КОМПЛЕКС ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, в частности к переработке и утилизации отходов животноводческих предприятий.
Известен комплекс для переработки животных и органических отходов, включающий участок с технологической установкой для получения компостов, участок с технологической установкой для получения биогумуса из компоста посредством земляных червей вида esenia Foetida, сушильной камерой и весовым расфасовочным устройством для брикетирования полученного биогумуса и участок с технологической установкой для получения белкового продукта коллагена [Патент на полезную модель №39885].
Недостатком известного производственного комплекса является ограниченность и невысокая эффективность его применения, поскольку комплекс переработки животных и растительных отходов может быть использован только для получения компоста, биогумуса и коллагена.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы животноводческих сельхозпредприятий путем расширения функциональных возможностей комплекса по переработке и утилизации отходов животноводческих предприятий, расширения производимого ими товарного ассортимента и уменьшения отрицательного воздействия отходов промышленного животноводства на экологию.
Поставленная задача решается тем, что комплекс для переработки животных и органических отходов, включающий участок для получения компостов, участок вермикультивирования с технологической установкой для получения биогумуса из компоста посредством земляных червей и участок для получения белкового продукта, комплекс дополнительно содержит участок биологической очистки сточных вод, выход которого соединен со входом участка компостирования, цех термической утилизации боенских отходов, выход которого соединен со входом участка компостирования, участок переработки биогазов, оборудованный камерой дожигания отходящих газов с экономайзером, выход которого соединен со входом участка биологической очистки сточных? вод, турбодетандер, выход которого соединен с установкой производства сухого льда и скруббером, выход которого соединен с входом системы выветривания и рассеивания очищенных газов.
Поставленная задача решается также тем, что участок биологической очистки сточных вод включает систему сбора и очистки ливневых стоков, биологический пруд, рессиверную емкость и последовательно соединенные флотатор, метатенк, аэротенк и биооранжерею с тропическим растением водяным гиацинтом эйхорния.
Поставленная задача решается также тем, что биопруд, входящий в участок биологической очистки сточных вод, разделен на секции фильтрующими дамбами, оборудованными фильтрующими гребнями, выполненными из инертных крупнодисперсных материалов, например гравия.
Поставленная задача решается также тем, что на участке компостирования при переработке навоза и подстилочных материалов в компост в качестве наполнителей компоста используют иловые осадки, флотоконцентраты, излишки активного ила и биомасса эйхорнии, полученные в процессе биологической очистки сточных вод, зола, образующаяся при термической утилизации боенских отходов и отходов ветеринарного обслуживания скота, некондиционный биогумус, полученный в процессе вермикультивирования компоста, и биомасса использованного червя.
Поставленная задача решается также тем, что участок производства компоста содержит автоматизированный биоферментатор твердофазной аэробно-анаэробной ферментации.
Поставленная задача решается также тем, что участок получения белкового продукта включает установку лиофильной криогенно-вакуумной сушки биомассы дождевого червя с измельчителем.
Поставленная задача решается также тем, что участок получения белкового продукта дополнительно содержит установку пакетирования.
На фиг.1 представлена блок-схема производственного комплекса.
Производственный комплекс для переработки животных и органических отходов содержит:
- участок биологической очистки сточных вод, в состав которого входят: система сбора и очистки ливневых стоков 2, биологический пруд 3, рессиверная емкость 8, последовательно соединенные: флотатор 4, метатенк 5, аэротенк 6, биооранжерея 7;
Биопруд разделен на секции фильтрующими дамбами, имеющими не фильтрующее основание, сооруженное из гидроизолирующего грунта, например глины, на глубине примерно 0,75 м от нормального подпорного уровня, оборудованными фильтрующими гребнями, выполненными из инертных крупнодисперсных материалов, например, гравия,
Берега многосекционного пруда засажены рогозом и тростником, в пруд высажен водяной гиацинт эйхорния - Eichomia crassipes, биопруд по периметру засажен ивами Salix alba, в первой секции биопруда установлен плавающий аэратор. По сравнению с другими секциями первая секция биопруда выполнена более глубокой.
- участок компостирования 9, включающий линию подготовки наполнителя для компоста с загрузочными бункерами, оборудованными дробильными шнеками, смесителями, весоизмерителями и дозаторами, автоматизированные биоферментаторы твердофазной аэробно-анаэробной ферментации;
- участок вермикультивирования 10, включающий, цех для размещения «шагающей гряды», установку пакетирования полученного биогумуса, линию воспроизводства и поддержания маточного поголовья червей;
- участок производства вермимуки 11, включающий установку лиофильной (криогенно-вакуумной) сушки биомассы дождевого червя, измельчитель для производства вермимуки, установку пакетирования вермимуки;
- цех термической утилизации боенских отходов и отходов ветеринарного обслуживания скота 12, включающий с дробилку-измельчитель, печь-крематор, холодильную камеру для временного хранения подлежащих утилизации биоотходов;
- участок переработки биогазов, включающий камеру дожигания отходящих газов с экономайзером 13, турбодетандер 14, установка для производства сухого льда (льдогенератор) 15, скруббер 16, систему выветривания и рассеивания очищенных продуктов сгорания 17.
