Спосіб одержання метану, органічного добрива та придатної для використання води з відходів тварин

Реферат: Винахід належить до способу отримання органічного добрива, що включає збір відходів тварин в місці утримання худоби, швидкий поділ відходів тварин на рідкі та тверді відходи на конвеєрній системі в місці утримання худоби, очищення рідких відходів і в результаті отримання супернатанту і надосадового шару, вилучення аміаку з супернаганту для отримання солі амонію та водного розчину, фільтрацію водного розчину для одержання концентрату і корисної води, використання солей амонію, концентрату і надосадового шару для доповнення складу твердих відходів і обробку твердих відходів в органічне добриво. UA 110460 C2 (12) UA 110460 C2 UA 110460 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб отримання метану, органічного добрива і придатної для використання води з відходів тварин, включає етап поділу відходів тварин на рідкі та тверді відходи. Метан і вологий продукт допоміжного виробництва отримують з відходів після анаеробного окислення. Вологий продукт допоміжного виробництва пресують до появи осаду, який після гранулювання переробляється в органічне добриво. Рідкі відходи очищають для отримання супернатанта і надосадового шару, які пресують до появи осаду на фільтр-пресі разом з вологим продуктом допоміжного виробництва. Щоб отримати сульфат амонію і водний розчин з супернатанта витягають аміак. Для отримання концентрату та відфільтрованої рідини проводять фільтрацію водного розчину. Відфільтровану рідину можна використовувати як промивну або питну воду. Сульфат амонію і концентрат можна використовувати як допоміжний компонент для твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. Альтернативні варіанти здійснення винаходу пропонують часткове використання супернатанта і водного розчину в якості рідкого добрива. СИСТЕМА І СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ МЕТАНУ, ОРГАНІЧНОГО ДОБРИВА ТА ПРИДАТНОЇ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ З ВІДХОДІВ ТВАРИН ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИНАХОДУ Область техніки, до якої належить винахід Винахід відноситься до способу отримання органічного добрива і, зокрема, до способу отримання органічного добрива з відходів тварин по замкнутій системі, в якій зберігається вода. Опис області, що має відношення до створення винаходу. У сучасній сільськогосподарській практиці вже стало нормою використання сільськогосподарських підприємств в трудомісткому процесі вирощування в одному місці сотень, а то і тисяч голів худоби, наприклад, свиней і великої рогатої худоби. Внаслідок цього на цих підприємствах виникає велика кількість відходів, вироблених тваринами. Проте гігієнічне та нешкідливе знищення таких відходів стає проблематичним. Зокрема, наприклад, існує припущення, що свині виробляють більш ніж в чотири рази більше відходів, ніж люди. Наприклад, заплановано реалізувати свинарське господарство, що містить 2000 000 голів свиней, яке буде виробляти обсяг відходів, еквівалентний обсягу, виробленому містом Лос-Анджелес. Поточна популяція свиней в Північній Кароліні в чотири рази перевищує це число. Інциденти, що відбулися в Північній Кароліні, коли сотні галонів випорожнень свиней були викинуті в сільській місцевості, привернули увагу до проблем утилізації таких відходів. Заявки, необхідні для дозволу на будівництво великих свинарників були відхилені, через проблеми, пов'язаних з неприємним запахом таких підприємств та утилізацією відходів. Відходи тваринництва, включаючи свинячий гній, традиційно використовується в сільському господарстві в якості рідкого добрива шляхом розподілу по оброблюваній землі. Такий метод утилізації відходів може бути безпечним при використанні на великих сільськогосподарських земельних площах. Однак, в густонаселених місцях, а також в місцях з щільним розташуванням безлічі фермерських господарств, де є відносно невеликі земельні ділянки, виникають проблеми. Приміром, надлишки поживних речовин не поглинаються зерновими культурами і потрапляють у ґрунтові та поверхневі води. Коли видалення стічних вод на ґрунт неможливо, наприклад, через те, що ґрунт замерз або ж просякнутий водою або / і корисними речовинами, відходи доводиться зберігати, як правило, у великих ямах, що тягне за собою додаткові витрати і екологічні ризики. В якості альтернативи поховання відходів в землю поширена також процедура