Спосіб компостування органічних відходів

Реферат: Спосіб компостування органічних відходів містить визначення структури і вологості компонентів суміші, вмісту вуглецю і азоту в їх сухій речовині, балансування суміші за поживними речовинами, змішування, розпушування і компостування послідовно в мезофільному і термофільному температурних режимах з керованою аерацією суміші. Аерацію проводять газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 5-18 % в залежності від температурного режиму компостування з частковим поверненням азоту, тепла та вологи в органічні відходи за рахунок використання вихідної газоповітряної суміші в процесі аерації. UA 100991 U (12) UA 100991 U UA 100991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до виробництва органічних добрив і може бути застосована в сільському, комунальному та переробному господарствах, зокрема в технологічних процесах компостування сумішей на основі гною, посліду, мулового осаду з органічними волого поглинаючими відходами. Відомий спосіб переробки органічних відходів агропромислового комплексу і інших галузей методом біологічної ферментації в органічні добрива нового покоління (патент України № 65231, кл. C02F3/00, бюл. № 22, 2011 р.), у якому органічні відходи піддають агрохімічному аналізу, визначають кількість компонентів за співвідношенням C:N 1:20-1:25 і вологістю 60-70 %, проводять змішування та зберігання на площадці 5-50 днів, після підвищення температури в буртах до 20-30 °C проводять завантаження в біоферментатор і проводять ферментацію 7-12 діб у мезофільній стадії при температурі 30-40 °C, при термофільній стадії - 50-70 °C, коли температура впаде до 40 °C проводять вивантаження компостної суміші на площадку для дозрівання. Під час біологічної ферментації контролюють температуру і вміст кисню. Недоліком такого способу є неможливість забезпечення регулювання та підтримку належної аерації при різних температурних режимах процесу компостування, що може привести до переохолодження суміші повітрям або до недостатньої аерації з дефіцитом наявного кисню в газоповітряному просторі суміші з відповідним уповільненням біодеградації органіки. За найближчий аналог прийнято спосіб прискореного біотермічного компостування органічних відходів (патент України №8463, кл. C02F7/00, бюл. № 8, 2005 p.), що включає визначення компонентів суміші, вмісту вуглецю і азоту, балансування суміші за поживними речовинами, вологістю, змішування, розпушування і компостування. Недоліком такого способу є те, що контроль вологості проводять тільки на стадії підготовки суміші, відсутній контроль вмісту кисню під проведення процесу аерації, а також проведення аерації повітрям навколишнього середовища. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу компостування, суть якого полягає в тому, що процес компостування поділяється на дві стадії: 1. Підготовчу, яка включає в себе визначення структури і вологості компонентів суміші, вмісту вуглецю і азоту в їх сухій речовині, балансування суміші за поживними речовинами, змішування та розпушування. 2. Процес аерації проводять газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 5-18 % в залежності від температурного режиму компостування, з частковим поверненням азоту, тепла та вологи в органічні відходи за рахунок використання вихідної газоповітряної суміші. Поставлена задача вирішується тим, що в способі компостування органічних відходів, що містить визначення структури і вологості компонентів суміші, вмісту вуглецю і азоту в їх сухій речовині, балансування суміші за поживними речовинами, змішування, розпушування і компостування послідовно в мезофільному і термофільному температурних режимах з керованою аерацією суміші, згідно з корисною моделлю, аерацію проводять газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 5-18 % в залежності від температурного режиму компостування з частковим поверненням азоту, тепла та вологи в органічні відходи за рахунок використання вихідної газоповітряної суміші. Проведення аерації газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 5-18 % в залежності від температурного режиму компостування, й також часткове повернення вихідної газоповітряної суміші в процес аерації забезпечує стабільність температурного режиму та рівня вологості під час всього процесу аерації, завдяки чому підтримується оптимальний метаболізм аеробної мікрофлори при різних температурних режимах компостування і, разом з цим, відведення продуктів розпаду органіки. Використання