Предлагаемый биоинженерный комплекс работает следующим образом:
После разделения отходов сельхозпредприятия сепаратором 1 на жидкую и твердую фракции жидкие отходы, состоящие из смеси жидкого навоза, воды от смыва навоза и мочи животных, по напорным трубопроводам поступают в рабочую емкость флотатора 4, входящего в состав участка очистки загрязненных сточных вод. Обезвоженная в процессе сепарирования твердая фракция навоза, смешанная с подстилочным материалом, машинно-транспортными средствами доставляют на участок компостирования 9.
В рабочей емкости флотатора 4 жидкие отходы смешивают с промышленными и хозяйственно-бытовыми стоками, поступающими из очистных сооружений. Затем полученную смесь разбавляют нагретой до определенной температуры очищенной водой, поступающей по напорному трубопроводу из биооранжереи 7 и подвергают флотации, после чего частично очищенную водную смесь отходов из флотатора 4 перекачивают по трубопроводу в метатенк 5, а полученный в процессе флотационной очистки флотоконцентрат, состоящий из флотопены и флотошламов, перекачивают по трубопроводу в рессиверную емкость 9, выполняющую роль отстойника-усреднителя. Выделяемые в процессе флотации биогазы по воздуховодам транспортируют в камеру дожигания отходящих газов 13.
В метатенке 5 производят анаэробную очистку водной смеси отходов - обезвреживание водной смеси отходов с помощью микроорганизмов без доступа кислорода, воздуха.
Частично очищенную водную смесь из метатенка 5 перекачивают по трубопроводу в аэротенк 6, а иловые осадки, полученные в процессе анаэробного сбраживания загрязнений в метатенке 5, перекачивают по трубопроводу в рессиверную емкость 8. Выделяемые в процессе сбраживания метан и иные газовые смеси транспортируют по воздуховодам в камеру дожигания отходящих газов 13.
Поступившую в аэротенк 6 частично очищенную водную смесь разбавляют очищенной теплой водой, поступающей по трубопроводу из биооранжереи 7, после чего, подвергают аэробной очистке. Излишки активного ила, образующиеся в процессе аэробной очистки, удаляют из аэротенка 6 в рессиверную емкость 8 по трубопроводу, а образующиеся в процессе аэробной очистки биогазы по воздуховодам транспортируют в камеру дожигания отходящих газов 13.
Очищенную в аэротенке воду перекачивают по трубопроводу в технологические ванны биооранжереи 7, где подвергают гидроботанической доочистке с помощью плавающего водного растения эйхорния Eichornia crassipes. После гидроботанической доочистки часть теплой очищенной воды, пройдя по трубопроводу через экономайзер камеры дожигания отходящих газов 13, перекачивают в рабочую емкость флотатора 4 и в аэротенк 6, где используют для разбавления вновь поступивших загрязненных стоков и частично очищенной водной смеси. Избыточную часть очищенной воды по трубопроводу перекачивают из биооранжереи 7 в биопруд 3. Постоянно нарастающую, избыточную массу эйхорнии удаляют из биооранжереии 7 средствами малой механизации. Корни эйхорнии транспортируют на участок компостирования 9, зеленую массу листьев эйхорнии машинно-транспортными средствами транспортируют на животноводческую ферму.
Вода, очищенная от посторонних примесей с помощью песколовок и отстойников-накопителей системы сбора и очистки ливневых стоков 2, самотеком поступает в биопруд 3. Иловую массу, полученную в результате очистки ливневых стоков, машинно-транспортными средствами транспортируют на участок компостирования 9. Обезвоженную в процессе отстоя в ресиверной емкости 8 биомассу из флотоконцентратов, иловых осадков из метатенка и активного ила из аэротенка шнековым транспортером доставляют на участок компостирования 9.
Боенские отходы и отходы ветеринарного обслуживания скота, поступившие в цех термической утилизации 12, измельчают в дробилке и утилизируют (сжигают) в печи-крематоре, а образовавшуюся в процессе термоутилизации золу средствами малой механизации доставляют на участок компостирования 9. Продукты сгорания из печи-крематора по воздуховодам поступают в камеру дожигания отходящих газов 13.
