УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ БИООТХОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕРМИКУЛЬТУРЫ

Устройство относится к области сельского хозяйства, а именно к области переработки методом вермикомпостирования (биокомпостирования) отходов растениеводства, птицеводства и животноводства (биоотходов) с использованием вермикультуры, и может быть использовано в крупных и средних сельскохозяйственных предприятиях для утилизации биоотходов, образующихся в результате жизнедеятельности людей и животных для получения обогащенных гумусом вермикомпостов или биогумусов.
Известен биогумусовый модуль (RU, патент 2013951, А01К 67/033, 1994). Он содержит два цилиндра, установленных вертикально один над другим и разделенных кольцом. В верхний цилиндр загружают перерабатываемый материал, подлежащий переработке вермикультурой, а из нижнего цилиндра через разгрузочный люк выгружают готовый вермикомпост, содержащий биогумус и червей. Увлажнение и аэрация не предусмотрены, что увеличивает время переработки, снижает производительность устройства и ухудшает качество биогумуса.
Известно также устройство получения биогумуса (RU, патент 2033049, А01К 67/033, 1995), содержащее установленные на стеллаже ящики, в основании которых выполнены отверстия, а боковые стенки расположены под тупым углом к основанию, при этом ящики расположены с возможностью изменения угла наклона относительно поверхности земли. Ящики заполняют смесью перерабатываемого материала (отходов производства сельскохозяйственной продукции) и червей и оставляют на время переработки, при этом принудительное увлажнение и аэрация не предусмотрены, что увеличивает время переработки и ухудшает качество биогумуса.
Известно устройство для получения биогумуса и вермикультуры (RU, патент 2115640, C06F 3/06, 1998), содержащее корпус с боковыми стенками и дном, имеющим сетчатую структуру, причем корпус имеет поддон с переливной трубкой и размещенной в ней подставкой, состоящей из вертикальных опор и перфорированной плиты, боковые стенки снабжены вертикальными ребрами с направляющими, а дно и дополнительные боковые стенки образованы тканевым мешком, вставленным в корпус.
При реализации известного устройства сырье для получения биогумуса помещают в тканевый мешок, вставляемый в корпус. Устройство помещают в теплое место, укрывают темной пленкой и оставляют на 120 дней, периодически поливая смесь водой в количестве, обеспечивающем перелив через переливную трубку. Одновременно поддерживают температуру воды в поддоне корпуса на 1-6°С выше температуры стенок корпуса, что обеспечивает постоянное увлажнение содержимого тканевого мешка парами воды. После оседания перерабатываемого материала на его поверхность загружают новый слой перерабатываемого сырья. После полной переработки сырья отделяют червей от полученного биогумуса.
Недостатком известного технического решения следует признать ограниченность его применения объемом мешка, а также необходимость периодической замены тканевого мешка из-за его износа, что увеличивает трудозатраты и снижает производительность устройства.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения можно признать вермикомпостер для комплектной очистной установки (RU, патент 2264372, C05F 17/02, C05F 11/06, C05F 3/06, 2003). Это устройство выполнено в виде обратной усеченной пирамиды, в которой боковые грани выполнены из деревянных брусьев, покрытых перфорированной листовой пластмассой с углом наклона граней к горизонту не менее 60°.
В нижней части пирамиды имеется выгрузочное окно, закрываемое заслонкой, в одной из боковых граней в горизонтальном направлении на ширину грани просверлены отверстия диаметром не менее 10 мм с шагом не более 20 мм для вставки спиц диаметром 10 мм на глубину до достижения противоположной грани пирамиды в горизонтальной плоскости.
Приложение №2
Устройство работает следующим образом. С помощью транспортера в бункер вермикомпостера в виде обратной усеченной пирамиды, установленной в опорный каркас, загружается перерабатываемый материал (биоотходы), подлежащий обработке вермикультурой. Предварительно бункер заполнен готовым компостом и проектной численностью червей. Через выгрузочное окно, расположенное в нижней части устройства происходит выгрузка биогумуса.
Недостатками указанного устройства являются: невозможность проведения периодического контроля параметров среды (температура, влажность, уровень рН) вермикомпоста в серединной части вермикомпострера, необходимость проведения процесса отделения червей от выгруженного биогумуса, необходимость проведения процесса удаления излишней влаги из выгруженного биогумуса.
Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого устройства состоит в повышении производительности труда и снижении ручного труда при переработке биоотходов с помощью вермикультуры.
Технический результат, получаемый при реализации устройства, состоит в создании механизированной установки по переработке биоотходов с возможностью контроля и регулирования параметров процесса вермикомпостирования для получения качественного биогумуса.
Для достижения указанного технического результата предлагается использовать устройство для переработки биоотходов с использованием вермикультуры, содержащее корпус на опорах, состоящий из двух частей: верхней в форме прямоугольного короба с вертикальными бортами и нижней в форме перевернутой усеченной пирамиды, жестко соединенной с верхней частью с углом наклона граней усеченной пирамиды к горизонту не менее 45°, оснащенное системой полива биоотходов, отличающееся тем, что корпус имеет, по меньшей мере, одно отверстие в каждой грани корпуса для проведения замеров среды биоотходов, систему подогрева нижней части корпуса, систему выгрузки биогумуса с помощью, по меньшей мере, одного выгружного шнека, систему сбора и удаления излишков влаги.