компостування відходів. При цьому відходи поділяються на рідкі та тверді за допомогою похилих сит, слідом за якими найчастіше використовуються стрічкові або фільтр-преси. В результаті використання таких методів виходить в кращому разі близько 30 % твердих матеріалів. Ці тверді матеріали потім змішують з наповнювачем, що сприяє аерації і досягненню відповідного співвідношення C: N, а після цього укладаються в компостні ряди для стабілізації на період від 45 до 60 днів шляхом ферментації компосту. Цей процес не може гарантувати знищення патогенних мікроорганізмів, що містяться у відходах, також можливо, що компостні ряди будуть виділяти запах, що привертає птахів, гризунів і хижих тварин. У той час як рідка частина відходів, приблизно 90 % від загальної маси відходів, все також повинна бути вилучена на ґрунт. Задачі, залучені в процес переробки відходів тварин, включають знищення патогенних мікроорганізмів, регульований вихід аміаку і поживних речовин для рослин, і утилізацію органічних речовин. Відповідно до патенту США номер 4,093,544, виданим 6-го червня 1978 року на ім'я Дейвіда С. Росса, повний опис якого додається як посилальний матеріал, відомо, що для видалення 1 UA 110460 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 аміаку з рідких відходів необхідно спочатку збільшити значення pH в рідких відходах, потім десорбувати аміак під вакуумом, і після цього абсорбувати попередньо десорбований аміак в рідині, показник pH і температура якої повинні утримуватися на рівні значно нижчому в порівнянні з показниками, які були зафіксовані в первинному складі рідких відходів. Крім того, відповідно до патенту США номер 5,914,040, виданим 22-го червня 1999 року на ім'я Іветта Пешер зі співавт., повний опис якого додається як посилальний матеріал, для того, щоб очистити середовище, до складу якої входять органічні відходи, наприклад, відходи тварин, необхідно провести обробку окислювачем, флоккулірующім агентом і, принаймні, одного разу поліелектролітом. Отримані після таких обробок відходи піддають фільтрації, щоб в результаті отримати відфільтрований осад і фільтрат. Ще в одному патенті США, номер 6,916,426, виданим 12-го липня 2005 року на ім'я Ван Слайка зі співавт., повний опис якого додається як посилальний матеріал, йдеться про те, що виділення азоту, калію і фосфору з відходів тварин буде набагато більш ефективним, якщо відходи тварин обробляти негайно після того, як вони були вироблені тваринами. Зокрема, відомо, що у відходах тварин присутній калій у формі нерозчинної калієвої солі сечової кислоти, і, що значний обсяг калію у відходах тварин можна отримувати у твердій формі, у вигляді калієвої солі сечової кислоти, до того, як ця сіль під дією мікроорганізмів буде перетворена в розчин калію і амонію. Після цього отримані солі сечової кислоти можна додавати до добрив. Якщо добриво використовується на місці, мікроорганізми, що знаходяться в ґрунті, руйнують солі сечової кислоти, вивільняючи калій і амоній, але з меншою швидкістю, ніж, якби ці поживні речовини вивільнялися в ґрунті, якщо вони розчинені у воді. Крім того, відповідно до патенту США, номер 7,232,036, виданим 19-го червня 2007 року на ім'я Ван Слайка зі співавт., повний опис якого додається як посилальний матеріал, слід негайно відокремлювати тверді відходи від рідких за допомогою системи похилого стрічкового конвеєра. ОПИС СУТІ ВИНАХОДУ Метою цього винаходу є створення поліпшеної системи і способу отримання органічного добрива. Зокрема, метою даного винаходу є створення системи та способу отримання метану, органічного добрива і придатної для використання води з відходів свиней і великої рогатої худоби, зібраних на сільськогосподарських підприємствах. Один з варіантів застосування системи і способу, описаних у цій заявці, передбачає збір відходів тварин з корівника або іншого приміщення для тварин на сільськогосподарських підприємствах, принаймні, один раз на день, щодня. Тверді відходи переважно відокремлювати від рідких відходів безпосередньо в приміщенні для тварин. Тверді відходи направляються в сушильну камеру, що працює на біопаливі. Висушені тверді відходи можуть використовуватися самостійно як біопаливо для системи або, при необхідності, в доповненні з концентрованими продуктами допоміжного виробництва для обробки рідких відходів та інших поживних елементів, з метою отримання комерційно вигідного органічного добрива. Якщо тверді відходи використовуються