рекуперативного тепла відпрацьованої газової суміші підвищує енергетичну ефективність способу, збільшує питомий вміст органіки і біогенних речовин в компості, відбувається знезараження суміші від патогенної мікрофлори, дезодорація, виробництво екологічно безпечних органічних добрив. Приклади виконання способу. Приклад 1. Як компоненти для проведення досліду було використано кінський гній з тирсою, як підстилковим матеріалом. На першій стадії здійснюється підготовка субстрату, а саме: визначення структури і вологості компонентів суміші, вмісту вуглецю і азоту в сухій речовині, балансування суміші за поживними речовинами. Компоненти, визначені за масовими пропорціями, направляються на майданчик для змішування, де декілька разів виконується змішування до досягнення однорідності суміші. Після змішування проводять розпушення компостної суміші до утворення об'ємної структури з пористістю 0,3  ε  0,6. Перед закладкою було проведено фізико-хімічний аналіз з визначенням вологості субстрату W=70,37 %; місткість вуглецю в субстраті С = 13,19 %; азоту в субстраті N=0,43 %; рівень рН=8,31. Суміш у 1 UA 100991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 розпушеному стані формують у вигляді бурта і піддають аерації газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 18 %, (для забезпечення отримання необхідної концентрації кисню в газовій суміші проводили змішування вихідних газів, утворених в процесі компостування, з повітрям) з подаванням її під тиском до 1,5 кПа на 1 м товщини шару суміші. Аерацію в мезофільному температурному режимі (t=35-40 °C) здійснюють з 5-16 кратним добовим повітрообміном вільного об'єму пористої структури суміші. При досягненні термофільного температурного режиму потреба мікроорганізмів у кисні зростає, спостерігається часткове ущільнення компостної суміші, зростає інтенсивність вивільнення двоокису вуглецю у результаті дихання мікроорганізмів, волога та інші продукти розкладу. Щоб уникнути цих обмежень, переходять на термофільний режим аерації 17-45 кратним добовим повітрообміном вільного об'єму пористої структури суміші. Після зростання температури до 50–60 °C контролюють раціональну тривалість компостування. Тривалість протягом п'яти діб високої термофільної температури дозволяє знезаразити переважну більшість патогенної мікрофлори, позбавити схожості насіння бур'янів, уникнути утворення неприємних запахів (дезодорація). В результаті компостування отримано якісне органічне добриво, фізико-хімічний аналіз якого показав наступні результати: вологість W=63,01 %; місткість вуглецю в субстраті С = 14,47 %; азоту в субстраті N=0,5 %; рівень рН=8,07. Приклад 2. Підготовка компонентів суміші, їх змішування, розпушування проводилось аналогічно прикладу 1, а аерація проводилась з концентрацією кисню 5 %. Аерація в мезофільному та термофільному температурних режимах здійснювалась аналогічно прикладу 1. Фізико-хімічний аналіз показав наступні результати: вологість W=64,05 %; місткість вуглецю в субстраті С = 15,62 %; азоту в субстраті N=0,5 %; рівень рН = 8,07. Приклад 3. Підготовка компонентів суміші, їх змішування, розпушування проводилось аналогічно прикладу 1, а аерація проводилась повітрям з природною концентрацією кисню. Аерація в мезофільному та термофільному температурних режимах здійснювалась аналогічно прикладу 1. Фізико-хімічний аналіз показав наступні результати: вологість W=67,49 %; місткість вуглецю в субстраті С = 16,26 %; азоту в субстраті N=0,46 %; рівень рН = 8,27. Як видно з наведених прикладів, в результаті аерації органічних відходів газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 5-18 %, отримуємо органічне добриво з більш високими якісними показниками (приклади 1, 2), ніж при аерації повітрям (приклад 3). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб компостування органічних відходів, що містить визначення структури і вологості компонентів суміші, вмісту вуглецю і азоту в їх сухій речовині, балансування суміші за поживними речовинами, змішування, розпушування і компостування послідовно в мезофільному і термофільному температурних режимах з керованою аерацією суміші, який відрізняється тим, що аерацію проводять газоповітряною сумішшю з концентрацією кисню 518 % в залежності від температурного режиму компостування з частковим поверненням азоту, тепла та вологи в органічні відходи за рахунок використання вихідної газоповітряної суміші в процесі аерації. 45 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 2