Способ переработки подстилочного навоза и устройство для его осуществления

ю) И 3 (11) 2 ОО51) Я СОЯРЗ ОО ОПИАНИ ИЗОБРК ПАТЕН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Шемарин Владимир Федорович(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Целью изобретения - снижение трудоемкостии повышение экологичности процесса за счет улучшения условий труда и содержания животных,обеспечение саморегулируемости процесса неза- фвисимо от количества навоза и климатических условий как в местах содержания животных так и вспециализированных местах. Сущность изобретения заключается в том, что продукты жизнедеятельности животных и органические отходы (кактвердая, так и жидкая фракции) подают по мере ихобразования в накопительную емкость, напримерподпольное навозохранилище, перекрытое щелевым полом и снабженное дренажным устройством,которую предварительно заполняют фильтрующимгоризонтом почвенно-песчаной смеси в количествейе более расчетного объема перерабатываемогонавоза, т.е, не более половины объема навозохранилища. В емкости осуществляется сбор, накопление, хранение и непрерывная переработка органики,для чего в смесь на начальной стадии для переработки навоза биологическими методами вводяткольчатых червей класса ОйдосЬае 1 а, преимущественно семейств ШтпЬпбдае или МедасоесЫае, в количестве не менее 30 - 50 шт, на 1 т расчетного2 количества навоза /20 - 50 шт. на 1 м хранилища/ и создают оптимальные условия для их размножения в течение 5 - 9 мес /длительность стойлового периода/, Изобретение позволяет эксплуатировать животноводческие помещения без опасения их заражения патогенными бактериями от длительного хранения навоза при естественном сбраживании, т.е. улучшает экологичность, санитарно-гигиенические условия содержания животных; получать высококачественные органические удобрения - биогумус для выращива-.ния экологически чистых сельскохозяйственных продуктов и кормовые белки /биомассу червей/ для сбалансирования биокормов; обеспечить безотходность содержания животных, повысить эффективность использования кормов; снизить себестоимость продуктов животноводства и трудоемкость;сохранить окружающую среду /особенно крупных животноводческих комплексов/, Непрерывность утилизации и переработки отходов в ре- Я зультате жизнедеятельности червей, саморегулируемость этого процесса повышают экологичность содержания животных и реализуются в любых кпи - матических зонах для любого количества отходов сгорания. 2 с и 1 зл.ф-лы 1 ип, 5 ,5 2004528(;Олст(.:,; ,:, соо(с)ение(1 инГредиентовс(1 есей; боль)Зая труД 08 мк(,с(ь из-за несбли(От."дэ ения смеси подстилки и аксКГ)8,;.-,В;ГОЛУЧен 1 Я ИЗМЕЛ ЧеНЫХ КОСТЕИ, ск:егь чс )В.):, и создания у"ловий, благопр(:втных их раэм(Ожевео; необходимостьтех(ицеских средств для осуществления ПОдобной переработки. Кроме того, получениеконсчОго продукта по Данному способутг)ебуе 1 дли,ельного времени, Необходимость Отме(ить и недостаточно полное использование Воэмо)кносте 5: биологическихзт(ементов пер работки смеси - земляныхчервей, ко(орые вносятся в г рактически чистый г(вратной только 5(д последней стадииполу 8 ия удобренИя после окончания микробиологических процессОВ, Тем самым су"жа огся разновидности семействис(Ольэ;.,(:ых земляных червВЙ и повышаОп,а требова я к обесге (ени)о условий ихпад(мнО)(Р)5)я В Оазличных климатич 8 сеихэона).Н-;Д(",)В-,кьм( Валяются также необхо,имость (ели (5)л специально обученногопервоаа и с)Держание животных продолжитель8 Время в Внт(са)(итарны:( услОВиях на подстилках псвышенной влажностиЬ 60-90,) что е может не сказаться от,:ц;Теиь(О (а и( )родуктивнссти. Известно, что чер иласса (.1 цосЬае 1 а(малощетинковь,е) ги аются различнымирастительными остатка;.(и, навозом и т.п.органическими отходами; ускоряют разложение, растительных остатков; обогащаютпочву питательными веществами, улучшают ее физические свойства, уничтожают ередные микроорганизмы и являются ценнейшим источником кормового белка, поскольку содержит 72 ОД белка помимо аминокислот в сухом продукте. В благоприятных условиях при наличии достаточной влажности почвы, диапазона температуры от 4 до 40 и пи ци интенсивность размно 15 жения достигает 1200 - 1500 шт, от однойособи, Черви способны переработать 50-80 т почвы на 1 га при количестве 50-100 особей на 1 М .Этот способ переработки навоза и ор- ,1 Пганических отходов экологически чист и является недостаОщим звеном замкнутого безотОдного процесса содер.кания животных, Данный биологический способ переработки навоза в биогумус 25 непосредственно в накопителе в животноьодстве не применяется.Известна конструкция подпольного наВозохранилища, представляюцего собой пере:.