як біопаливо для системи, отриманий в результаті попіл, можна додати як додатковий компонент до складу твердих відходів перед початком гранулювання твердих відходів на добриво. Якщо тверді відходи не спалюються як паливо для системи, можна використовувати інші види біопалива. Рідкі відходи піддають хімічній обробці методами коагуляції і флокуляції, щоб забезпечити осідання всіх можливих твердих частинок, які можуть залишатися в рідких відходах. Тверді частинки потім збираються і можуть бути додані як додатковий компонент до складу твердих відходів перед початком гранулювання твердих відходів на добриво. Щоб виділити аміак з рідких відходів, після нагрівання і регулювання рівня pH, рідкі відходи пропускають через газопередавальну мембрану. Як тільки аміак проходить через мембрану, його піддають дії сірчаної кислоти для отримання сульфату амонію, який також може бути доданий як додатковий компонент до складу твердих відходів перед початком гранулювання твердих відходів на добриво. Решта рідких відходів проходить через пряму контактну мембранну дистиляцію з метою відфільтровування води в рідких відходах від повністю розчинених твердих речовин, що є в рідких відходах. Повністю розчинені тверді речовини можуть бути також додані як додатковий компонент до складу твердих відходів перед початком гранулювання твердих відходів на добриво. У відфільтрованій рідині регулюють рівень pH, охолоджують і стерилізують УФвипромінюванням, щоб в результаті, її можна було використовувати як промивну воду або для напування тварин. Цей спосіб сприяє скороченню споживання свіжої води на більш ніж 50 %. Відходи свиней і великої рогатої худоби також можна піддати анаеробному окисленню до того, як ці відходи будуть перероблені в органічні добрива і придатну для використання воду. В 2 UA 110460 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 результаті анаеробного окислення відходів починається утворення метану завдяки процесу метаногенеза. Метан можна зібрати і застосовувати для забезпечення тепла або енергії в системі. Виробництво метану можна збільшити від 60 % до 75 %, якщо перед анаеробним окисленням, лізирувати клітини у відходах. Лізис клітин можна здійснити за допомогою клітинного кондиціонера. У переважних варіантах застосування передбачається, що система працює безперервно, а зібрані відходи тварин обробляються протягом 24 годин. Система збирає більшість твердих відходів і після використання деякої частини твердих відходів у якості біопалива, накопичені тверді відходи після гранулювання переробляються в добриво. Це сприяє отриманню комерційно вигідного добрива, яке можна продавати, і таким чином, компенсувати експлуатаційні витрати, тобто врівноважити дисбаланси поживних речовин на інших сільськогосподарських підприємствах завдяки транспортуванню сухих гранульованих добрив за межі виробництва. Відфільтрована рідина, яка залишається, може бути використана для зрошення, таким чином, сприяючи економії робочого часу сільськогосподарського оператора, або повторно використана на сільськогосподарському підприємстві як промивна вода або питна для тварин. Метан можна використовувати як джерело живлення системи. Ця система і спосіб, описані в даній заявці, забезпечують зменшення поширення неприємного запаху завдяки негайному відділенню твердих відходів від рідких на території майданчика для тварин або в прилеглому будинку, де проходять різні технологічні обробки, в корівнику або іншому місці утримування худоби. Також зменшується вірогідність контакту між уреазою, яка знаходиться у твердих відходах і сечею, що міститься в рідких відходах, тим самим мінімізуючи вивільнення шкідливих для людей, тварин і навколишнього середовища, газів. Також можна зменшити неприємні запахи і скоротити виділення парникових газів шляхом мінімізації анаеробного середовища, яке має місце бути при застосуванні інших способів, які передбачають більш тривалі терміни зберігання в порівнянні з іншими системами обробки, що використовуються в даний час. Таким чином, сільськогосподарські підприємства можуть перебувати на більш близькій відстані від населених пунктів, що дозволить скоротити витрати на транспортування домашньої худоби на продаж. Крім того, на сільськогосподарських підприємствах можна значно скоротити витрати води завдяки повторному використанню відфільтрованої рідини в корівнику або іншій будові на території сільськогосподарського підприємства. Також тепер для здійснення масштабної сільськогосподарської діяльності більше не потрібно займати величезні території, які зараз, при виробництві добрив, необхідні для зберігання і знищення рідкого гною. Витрати на електроенергію теж можна зменшити завдяки тому, що метан можна використовувати для забезпечення тепла або енергії на сільськогосподарському підприємстві. Додаткові переваги системи і способу, описані в даній заявці, будуть очевидні для людей, досвідчених в цій галузі техніки. