быть капельным или внутрипочвенным, загрязнение трубопровода при этом практически отсутствует.

Отделенную жидкость можно выкачивать из отстойника без предварительного перемешивания и вместо аммиачной воды применять для орошения полей.

Устранение запаха и обеззараживание отделенной жидкости

Зачастую, применение отделенной от навоза жидкой фракции ограничивается тем фактом, что она имеет неприятный запах и содержит патогенную микрофлору. Избавиться от подобных проблем можно при помощи системы электролитической стерилизации, которая состоит из нескольких обязательных компонентов:

  • Двенадцати медных электродов, расположенных попарно.
  • Центрального блока управления.
  • Кронштейнов, на которых закрепляются электроды.
  • Устройства для регулировки напряжения.

В основе работы такой конструкции лежит олигодинамический эффект, суть которого заключается в пропускании через жидкость (в данном случае – жидкую фракцию животноводческих отходов) ионов меди. Поток заряженных частиц, появляющийся между положительными и отрицательными электродами при подаче на них соответствующего напряжения, разрушающим образом воздействует на любые бактерии и микроорганизмы, во множестве содержащиеся в навозе.

Благодаря этой процедуре можно достичь нескольких положительных эффектов:

  • Уходят неприятные запахи.
  • Ликвидация патогенной микрофлоры.
  • Стабилизация органических компонентов.

Твердая фракция навоза

Получаемый сухой остаток может применяться в самых разных качествах. Он может послужить отличной подстилкой для животных, высококлассным органическим удобрением и даже топливом (в смеси с растительными отходами) для пиролизных теплогенераторов. Последние могут использоваться для отопления теплиц, ферм или получения водяного пара.

В зависимости от потребности, теплогенераторы бывают мощностью от 100 до 800 кВт. Паровой котел, имеющий рабочее давление около 0.7 кг/кв.см, позволяет получать пар с рабочей температурой до 125 градусов.

Компостирование твердой фракции

Хороший сепаратор производит полностью готовый к компостированию твердый остаток, имеющий оптимальные показатели структуры и влажности. Это рыхлая, рассыпчатая и пористая субстанция с низкой адгезией, что позволяет обеспечивать хорошее движение воздуха при компостировании, и существенно уменьшает неприятные запахи.

Еще один важный момент – отделенная твердая фракция не представляет никакого гастрономического интереса для грызунов, мух и прочих паразитов.

В настоящее время существуют технологии, позволяющие готовить компост из твердой фракции отходов в ускоренном режиме.

Суть технологии заключается в том, что твердый остаток навоза подвергается воздействию особых микроорганизмов, которые создают внутри компоста высокую температуру, практически полностью уничтожающую патогенную микрофлору (семена растений, яйца гельминтов, личинки иных паразитов и возбудителей опасных инфекций – холеры, тифа, туберкулеза, бруцеллеза и т.п.). Вдобавок к этому устраняется неприятный запах и стабилизируется оптимальный для внесения в грунт состав органических компонентов.

Технология ускоренного компостирования в большинстве случаев не требует использования дорогостоящего специального оборудования (достаточно лишь выделить отдельную ровную площадку), а полный цикл создания партии компоста может занять от 8 до 21 дня.

В процессе компостирования влажность сухого вещества снижается, а плотность, напротив, увеличивается от средних значений 0.4 до 0.6-0.8. Весь процесс приема, закладки и выгрузки компоста вполне может осуществляться одним оператором-трактористом. Лучше, если для этих целей будет выделена отдельная площадка с ровным бетонным полом. Технология допускает периодическое или постоянное добавление массы.

Готовый компост чаще всего используется в качестве органического удобрения (вносится на собственные поля фермерского хозяйства, либо фасуется и отправляется на продажу). Кроме того, сухой компост может послужить в качестве отличной подстилки для скота.

До момента внесения в почву компост может храниться 6-8 месяцев без существенной потери своих качеств.

Компостирование считается полностью безопасной для экологии процедурой, исключающей загрязнение почвы тяжелыми металлами и вредными химическими соединениями.

Организация участков для ускоренного компостирования

Механизированная схема (блок бункеров-ферментеров)

Производительность участка будет напрямую зависеть от числа отсеков и может составлять от 10 до 50 тонн в сутки (на крупных животноводческих предприятиях удобнее, как правило, не делать огромное число отсеков, а организовывать несколько автономных участков).

Один отсек, как правило, наполняется за несколько дней, после чего он переходит в режим компостирования.

Процесс занимает 1-2 недели, после чего готовое удобрение может фасоваться в мешки, либо вывозиться на поля для внесения в почву.

Немеханизированная схема

Чаще всего такая площадка организуется в длинном крытом помещении, разделенном на отсеки. Отсеки изготавливаются из массивных бетонных блоков или плит, способных эффективно противостоять агрессивной среде. Отсеки поочередно заполняются исходной органической субстанцией с последовательным включением системы жизнеобеспечения микрофлоры.

Процесс подготовки компоста занимает все те же 1-2 недели, по истечении которых в том же порядке отсеки начинают выгружаться. Для выгрузки отлично подойдет небольшой маневренный трактор с фронтальным погрузчиком.

Если существует необходимость корректировки баланса питательных компонентов компоста, может производиться внесение особых катализаторов – удобнее всего делать это посредством распыления через стационарные распылители, инжекторы которых будут вмонтированы в пол и залиты бетоном. При таком устройстве участка компостирования с работами также может справиться один оператор-тракторист.

Упрощенная схема

Если объемы твердой фракции невелики, компостирование можно организовать без использования специализированного оборудования и техники. В этом случае вполне достаточно будет выделенной ровной площадки и элементарной перебрасывающей техники.