При вермикомпостировании устройство может сверху закрывается полимерным или текстильным материалом.
Заявляемое устройство поясняется чертежами:
На фиг.1 изображены: корпус на опорах (состоящий из верхней прямоугольной части и нижней части в форме обратной усеченной пирамиды) - 1, системой полива для увлажнения перерабатываемого материала - 2, лючки для проведения замеров среды вермикомпоста - 3, подогрев нижней части корпуса в районе соединения с выгружным шнеком - 4, выгружной шнек - 5, корпус шнека с перфорацией в нижней части - 6, линия отвода излишков влаги - 7, лоток для сбора излишков влаги - 8, конвейер подачи биогумуса для дальнейшего использования - 9, выгружное окно шнека - 10.
Работает устройство следующим образом.
Предполагается, что устройство будет находиться в крытом, отапливаемом, электрифицированном помещении, оборудованном принудительной вентиляцией, а биоотходы прошли первичную ферментацию.
3
1 этап. В бункер загружается первый слой биоотходов приблизительно 2/3 объема нижней части корпуса (усеченной пирамиды), через нижний лючок проводится замер параметров среды биоотходов и по необходимости доводится до необходимых параметров (температура от +20°С до +25°С, влажность от 70% до 80%,. уровень рН от 6 до 8). Далее происходит заселение вермикультуры из расчета 25-50 кг червей на 1 м биоотходов. При поддержании необходимых параметров, происходит переработка биоотходов вермикультурой в биогумус.
2 этап. Через 30-35 суток в бункер загружается второй слой биоотходов толщиной не более 300 мм. Происходит постепенная миграция вермикультуры из первого переработанного слоя во второй слой биоотходов. При поддержании необходимых параметров, происходит переработка биоотходов второго слоя вермикультурой в биогумус.
3 этап. Через 30-35 суток в бункер загружается третий слой биоотходов толщиной не более 300 мм. Происходит постепенная миграция вермикультуры из второго переработанного слоя в третий слой биоотходов. Для ускорения миграции вермикультуры на 20-25 сутки после загрузки третьего слоя включается подогрев нижней части корпуса в районе соединения с выгружным шнеком до температуры +35+45°С на 2-3 суток. Оставшаяся в нижнем слое вермикультура погибает, а тепло дошедшее до второго слоя ускоряет миграцию вермикультуры в третий слой. По мере переработки вермикультурой биоотходов происходит уменьшение слоя вермикомпоста (60% которого преобразуется в биогумус и 40% ассимилируется вермикультурой) ведется контроль за уровнем вермикомпоста на каждом этапе.
4 этап. Через 2-3 суток отключается подогрев нижней части корпуса и при выравнивании температуры первого слоя с окружающей температурой на 90-100 сутки после загрузки первого слоя происходит выгрузка биогумуса с помощью выгружного шнека на конвейер подачи биогумуса для дальнейшего использования. Объем выгружаемого биогумуса контролируется по уровню оставшихся биоотходов в корпуса устройства. Биоотходы за счет своего веса, влажности, наклона граней нижней части корпуса и выгрузки первого слоя спускается вниз в зону выгружного шнека.
Через 2-3 суток в бункер на освободившееся место после выгрузки первого слоя и смещения третьего и второго слоя соответственно на второй и первый слой, загружается третий слой биоотходов толщиной не более 300 мм. Со второй загрузкой третьего слоя биоотходов устройство переходит в циклический режим работы: 3 этап - 4 этап - 3 этап и т.д.
В процессе переработки, желательно закрывать сверху перерабатываемый слой биоотходов полимерным (в частности, полиэтиленовой пленкой) или текстильным (брезентом или нетканым иглопробивным полотном) материалом. Это позволит облегчить поддержание оптимальных условий вермикомпостирования в слое перерабатываемых биоотходов.
Очередность этапов по загрузке биоотходов, переработке, перемещению биоотходов и выгрузке поясняется календарным план-графиком работы устройства (таблица 1). В первой декаде первого месяца происходит загрузка первого (нижнего) слоя биоотходов и заселение вермикультуры. Через 30-35 суток в устройство загружается второй (средний) слой биоотходов. Через 30-35 суток в бункер загружается третий (верхний) слой биоотходов. На 90-100 сутки после загрузки первого слоя происходит выгрузка биогумуса и смещение второго и третьего слоя соответственно на второй и первый слой. В первой декаде четвертого месяца происходит загрузка третьего (верхнего) слоя биоотходов и далее устройство переходит в циклический режим работы, т.е. при ежемесячной загрузке биоотходов, начиная с третьего месяца, происходит ежемесячная выгрузка биогумуса.
Осуществление устройства возможно преимущественно в крупных и средних сельскохозяйственных предприятиях и предприятиях по утилизации бытовых отходов. Предполагается, что устройство будет установлено в крытом, отапливаемом, электрифицированном помещении, оборудованном принудительной вентиляцией.
Использование устройства возможно либо одиночно, либо группами. Групповое использование возможно в один ряд с организацией выгрузки биогумуса на конвейер на одну строну (фиг.2), либо в два ряда с организацией выгрузки биогумуса в противоположные стороны на два параллельных конвейера (фиг.3).