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ Суть винаходу може стати набагато яснішою після розгляду зазначеного нижче опису кращих варіантів здійснення винаходу з використанням запропонованих графічних матеріалів, на яких представлені фігури, де: Фіг. 1A - схематичний вид, що представляє перший варіант здійснення вдосконаленої системи та спосіб отримання органічного добрива і придатної для використання води з відходів тварин, зібраних за допомогою конвеєрів, розташованих на майданчику для тварин, на сільськогосподарському підприємстві, і Фіг. 1B - схематичний вид, що представляє варіант здійснення по фіг. 1A, додатково зображає клітинний кондиціонер і анаеробний біореактор для здійснення виробництва метану; Фіг. 2A - схематичний вид, що представляє другий варіант здійснення вдосконаленої системи та спосіб отримання органічного добрива і придатної для використання води з відходів тварин, зібраних за допомогою збирання та промивання струменем на сільськогосподарському підприємстві, і Фіг. 2В - схематичний вид, що представляє варіант здійснення по фіг. 1A, додатково зображає клітинний кондиціонер і анаеробний біореактор для здійснення виробництва метану. ОПИС КРАЩИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ Звертаючись до графічних матеріалів, перш за все до фіг. 1, де зображено схематичний вид першого варіанту здійснення вдосконаленої системи та спосіб отримання органічного добрива і придатної для використання води з відходів тварин, зібраних на сільськогосподарському підприємстві. На цьому прикладі, відходи тварин збираються в корівнику 100, однак інші варіанти здійснення винаходу припускають збір відходів в будь-якому іншому місці на сільськогосподарському підприємстві. 3 UA 110460 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважно, що відходи тварин прибирають з корівника 100 за допомогою конвеєрної системи 190, подібною до тієї, яка описана в патенті США номер 7,232,036, виданим 19-го червня 2007 року на ім'я Ван Слайка зі співавт., повний опис, якого додається як посилальний матеріал. Завдяки чому здійснюється негайне відділення твердих відходів від рідких відходів. На прикладі, показаному на фіг. 1A конвеєрна система 190, описана Ван Слайком зі співавт. використовується для негайного відділення твердих відходів 102 від рідких відходів 104 в корівнику 100. Тверді відходи 102 збираються в резервуар для зберігання твердих відходів 106 і рідкі відходи 104 направляються в резервуар для зберігання рідких відходів 108. Тверді відходи 102 направляються з резервуару для зберігання твердих відходів 106 в сушильну камеру 110. Деяка частина твердих відходів може бути використана в якості біопалива для забезпечення живлення системи. Однак цей приклад показує, що більшість твердих відходів 102 після гранулювання переробляються на добриво, у той час як отримане біопаливо використовується для забезпечення системи енергією, підтримуючи живлення пальника сушарки і нагрівача, описані в даній заявці. Рідкі відходи 104 перемішують в резервуарі для зберігання рідких відходів 108, що забезпечує захист від попадання твердих частинок в рідкі відходи 104. Рідкі відходи 104 потім обробляють першим полімером 112 в процесі переміщення їх у перший очищувач 114. Перший полімер 112 являє собою коагулянт та / або флокулянт, готовий до використання і придбаний у хімічних компаній постачальників. Наприклад, перший полімер 112 може бути поліакриламідом або поліаміном. Мета обробки першим полімером 112 - це накопичення плаваючих в рідких відходах 104 частинок, щоб їх можна було легше відібрати у першому очиснику 114. Надосадовий шар 116 з першого очищувача 114 направляють в резервуар зберігання 118, звідки він потім переміщається у фільтр-прес 122 через перший нагрівач 120. Віджатий осад 124 з-під фільтр-преса 122 висушується в сушильній камері 110 і використовується як додатковий компонент у складі твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. На