Спосіб переробки органічних відходів агропромислового комплексу і інших галузей методом біологічної ферментації в органічні добрива нового покоління

Спосіб переробки органічних відходів агропромислового комплексу і інших галузей методом біологічної ферментації в органічні добрива нового 3 65231 родного господарства методом біологічної ферментації в органічні добрива нового покоління із заданими параметрами поживних речовин. Поставлена задача вирішується у способі переробки органічних відходів агропромислового комплексу і інших галузей методом біологічної ферментації в органічні добрива нового покоління, який характеризується тим, що органічні відходи агропромислового комплексу і інших галузей піддають агрохімічному аналізу, по розрахунковій формулі визначають кількість компонентів за співвідношенням C:N 1:20-1:25 і вологістю 55-65 %, проводять змішування та зберігання на площадці 5-50 днів, після підвищення температури в буртах до 20-30 °С проводять завантаження в біоферментатор і проводять ферментацію 7-12 діб у мезофільній стадії при температурі 30-40 °С, при термофільній стадії - 50-70 °С, коли температура впаде до 40 °С, проводять вивантаження компостної суміші на площадку для дозрівання, під час біологічної ферментації контролюють температуру і вміст кисню. Для експериментальних і виробничих досліджень використовували наступні органічні відходи та вуглецевмісні матеріали: гній великої рогатої худоби (ВРХ), свиней, овець, коней, пташиний послід, відходи цукрових заводів та консервних цехів, осад очисних споруд, торф, сапропель, тирсу, солому та інші рослинні рештки. Нами проведені експериментальні дослідження по визначенню співвідношення компонентів в компостній суміші, оптимальної вологості, температури, кислотності, вмісту кисню з метою скорочення термінів переробки відходів. Першим кроком керування процесом біологічної ферментації є раціональне готування вихідних компостних сумішей з урахуванням параметрів зазначених впливових чинників. 4 Встановлено, що при дотриманні оптимальної вологості найкраще ферментація проходить у мезофільній стадії при температурі 30-40 °С мезофільно-термофільній - при температурі 40-50 °С і термофільній - при температурі 50-70 °С. У зв'язку з аеробною спрямованістю процесу аеробної біоферментації і його використанням при аеробно-анаеробній рівень киснезабезпечення має велике значення для їх інтенсифікації, у зв'язку з чим нестача кисню в таких процесах біопереробки може стати обмежуючим чинником. Особливо кисень важливий для процесу аеробної прискореної біоферментації. Зв'язано це з тим, що рівень подачі кисню в товщу органічної маси є в цьому випадку основним параметром, що регулює процеси трансформації органічної сировини впродовж всього періоду біоферментації. Дослідженнями встановлено, що потреба в кисні міняється протягом різних стадій процесу. Вона низька (2-4 %) в початковій (мезофільній) стадії, потім зростає до максимуму (12-14 %) в термофільній стадії і падає до початкової величини за час охолодження і дозрівання компосту. Оптимальний вміст кисню в компостованій масі на різних стадіях процесу - від 5 до 12 % від її об'єму. Для кращого розуміння способу наводимо конкретні приклади. Приклад 1. Вплив вологості субстрату на процес ферментації. Під час ферментації велике значення має вологість субстрату, вода необхідна для розчинення поживних речовин перед тим, як вони будуть використані наявними в суміші мікроорганізмами. Проведеними дослідженнями по вивченню впливу вологості субстрату на процеси ферментації встановлено, що найкраще проходив процес ферментації при вологості субстрату 60-70 % (таблиця). Таблиця Вплив вологості субстрату на процес ферментації Вологість ,% 40 50 55 60 65 70 75 Кількість днів 9 8 7 7 7 8 80 Дослідженнями встановлено, що при вологості більше 70 % пустоти органічної сировини заповнюються водою, яка обмежує доступ кисню до мікроорганізмів. Результати досліджень показали, що найкраще проводити ферментацію компостних сумішей з вологістю від 60 до 70 %, але остаточне значення технологічної вологості визначається енергетичним потенціалом компостних сумішей. Ферментація не проходить Сповільнюється процес трансформації Сповільнюється процес трансформації Ферментація проходить у повному обсязі Ферментація проходить у повному обсязі Ферментація проходить у повному обсязі Значні втрати поживних речовин і зменшення кількості мікроорганізмів Ферментація не проходить Приклад 2. Визначення оптимального співвідношення компонентів компостної суміші. Експериментально та виробничими дослідженнями встановлено оптимальні співвідношення компонентів у компостній суміші, підготовленій шляхом змішування на площадці перед завантаженням у ферментатори, а саме: 5 1. Вихідною сировиною для даного добрива є пташиний послід - 40-45 %, торф - 45-50 %, солома - 15-10 %. 