рытуо щелевь 1 м полом емкость с дре- -"0 а.кным устройством, предварительно эа(Олненным наполни 1 елем, что позволяет Осуществлять сбор и хранениЕ навоза в теение стойлового периода, отделение твердой фракции ожидкой и осветление З 5 последней,Недостатком данного навозохранилища, предназначенного для разделения продуктов жизнедеятельности животных на жидкие и твеодые фракции, является низкая 40 экологическая чистота иэ-эа выделения в атмосферу продуктов биотермических процессов; необходимость постоянно осуществлять контроль в различных точках за ин-;енсивностью биотермических реак ций и наличием болезнетворных бактерий;Возможность заражения животных болезнетворными микробами, поскольку навоз накапливается в большом объеме в течение всего стойлового периода, а его удаление 50 производится в конце; низкие санитарногигиенические условия из-за свободного выхода вредных газов и продуктов разложения навоза микроорганизмами в атмосферу помещения; необходимость перегрузки наво за в другое техническое средство для егодальнейшей переработки и использования.Кроме того, возникает необходимость в относительно частой замене или очистке наполнителя дренажного устройства иэ-эа его засорения частицами в(Дсй 1 ракции иснижения фильтрующих функций. Недостаточное количество очистки жидкой фракции, объясняемое малой толщиной горизонта наполнителя.Целью изобретения является получение способа переработки навоза и органических отходов в удобрение - биогумус, позволяющего повысить эффективность и экологическую чистоту (экологичность) процесса, обеспечить саморегулируемость процесса, т.е. снизить его трудоемкость независимо от количества навоза как в специализированных местах, так и в месте содержания животных.Цель достигается тем, что продукты жизнедеятельности животных, продукты ухода за ними и органические отходы (твердые и жидкие фракции) подают по мере их образования (поступления) в накопительную емкость, которую предварительно заполняют фильтрующим горизонтом почвенно-песчаной смеси в количестве не более предполагаемого (расчетного) объема пврерабатываемого навоза. Причем в смесь на начальной стадии вводят кольчатых червей класса ОИдосЬаета, преимущественно семействаотЬг 1 сЫае: Е 1 зеп 1 а оетЫа, 1.отЬг 1 соз теггезсг 1 з, А 11 о 1 оЬорЬога соИдпоза или семейства МедазсоесЫае в количестве не менее .30-.50 шт, на тонну расчетного количества навоза и органических отходов и создают оптимальные условия для их размножения в течение 5 - 9 мес, (например, продолжительности стойловогопериода), а излишки осветленной жидкой фракции, не поглощенной почвенно-песчаным горизонтом и биомассой червей, удаляют через дренажное устройство.У йредлагаемого решения в результате совокупного использования известных признаков появляется новое свойство: экологичность и непрерывность процесса переработки навоза и органических отходов в биогумус, наиболее полное использова-. ние биологических возможностей кольчатых червей указанного класса в зависимости от климатических условий и соотношения компонентов отходов. При этом явно достигается положительный эффект, а именно снижается трудоемкость переработки навоза; повышается экологичность процесса и качество очистки жидкой фракции; повышается эффективность использования кормов, поскольку продукты жизнедеятельности животных и другие органические отходы практически без затрат перерабатываются в кормовые белки - биомассу червей, используемые на корм сельскохозяйственным животным. Исключается опасность заражения животных болезнетворными бактериями в результате постоянной переработки навоза по мере его поступления, т.е. исключается накопление большой массы навоза и его сбракивание 5 (неуправляемые биотермические реакции).Сокращаются затраты на технические средства, уменьшается себестоимость продукции, Способ применим как для больших, так и для малых объемов навоза непосредствен-, 10 но на местах его образования.Способ осуществляется следующим образом. Продукты жизнедеятельности животных и ухода за ними - навоз и органические от,оды (твердая и жидкая фракции) по мере 15 их образования подают в накопительнуюемкость, которую предварительно заполняют почвенно-песчаной смесью в количестве не более предполатаемого (расчетного) обьема перерабатываемого навоза, причем в 20 данную смесь вводят кольчатых червейкласса 011 досЬае 1 а, преимущественно семейства 1 овЬг 1 с 1 бае, а именноопзЬгсцз 1 еггемг 1 з - обыкновенный дождевой червь; Е 1 зеп 1 а 1 оесЫа. - дурнопахнущий навозный;25 АИооЬорЬога соИд 1 поза - серая аллолобофора (пашенный червь), и семейства МедазсоесЫае, для которых данные отходы служат пищей, в количестве не менее 30-50 на тонну расчетного количества навоза и 30 отходов; Емкость предназначена для содержания почвенно-песчаной смеси, т,е. среды, служащей для жизнедеятельности кольчатых червей; для фильтрации и осветвления жидкой фракции отходов; для предотвраще ния расползания червей вне рабочей зоны(рабочего объема), защиты их от естественных врагов и создания оптимальных температурных и влажностных условий для размножения червей, т.