цьому прикладі показано, що фільтр-прес 122 повинен працювати так, щоб можна було отримати віджатий осад, тверда складова якого повинна складати, щонайменше, 30 % від загальної маси. Фільтрат 126 з-під фільтр-преса 122 може бути повторно пропущений через перший очищувач 114 для подальшої обробки. Супернатант 128 з першого очищувача 114 може бути використаний для зрошення, більш детальний опис даного застосування описано нижче. На цьому прикладі показано також, що більшість супернатанта 128 обробляють лаймом 130 (для підвищення pH) і другим полімером 132 в процесі переміщення в другій очищувач 134. Другий полімер 132 являє собою звичайний коагулянт та / або флокулянт, готовий до використання і наданий хімічними компаніямипостачальниками. Наприклад, другий полімер 132 може бути поліакриламідом або поліаміном. З другого очищувача 134 надосадовий шар з лаймом 135 прямує в резервуар зберігання 118, звідки потім маса переміщується в перший нагрівач 120 і фільтр-прес 122. Як описано вище, віджатий осад 124 з-під фільтр-преса 122 використовується як додатковий компонент у складі твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. Фільтрат 126 зпід фільтр-преса 122 може бути повторно пропущений через перший очищувач 114 для подальшої обробки. Як варіант, можна обійти перший очищувач 114 або навіть повністю виключити з системи. У такому випадку, рідкі відходи 104 обробляють лаймом 130 і другим полімером 132 при переміщенні в другій очищувач 134 з резервуара для зберігання рідких відходів 108. Цей варіант можна застосовувати, у випадках, коли немає необхідності використовувати супернатант 128 з першого очищувача 114 для зрошення. В інших варіантах застосування винаходу можна забезпечити очищувачі 114 і 134 піновідокремлювачем для збору будь-яких плаваючих частинок, які можуть попадатися в рідких відходах, і які не призначені для потрапляння в очищувачі 114 та 134, наприклад, такі як, залишки рідкої їжі або діареї, де можуть міститися неперетравлені шматочки їжі. Зібрані плаваючі частинки направляються в резервуар для зберігання 118 на подальшу обробку. Збір плаваючих частинок також можна здійснювати і іншими способами, наприклад, за методом флотації розрідженим або перенасиченим повітрям. Перед обробкою в екстракторі амонію 140, супернатант 136 з другого очищувача 134 нагрівають у другому нагрівачі 138. У деяких випадках, можна провести фільтрування супернатанта 136 перед його обробкою в екстракторі амонію 140, зокрема в тих випадках, коли тверді частинки можуть потрапляти в складі супернатанта 136. Тверді частинки потім повертають в резервуар для зберігання 118 на подальшу обробку. На цьому прикладі показано, що екстрактор амонію 140 складається з декількох газопередавальних мембран 142а, 142b і 4 UA 110460 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 142c, за допомогою яких здійснюється переміщення газоподібного аміаку, який при стиканні і змішуванні із сірчаною кислотою 150 з іншого боку мембран утворює сульфат амонію 146 і водний розчин 148. Також альтернативні способи реалізації винаходу можуть використовувати інші методи екстракції амонію і передбачати отримання іншої солі амонію, наприклад, нітрат амонію. Солі амонію можуть бути використані як додатковий компонент у складі твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. Водний розчин 148 може бути використаний для зрошення, більш детальний опис даного застосування описано нижче. На цьому прикладі показано також, що більшість водного розчину 148 обробляють сірчаної кислотою 150 для нормалізації рівня pH, а водний розчин 148 разом з сульфатом амонію 146 нагрівають в третьому нагрівачі 152. Після нагрівання водний розчин 148 проходить пряму контактну мембранну дистиляцію 154a і 154b, або будь-яку іншу обробку, наприклад, фільтрацію води за допомогою нанотрубок, яка може забезпечити проходження питної води через мембрану. Такі системи, як правило, здійснюють, з теплою боку, нагрівання рідини до утворення пари, щоб рідина пройшла через мембрану, і подальшої її конденсації через охолодження, з холодної сторони. Приклад подібної прямої контактної мембранної дистиляції описаний в патентній заявці США номер 2006/0076294 Al, поданої 26-го липня 2006 року від імені Сіркар зі співавт., повний опис, якої додається як посилальний матеріал. Пряма контактна мембранна дистиляція 154a і 154b поділяє водний розчин 148 на розчинені тверді речовини або