Поступившие на участок компостирования 9 обезвоженная до 60% в ресиверной емкости 8 биоорганическая смесь, состоящая из иловой массы из системы очистки ливневых стоков, флотоконцентратов из флотатора, иловых осадков из метатенка, активного ила из аэротенка, биомассы корней эйхорнии из биооранжерени, а также зола из крематора, некондиционный биогумус полученный в процессе вермикультивирования компоста и биомасса использованного (отмершего) червя, с помощью дозаторов оборудованных весоизмерителями, в определенной пропорции загружают в смеситель, где смешивают с твердой фракцией навоза, смешанного с подстилочным материалом, затем измельчают дробильными шнеками. Полученную компостную массу с помощью шнекового транспортера загружают в автоматизированные биоферментаторы твердофазной аэробно-анаэробной ферментации.
Биогазы, выделяемые в процессе созревания компоста, по воздуховодам транспортируют в камеру дожигания отходящих газов 13.
По окончании термофильного процесса аэробно-анаэробной ферментации готовый компост по ленточному транспортеру поступает в загрузочный бункер участка вермикультивирования 10, откуда при помощи электромеханического кормораздатчика его доставляют на площадку вермикультивирования для формирования гряд (буртов), заселяемых маточными червями, доставленными средствами малой механизации из отделения воспроизводства и поддержания маточного поголовья червей. Произведенный в процессе вермикультивирования биогумус по ленточному транспортеру доставляют на линию сушки, где просеивают через сита, высушивают и упаковывают на установке пакетирования. Полученный в результате просеивания фракцию биогумуса с размером частиц более 4 мм и биомассу использованного (отмершего) червя средствами малой механизации доставляют в смеситель линии подготовки наполнителя участка компостирования 9.
Избыточную биомассу живого дождевого червя, например дождевого червя "Старатель", полученную в процессе производства биогумуса, средствами малой механизации доставляют на участок производства вермимуки 11, где ее промывают, измельчают и высушивают в установке лиофильной (криогенно-вакуумной) сушки. Полученный в результате лиофильной сушки белковый продукт перерабатывают в измельчителе до консистенции муки и упаковывают на установке пакетирования.
Собранные в процессе очистки загрязненных стоков и созревания компоста, метан и иные загрязненные газовые смеси, а также продукты сгорания из печи-крематора, поступившие по воздуховодам на участок переработки биогазов в камеру дожигания отходящих газов 13, утилизируют (сжигают) с помощью газовых горелок. Полученная в процессе горения тепловая энергия отходящих газов снимается посредством пластинчатого теплообменника экономайзера и передается очищенной воде, перекачиваемой по трубопроводу из ванн биооранжереи 7 во флотатор 4 для разбавления поступающих загрязненных стоков и в аэротенк 6 для разбавления частично очищенной водной смеси. Частично охлажденные продукты сгорания газов по термозащищенным трубопроводам поступают в турбодетандер 14, где в процессе расширения из них выделяется двуокись углерода, которая по напорным воздуховодам перекачивается в емкости установки производства сухого льда (льдогенератор) 15, где перерабатывается в твердую фракцию двуокиси углерода - «сухой лед». Охлажденные в турбодетандере 14 газы продуктов сгорания поступают в скруббер 16, где очищаются с помощью водного аэрозоля, после чего, посредством естественной тяги, поступают в дымовые трубы системы выветривания 17, поднимаются по ним на высоту 20 м, где рассеиваются в атмосфере, с использованием специальных наконечников.
Предлагаемый комплекс предусматривает повторное использование продуктов, полученных в процессе биологической переработки отходов:
- иловые массы и биомасса корней тропического растения эйхорния, полученные при биологической очистке сточных вод, используются в качестве наполнителей компоста;
- некондиционный биогумус, полученный в процессе вермикультивирования компоста, и биомасса использованного (отмершего) червя используются в качестве наполнителей компоста;
- очищенная в биооранжерее вода используется для разбавления вновь поступающих в флотатор жидких отходов и разбавления частично очищенной водной смеси в аэротенке;
- нагрев очищенной воды осуществляется за счет тепловой энергии, полученной экономайзером при утилизации отходящих газов;
- вода из биопруда используется для технических нужд сельхозпредприятия;
- двуокись углерода, выделенная с помощью турбодетандера из продуктов сгорания при утилизации биогазов, перерабатывается в «сухой лед», который в свою очередь используется при силосовании для консервации зимних кормов, для охлаждения, хранения и транспортировки профильной продукции сельхозпредприятия;
- биомасса листьев тропического растения эйхорния применяется в качестве биодобавки к рациону питания скота;
- вермимука, производимая из биомассы червя, используется для обогащения фуражных кормов;
- побочный продукт от производства вермимуки, а именно обогащенная белком жидкость - автолизат, используется для откорма молодняка.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить эффективность работы животноводческих сельхозпредприятий за счет расширения функциональных возможностей комплекса по переработке и утилизации отходов животноводческих предприятий, а также за счет расширения производимого товарного ассортимента, и уменьшения отрицательного воздействия промышленного животноводства на экологию благодаря практически полной переработке отходов.