е, представляет со бой биологический реактор. Жидкая фракция впитывается смесью почвы и песка, а излишки жидкости фильтруются ею и стека-.ют по достижении дна емкости в дренажное устройство. Тем самым устраняется как пе реувлажнение смеси, так и пересыхание ее.Смесь почвы и песка поглощает основную массу органики, полностью устраняет запах, мутность и окраску жидкости. При этом наполнитель, т.е. смесь почвы и песка в рав ных соотношениях, заполняющий емкостьне более чем на половину обьема, осуществляет не только отделение и осветвление жидкой фракции навоза и отходов от твердой, но и обеспечивает необходимую среду 55 обитания и жизнедеятельности кольчатыхчервей - биологических компонентов способа переработки органики, а также являются составной частью кап ролитов, т.е, биогумуса - природного удобрения, получаемого в результате переработки органики червями.5 10 15 20 25 30 Ъ 35 40 50 55 Е,гь 1 . того, такая смесь обеспечивает необходи ,ый гэзообмен для червей.Со 1 лэсно известным данным черви клэ:э ОцосЬае 1 а указанных семейств за с:;тки способны пропустить через кишечник Г 1.сработать) количество органических от.;о;ов и почвы. равное весу тела. а некоторые гибриды даже больше, что составляет в среднем для червей семейства ЫвЬгс 1 бае от 4-5 до 10-30 г в зависимости от вида. Так, черви, н средней полосе при плотности 50- 100 шт. нэ 1 м 2 перерабатывают а год 50-80 т органики. Период размножения червей составляет 2 - 4 недели, а через 3 - 4 мес. они дос.игэ т размера взрослого червяка, В благоприятных условиях черви способны ,"еличить биомассу в 1000-1500 раз н год. Т.е. в :ечение стойлового периода в 150- "- "ной биомасса черней увеличивается в 160-300 рэз,Для полной переработки навоза и органи еских отходов а удобрение необходимо, чтобы последние по крайней мере два раза прошли через кишечник кольчатых червей укаэанного класса, При этом часть объема заглатываемой смеси (до 50 составляет собственно почва и песчинки, которые способству,от интенсивности переработки. Следовательно для переработки 1 т навоза, равномерно подаваемого за период 5-9 мес, необходимо внести 30 - 50 червей.Чем толще почвенно-песчаные горизонты, тем эффективнее и качественнее происходит процесс фильтрации и осветления жидкой фракции, излишки которой удаляются черездренажное. устройство. При этом твердые частицы органики перерабатываются дождевыми червями, .что позволяет восстанавливать (поддерживать) фильтрующие свойства почвенно-песчаных горизонтон, газообмен и устранять патогенные микроорганизмы. Фильтрация жидкой Фракции осуществляется практически всем объемом смеси. Таким образом, а результате жизнедеятельности черви в условиях обилия пищи, благоприятных влажности и температуры, усваивают поступающий навоз и органические отходы (как твердую, так и жидкую фракции) обеззараживают отходы, уничтожая вредные микроорганизмы, увеличивают при. этом свою биомассу, т.е. интенсивность переработки. При этом черви осуществляют процесс саморегулирования переработки, увеличивая свою численность и перемещаясь по всему объему емкости.По истечении периода времени в 5-9 мес, в течение которого периодически пода-ся навоз и органика, происходит полнаяереработкэ навоза. Если в начале периода будет иметь место некоторое накопление навоза, в основном твердых фракций, так как жидкая фракция фильтруется почвенным горизонтом, то через определенное время с ростом численности червей система отходы - черви придет в устойчивое равновесие, которое будет поддерживаться в дальнейшем.В результате образуется смесь биогумуса и биомассы червей.На чертеже изображено устройство для реализации способа переработки навоза, общий аид.Устройство, например нааозохранилище, включает а себя подпольную емкость 1, расположенную, например. под животноводческим помещением 2 и отделения от последней щелевым полом 3. Емкость 1 снабжена дренажным устройством, выполненным, например, в виде канала 4, который покрыт решеткой 5. Причем емкость 1 заполнена перед началом эксплуатации (стойлового периода) не более чем нэ половину объема смесью почвы и песка б, образующей фильтрующий горизонт, а в эту смесь б введены кольчатые черви 7 класса ОН 9 осйаеэ в количестве 20 - 50 шт. на 1 м площади емкости 1.