концентрат 156 і відфільтровану питну воду 158. Концентрат 156 можна використовувати як додатковий компонент у складі твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. Перед повторним використанням як циркуляційної води 164 в корівнику 100 для миття і пиття, відфільтрована питна вода 158 проходить обробку УФ-випромінюванням в стерилізаторі 160 і охолоджується в камері охолодження 162. Дуже бажано, щоб вміст повністю розчинених твердих речовин в циркуляційній воді 164 не перевищувала 3000 частин на мільйон. При попаданні твердих відходів 102, віджатого осаду 124 і концентрату 156 в сушильну камеру 110 починається зменшення вологості на рівень, що відповідає умовам, відповідним для подальшого гранулювання. У сушильній камері здійснюється відкачування теплого вологого повітря, при цьому пил подається в пилезбірник 166, де, в свою чергу, пил відокремлюється і подається назад до твердих відходів для гранулювання, тоді як, перед тим як випустити повітря 170, потік повітря повинен пройти фільтрацію через біофільтр 168 для додаткового конденсування вологості та позбавлення від неприємного запаху. Конденсат 172 з біофільтра може бути повторно пропущений через другий очищувач 134 для подальшої обробки. Якщо якась частина твердих відходів використовується як біопаливо для забезпечення живлення системи, попіл 174 також може бути використаний як додатковий компонент у складі твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. Таким же чином попіл після будь-якого біопалива можна використовувати як додатковий компонент у складі твердих відходів, які після гранулювання переробляються в органічне добриво. Інші сторонні компоненти 176 також можуть бути використані як доповнення у складі твердих відходів, щоб після гранулювання, отримати на продаж добрива з більш збалансованим складом. Доповнені висушені тверді відходи гранулюють і охолоджують у грануляторі 178. Добрива, що пройшли гранулювання, можуть бути направлені на зберігання на території в сховищі 180. Як показано на фіг. 1В, система, представлена на фіг. 1A, також може бути оснащена клітинним кондиціонером 186 та анаеробним біореактором 188 для здійснення виробництва метану 192. Тверді відходи 102 подають на клітинний кондиціонер 186 з резервуара для зберігання твердих відходів 106. Для полегшення прокачування і окислення до складу твердих відходів можна додати воду, в нашому випадку, клітинний кондиціонер 186 використовує технологію ОпенСЕЛ ® Фокусд Палс Текнолоджи, яку можна придбати у компанії ОпенСЕЛ ЛЛС за адресою 315 Парк Авеню, Гленкое, Іллінойс, 60022. Клітинний кондиціонер 186 руйнує клітинні мембрани у твердих відходах 102 за методом лізису клітин. Завдяки чому прискорюється процес розпаду органічних мікроелементів у твердих відходах 102 і підвищується швидкість перетворення біомаси в енергію. Компанія ОпенСЕЛ ЛЛС прогнозує збільшення утворення біомаси на 60 %-70 %. По завершенню клітинного лізису з клітинного кондиціонера 186 тверді відходи 102 подаються на анаеробний біореактор 188. Анаеробні біореактори зазвичай дуже добре знайомі людям, досвідченим в цій галузі техніки, тому не має сенсу описувати тут анаеробний біореактор 188. У анаеробному біореакторі 188 тверді відходи 102 для отримання метану 192 і вологого продукту допоміжного виробництва 194 проходять процес метаногенеза. Метан 192 може бути використаний як паливо для забезпечення системи енергією, включаючи підтримку живлення в анаеробному біореакторі 188. Вологий продукт допоміжного виробництва 194 5 UA 110460 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обробляють третім полімером 196 при переміщенні його в фільтр-прес 122. Третій полімер 196 являє собою звичайний коагулянт та / або флокулянт, готовий до використання і наданий хімічними компаніями-постачальниками. Наприклад, третій полімер 196 може бути поліакриламідом або поліаміном. У фільтр-пресі 122 здійснюється пресування водяного допоміжного продукту в осад 124 і фільтрат 126, які далі обробляються також, як описано вище. Звертаючись до фіг. 2A, де представлений схематичний вид другого варіанту здійснення вдосконаленої системи та спосіб отримання органічного добрива і придатної для використання води з відходів тварин, зібраних на сільськогосподарському підприємстві. На фіг. 2 всі елементи, які збігаються з елементами на фіг. 1 мають ті ж номери, з тією лише різницею, що на фіг. 2 всі номери починаються з цифри 2, тоді як на фіг. 1 з