2. Вихідною сировиною для даного добрива є пташиний послід - 35-40 %, гній ВРХ - 30-35 %, торф - 25-20 %, тирса - 10-5 %. 3. Вихідною сировиною для даного добрива є пташиний послід - 20-25 %, гній свиней - 30-35 %, торф - 40-35 %, тирса - 10-5 % 4. Вихідною сировиною для даного добрива є гній ВРХ - 30 %, гній свиней - 35 %, торф - 22 %, солома - 10 %., фосфоритне борошно - 1 %, каїніт - 2 %. У всіх варіантах вихідні компоненти ретельно перемішували до отримання однорідної суміші з вологістю 50-65% і співвідношенням азоту і вуглецю в інтервалі 1:20-1:25. Рецепт суміші визначали для кожної партії розрахунковим методом за показниками вологості компонентів і вмісту в них азоту та вуглецю. Після цього компостну суміш завантажували в аеровану камеру-термос, де відбувався протягом 7-12 днів процес ферментації. Після закінчення процесу ферментації проводили вивантаження готової продукції на площадку для дозрівання з наступним використанням для удобрення в технологіях вирощування сільськогосподарських культур. Проведеними дослідженнями встановлено, що найкращим співвідношенням органічних відходів при підготовці компостної суміші був варіант 4. Вихідною сировиною для даного добрива є гній ВРХ - 30 %, гній свиней - 35 %, торф - 25 %, солома - 10 %, фосфоритне борошно - до 1 %, каїніт до 2 % від об'єму компостної суміші. Введення у вихідну суміш природних мінералів - фосфоритного борошна та каїніту в дозах відповідно 1 і 2 % від загальної органічної маси сприяло розвитку як мезофільних, так і термофільних груп мікроорганізмів на самому початку процесу аеробної біоферментації, а сам процес швидше переходив у термофільну стадію і закінчувався через 7-8 діб. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 65231 6 Органічні добрива нового покоління в порівнянні з традиційними органічними добривами (гній, торфокомпости, органо-мінеральні компости та ін.) мають ряд переваг: це комплексне, збалансоване за поживними речовинами добриво в легко засвоюваній формі, яке збільшує в ґрунті кількість легкодоступних поживних речовин та підвищує мікробіологічну активність ґрунту. Компост, одержаний прискореним методом з додержанням параметрів біоферментації компостної маси в аеробних умовах, являє собою високоефективне добриво, обеззаражене від яєць і личинок гельмінтів, патогенної мікрофлори, не містить життєздатних насінин бур'янів. В результаті високотемпературної біоферментації компостної маси в аеробних умовах збільшується поживна цінність готової продукції - компосту і досягається його екологічна безпека. По агрохімічних, агрофізичних і санітарногігієнічних показниках одержані органічні добрива можна віднести до органічних добрив нового покоління, за своїми агрохімічними властивостями вони є комплексним добривом, що містить всі макроелементи (азот, фосфор, калій, кальцій) і мікроелементи (мідь, цинк, бор, магній) та інші елементи живлення рослин. Перевагою нашої технології над аналогами є скорочення часу і енергозатрат для виробництва органічних добрив нового покоління при значному покращенні властивостей добрива за рахунок високої біологічної активності і доступності для засвоювання рослинами, відсутності в добриві насіння бур'янів і патогенних організмів, наявності в них необхідних макро- і мікроелементів, ґрунтових антибіотиків. Джерела інформації: 1. Ковалев Н.Г. Микробиологические и агротехнические свойства нового вида органических удобрений / Н.Г. Ковалев, Г.Ю. Рабинович // Доклады РАСХН. - 1997. - №5. - С. 19-21. 2. Патент 50628 Україна, МПК C05F 3/00. Спосіб переробки органічних відходів птахофабрик, опубл. 10.06.2010, бюл. № 11. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601