Работа данного устройства осуществляется следующим образом.В подпольную емкость 1 сквозь щелевидный пол 3 от животных, находящихся в животноводческом помещении 2, поступает по мере его образования, т.е. постепенно в течение всего стойлового периода, навоз 8 и другие органические отходы, Емкость 1 представляет оболочку биологического реактора по переработке органики, Она содержит среду для жизнедеятел ьности кольчатых червей, защищает их от естественных врагов, предотвращает расположение червей вне пределоа рабочего объема, обеспечивает оптимальные условия для их размножения - температуру, влажность. Жидкая фракция навоза 8 впитывается смесью почвы и песка б, а излишек жидкости фильтруется ею и при достижении дна емкости 1 стекает в дренажное устройство 4 через решетку 5, из которой при необходимости откачивается насосом (не показан), Кроме того, смесь почвы и песка б создает необходимую среду обитаний и жизнедеятельности червей 7, обеспечивает аоздухообмен, предотвращает переувлажнение и является составной частью копролитов, т,е. биогумуса. В результате жизнедеятельности червей 7 в условии обилия пищи, благоприятных влажности и температуры, что имеет место н подпольных хранилищах (емкостях). происходит псрерэботкэ (усвоение)10 2004528 поступающего навоза и органических отходов 8 (как твердой, так и жидкой фракций), по мере их поступления, При этом черви 7 обог. щают почвенно-песчаную смесь 6 питательными веществами, улучшаютее физи ческие свойства и увеличивают плодородие, обеээараживают отходы и уничтожают вредные микроорганизмы, т,е. улучшают санитарно-гигиенические условия содержания животных. В результате размножения 10 черви 7 увеличивают свою биомассу в 1000 - 1500 раз в год. В конце стойлового периода получаемое высококачественное органическое удобрение - биогумус 6 используется в теплицах и на полях для выращивания эко логически чистых продуктов, а собственно черви 7 после частичного или полного отде. ления (или в процессе отделения) используются в качестве корма для животных и птиц, для получения белковых добавок для сба лансированного комбикорма и частично для внесения в почвенно-песчаную смесь 6 в начале нового стойлового периода. 25 наполнитель предварительно вводят червей класса ОдосЬаеса в количестве не ме, нее 20 - 50 штук на 1 м площади ЗО навозохранилища, а после окончания стойлового периода. червей отделяют частично , или полностью от полученного продукта.2, Способ по п,1, отличающийся тем,что используют кольчатых червей семейст ва ОнпЬгсЫае, Езепа броетба,"2 итЬгсиз1 еггез 1 гз, АИооЬорЬога со 1 цпоза или семейства Мецазсоесбае.3. Устройство для переработки подстилочного навоза, включающее подпольную 40 емкость, перекрытую щелевидным полом,снабженную дренажным устройством и заполненную наполнителем, отличающееся тем, что наполнитель занимает меньше половины объема емкости, при этом наполнитель состоит из смеси равных объемов почвы и песка, в которук введены черви ;класса РЯосйаета в количестве не менее 20 -50 штук на 1 м 2 площади. Формула изобретения 1. Способ переработки подстилочного навоза, включающий сбор, накопление и хранение его в течение стойлового периода в подпольном навозохранилище, перекрытом щелевидным полом, .снабженным дренажным устройством для удаления. жидкой фракции и предварительно заполненным наполнителем, и обработку твердой фракции с получением удобрения, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения экологичности способа за счет улучшений условий труда и .содержания животных, в качестве наполнителя используют смесь равных объемов почвы и песка в количестве, не превышающем половины объема навозохранилища и объема поступления навоза в течение стойлового периода, обработку твердойфракции ведут в навозохранилище в процессе накопления и хранения, для чего в Использование предложенного навозохранилища позволяет не только эксплуатировать животноводческие помещения без опасности заражения животных болезнетворными бактериями от скопления большого объема навоза и его длительного хранения, но и обеспечивает беэотходность разведения животных, экологическую чистоту их откорма и содержания, переработку как твердой, так и жидкой частей органики в высококачественное удобрение и белки, дешевизну и малую трудоемкость переработки,Предложенное навоэохранилище не исчерпывает всех случаев реализации заявленного способа переработки навоза. Указанные термины охватывают так же их технические Эквиваленты.дакт ченко Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13038. Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 аказ 337 тавитель ЛЛфубиноваехред М.Моргентал Корректор В.Петраш .