одиниці, наприклад, на фіг. 1 корівник зображений під номером 100, відповідно на фіг. 2 - корівник буде позначений номером 200. Таким же чином сушильна камера позначена номером 110 на фіг. 1, а на фіг. 2 - сушильна камера має номер 210. На прикладі, зображеному на фіг. 2A, відходи тварин зібрані після прибирання і промивання струменем стічних жолобів в корівнику 200. В результаті чого утворюється брудна маса 201 з твердих і рідких відходів, в якій можуть попадатися частинки волокон з підстилки тварин. Брудна маса 201 прокачується через насос-подрібнювач 203 до отримання маси однорідного стану. Отримана брудна маса 201 зберігається і перемішується в резервуарі для зберігання 205, що забезпечує захист від попадання твердих частинок. Потім масу нагрівають в нагрівачі 207 і обробляють полімером 209 в процесі переміщення у фільтр-прес 222. Полімер 209 являє собою стандартний коагулянт та / або флокулянт, готовий до використання і придбаний у хімічних компаній постачальників. Наприклад, полімер 209 може бути поліакриламідом або поліаміном. Мета обробки полімером - це накопичення твердих частинок, що залишилися, в брудній масі 205, щоб їх можна було легше обробити у фільтр-пресі 222. Віджатий осад 224 з-під фільтр-преса 222 висушується в сушильній камері 210 і потім обробляється таким же чином, як і тверді відходи 102 в відповідності з описом першого способу застосування винаходу, представленого даною заявкою. Фільтрат 226 з-під фільтр-преса 222 може бути пропущений через перший очищувач 214 або, як альтернатива, спрямований назад у резервуар для зберігання 205, щоб використовуватися як допоміжний елемент в процесі обробки під фільтр-пресом, або фільтрат можна подати назад в корівник 200 для використання при промиванні, що допоможе збільшити напір струменя. Якщо фільтрат пропускають через перший очищувач 214, подальша обробка здійснюється таким же чином, як і обробка рідких відходів 104 в відповідності з описом першого способу застосування винаходу, представленого даною заявкою. Як показано на фіг. 2В, система, представлена на фіг. 2A, також може бути оснащена клітинним кондиціонером 286 і анаеробним біореактором 288 для здійснення виробництва метану 292. В обох варіантах застосування, описаних тут, після обробки у першому очиснику 114 або 214, супернатант 128 або 228 може бути використаний для зрошення через вихідні отвори 182 або 282. Завдяки чому в складі рідких добрив буде низький відсоток твердих частинок, але при цьому, буде присутній азот, який дуже бажаний для деяких зернових культур. Водний розчин 148 або 248 також може бути використаний для зрошення після обробки в екстракторі амонію 140 або 240. Температуру нагрівання водного розчину 148 або 248 можна змінювати за допомогою зміни положення вихідного отвору 184 або 284 до точки після третього нагрівача 152 або 252. Це теж може сприяти тому, що у складі рідких добрив буде низький відсоток твердих частинок, але при цьому, буде присутній азот, який дуже бажаний для деяких зернових культур. Система, описана тут, являє собою багатоетапну, в цілому, закриту систему, при використанні якої для оператора на сільськогосподарському підприємстві надається свобода дій. Живильні речовини з тваринних відходів можна упаковувати в форму, зручну для транспортування та продажу. Крім того, система також передбачає різні способи утилізації рідких відходів. Якщо оператор хоче зробити зрошення водою з усіма розчиненими живильними речовинами і мінімальним відсотком твердих частинок, то супернатант 128 або 228 витягується із загальної маси після очищення в першому очиснику 114 або 214. Якщо оператор хоче зробити зрошення водою з аміаком і деякими розчиненими поживними речовинами, які згодом витягуються, то необхідно зцідити водний розчин 148 або 248 після нормалізації рівня pH за допомогою сірчаної кислоти 150 або 250. При необхідності оператор може змінювати дозування сірчаної кислоти 150 або 250, кількість лайма 130 чи 230, другого полімеру 132 або 232 відносно вимог до рівня pH. Завдяки чому продукт допоміжного 6 UA 110460 C2 5 10 15 виробництва в рідких відходах збагачується сульфатом амонію, для подальшого використання оператором або для продажу, щоб компенсувати експлуатаційні витрати. Якщо оператор хоче використовувати воду як промивну або питну для тварин, фільтрат 158 чи 258 після прямої контактної мембранної дистиляції повинен мати допустимий рівень патогенних організмів. Тому як