Спосіб компостування органічних відходів

Реферат: Спосіб компостування органічних відходів включає продувку об'єму органіки повітрям у герметизованій камері, зрошення маси речовини водою з додаванням у ній штамів аеробних мікроорганізмів. Додатково перед зрошенням проводять нагрівання маси органіки до температури порядку 40 °С з наступним відводом тепла з саморозігрітої маси за рахунок конвективної теплопередачі, а саму камеру теплоізолюють від навколишнього середовища. UA 94969 U (54) СПОСІБ КОМПОСТУВАННЯ ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ UA 94969 U UA 94969 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області переробки й утилізації органічних і органомінеральних речовин і, насамперед, відходів шляхом їхнього компостування й може бути використане в сільському й городньо-дачних господарствах, у лісовій і деревообробній промисловості, у комунальнім господарстві міст і населених пунктів. Відомий спосіб компостування органічних відходів, що включає внесення в масу компостованого органічної речовини - торфу [1]. Відомий спосіб припускає застосування великої кількості торфу, аж до 50 % від маси компостованого матеріалу, що зв'язано з більшими витратами на його видобуток, доставку, зберігання, дозування й внесення. Відомий також спосіб компостування органічних і органомінеральних речовин і відходів, що включає внесення в компостовану масу лужного реагенту у вигляді аміачної води [2] Недоліки відомого способу полягають у тому, що частина аміаку йде в атмосферу й безповоротно губиться, а процеси лужного гідролізу органічної речовини протікають повільно, що визначає низьку ефективність і значну тривалість процесу компостування. Відомий спосіб компостування органічних і органомінеральних речовин і відходів, наведений у роботі [3]. У способі компостування органічних і органомінеральних речовин і відходів, що включає внесення в компостовану масу лужного реагенту, згідно з винаходом, у якості лужного реагенту використовують лужний екстракт одного з каустобіолітів вугільного ряду у вигляді водяного розчину гумату одного з речовин, обраних із групи, що полягає з натрію, калію, амонію. Недоліками відомого способу є велика однократна витрата розчину на один кубічний метр компостованої маси й великий час перемішування компостованої маси, велика витрата речовин, які містять азот. Відомий спосіб переробки органічних відходів, що містить жири й білки [4]. У ньому перед окисненням відходи доводять до вологості 85-95 % на органічну складову й додають луг до рН 12,0-14,0. Підлуговану масу нагрівають до температури (160-200)°С, а потім проводять окиснення шляхом пропущення газу, що містить кисень, при тиску 1,4-2,4МПа, протягом 0,5-3ч. Недоліком способу є більші витрати енергії. Найбільш близьким по технічній суті є спосіб компостування органічних відходів, опублікований в [5]. Основними операціями способу, прийнятого як прототип, є здрібнювання органічних відходів, змішування зі штамом, брикетування, обдування повітрям обсягу органіки й зрошення водою. Процес компостування проводиться при температурі (60-70)°С підігрітим до цієї температури повітрям. У результаті циклу впливу одержують компост. Для зменшення часу біорозкладання й полегшення складування органіки й добування компосту її розміщають у камері. Недоліками способу є порівняно більші витрати енергії на процес переробки органіки, великий час циклу компостування, а тепло, виділюване при біорозкладанні, не використовується: внутрішня енергія віддається навколишньому середовищу при теплопередачі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб компостування органічних відходів шляхом керування процесом розкладання, що дозволяє зменшити витрати енергії на процес переробки органіки, скоротити час циклу компостування, корисно використовувати тепло, виділюване при біорозкладанні. Поставлена задача вирішується тим, що в способі компостування органічних відходів, що включає продувку обсягу органіки повітрям у герметизованій камері, зрошення маси речовини водою з додаванням у ній штамів аеробних мікроорганізмів, додатково перед зрошенням проводять нагрівання маси органіки до температури порядку 40 °C с наступним відводом тепла із саморозігрітої маси за рахунок конвективної теплопередачі, а саму камеру теплоізолюють від навколишнього середовища. Таким чином, нагрівши маси органіки до температури порядку 40 °C з наступним відводом тепла