запобіжний засіб подальша стерилізація фільтрату 158 чи 258 виконується УФ-випромінюванням в стерилізаторі 160 або 260. Крім того, оскільки тварини зазвичай п'ють прохолодну питну воду, фільтрат 158 чи 258 також пропускають через камеру охолодження 162 або 262, перед подачею її назад у корівник 100 або 200 як циркуляційну воду 164 або 264. У варіантах винаходу, представлених на фіг. 1A та 1B, після обробки рідких відходів продукти допоміжного виробництва подаються повторно в систему на етап обробки твердих відходів 102, з метою збереження поживних речовин, тим самим виключаючи необхідність використовувати інші способи знищення відходів. Для людини, досвідченого в цій галузі техніки буде очевидним той факт, що більша частина опису вище по тексту, представлена як приклад, і не призначена для обмеження можливостей винаходу, реалізація якого здійснюється в межах зазначених пунктів формули винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб отримання органічного добрива, що включає наступні кроки: (а) збір відходів тварин в місці утримання худоби; (b) швидкий поділ відходів тваринна рідкі та тверді відходи на конвеєрній системі в місці утримання худоби; (c) очищення рідких відходів і в результаті отримання супернатанту і надосадового шару; (d) вилучення аміаку з супернатанту для отримання солі амонію та водного розчину; (e) фільтрація водного розчину для одержання концентрату і корисної води; (f) використання солей амонію, концентрату і надосадового шару для доповнення складу твердих відходів; і (g) обробка твердих відходів в органічне добриво. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обробка твердих відходів в органічне добриво складається з наступних кроків: (і) анаеробне окислення твердих відходів для отримання метану і вологого продукту допоміжного виробництва; (іі) пресування вологого продукту допоміжного виробництва в віджатий осад і фільтрат, і (іі) обробка віджатого осаду в органічне добриво. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що, до проведення анаеробного окислення твердих відходів, додатково передбачається лізис клітин, присутніх у твердих відходах. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що, перед очищенням рідких відходів, додатково включений крок обробки рідких відходів хімічними речовинами, при цьому хімічні речовини вибирають з групи категорії коагулянтів, флокулянтів або вапна. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включено крок використання частини супернатанту як рідкого добрива. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включено крок використання частини водного розчину як рідкого добрива. 7. Спосіб отримання органічного добрива, що включає наступні кроки: (а) збір брудної маси з відходів тварин; (b) пресування брудної маси до першого віджатого осаду і фільтрату; (c) очищення фільтрату для отримання супернатанту і надосадового шару; (d) пресування надосадового шару до другого віджатого осаду; (e) вилучення аміаку з супернатанту для отримання солі амонію та водного розчину; (f) фільтрація водного розчину для одержання концентрату і корисної води; (g) використання солі амонію та концентрату для доповнення складу першого віджатого осаду і другого віджатого осаду; і (h) обробка першого віджатого осаду і другого віджатого осаду в органічне добриво. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що додатково включає кроки обробки брудної маси анаеробним окисленням для отримання метану і вологого продукту допоміжного виробництва, з наступним пресуванням в перший віджатий осад і фільтрат. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що, до проведення анаеробного окислення твердих відходів, додатково передбачається лізис клітин, присутніх у твердих відходах. 7 UA 110460 C2 5 10. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що, перед пресуванням брудної маси в віджатий осад і фільтрат, додатково включений крок обробки брудної маси з відходів тварин хімічними речовинами, при цьому хімічні речовини вибирають з групи категорії коагулянтів, флокулянтів або вапна. 11. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що додатково включено крок використання частини супернатанту як рідкого добрива. 12. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що додатково включено крок використання частини водного розчину як рідкого добрива. 8 UA 110460 C2 9 UA 110460 C2 10 UA 110460 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11