із саморозігрітої маси за рахунок конвективної теплопередачі й теплоізоляція камери від навколишнього середовища, дозволяють зменшити витрати енергії на процес переробки органіки, скоротити час циклу компостування, корисно використовувати тепло, виділюване при біорозкладанні. Суть корисної моделі пояснюється ілюстрацією, на якій представлена структурна схема одного із пристроїв, що реалізує пропонований спосіб. Пристрій складається з герметизованої теплоізольованої камери 1, яка заповнена органічними відходами 2. Відходи 2 розігрівають до температури порядку 40 °C за допомогою металевих труб 3 з отворами й водою, розміщених усередині органіки 2, і водяного насоса 4. Обдування повітрям відходів 2 проводять за допомогою пристрою 5, установленого в камері 1. Зрошення органіки 2 проводять пристроєм 6, 1 UA 94969 U 5 10 15 20 25 30 35 40 установленим унизу камери 1 під органікою 2. Відвід тепла з об'єму органіки 2 до споживача 7 здійснюють конвективної теплопередачею. Робота пристрою, що реалізує спосіб, відбувається в такий спосіб. Завантажені в герметизовану теплоізольовану камеру 1 органічні відходи 2 розігрівають до температури порядку 40 °C за допомогою системи металевих труб 3 і водяного насоса 4 (аналог системи опалення).Потім проводять обдування повітрям органіки 2 за допомогою пристрою 5 і зрошення водою за допомогою пристрою 6. При цьому система 3-4 підтримує температуру в межах (3540)°С. За рахунок саморозігріву органіки 2 при біорозкладанні аеробними бактеріями вологої маси органіки температура органіки починає рости, і система 3-4 відключається. Після цього здійснюється відвід тепла з об'єму органіки 2 до споживача 7 (наприклад, батарея опалення) конвективною теплопередачею. Процес тепловідводу завершується, коли закінчується біорозкладання. Позитивний ефект підтверджується наступними аргументами. Інтенсивність біорозкладання органіки залежить від концентрації аеробних бактерій [6], відносної вологості, наявність кисню й температури біоцемоза [7]. Зміна кожного з перерахованих параметрів дозволяє управляти процесом розкладання, тривалістю циклу компостування. Це важлива відмінність запропонованого способу від відомого. Для циклу розпаду органіки протягом порядку 10 доби при відносній вологості близько 60 % достатній розігрів органіки протягом доби до температурі (35-40)°С. Надалі в теплоізольованій камері за рахунок ендотермічної реакції біорозкладання органіки виділяється енергія, і температура досягає до 80 °C (саморозігрів). Природно, що операція зовнішнього розігріву не потрібна. Тепер тепло може надходити до споживача конвективно [8]. 3 Таким чином, порівняльні оцінки показують, що енерговитрати на компостування 1 м органічних відходів зменшуються на (45-50) % при скороченні часу циклу компостування в (1,82) рази. При цьому додатково приділяється корисна енергія до 1 МДж/кг органіки при середній температурі порядку 50 °C. Джерела інформації: 1. Воспроизводство гумуса и хозяйственно-биологический круговорот органического вещества в земледелии. Рекомендации. - М.: ВО "Агропромиздат", 1989, с.42-44. 2. Крупнов Р.А., Базин Е.Т, Попов М.В. Использование торфа и торфяных месторождений в народном хозяйстве. - М.: Недра, 1992, с. 51-53.69-72. 3. Патент №2212391 РФ Способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, опубликовано: 20.09.2003. 4. Патент №2207327 РФ Способ переработки органических отходов, содержащих жиры и белки, опубл. 27.06.2003. 5. Касимов A.M. и др. Твердые бытовые отходы. Технология, оборудование. Проблемы и решения./Учебное пособие. - Харьков: ХНАГХ, 2006. - С. 219-225) - прототип. 6. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфре. - М.: Просвещение, 1989.-С. 36. 7. Будыко М.И. Глобальная экология. - М.: Мысль, 1977. 8. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике, 1964. - С. 313. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб компостування органічних відходів, що включає продувку об'єму органіки повітрям у герметизованій камері, зрошення маси речовини водою з додаванням у ній штамів аеробних мікроорганізмів, який відрізняється тим, що додатково перед зрошенням проводять нагрівання маси органіки до температури порядку 40 °С з наступним відводом тепла з саморозігрітої маси за рахунок конвективної теплопередачі, а саму камеру теплоізолюють від навколишнього середовища. 2 UA 94969 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 3