Повышение эффективности использования навоза путем автоматизированного проектирования вариантов технологий приготовления органических удобрений и их внесения в почву

• Автор: Брюханов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 193 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Состояние и перспективы переработки и использования

навоза в России

1.2. Проблемы экологической безопасности

животноводческих ферм и комплексов

1.3. Характеристика существующих технологических и технических решений по подготовке навоза

1.4. Экологические требования к сельскохозяйственным предприятиям

1.5. Обзор методов выбора оптимальных решений.

1.6. Критерии оценки технологии и технических средств.

1.7. Краткие выводы. Цель и задачи исследования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ.
2.1. Обоснование методики автоматизированного формирования технологий переработки навоза.
2.2. Условия функционирования технологического процесса приготовления органических удобрений из навоза
2.3. Методика определения технологических параметров
линий переработки навоза в органическое удобрение.
2.3.1. Определение количества и качества навоза
2.3.2. Определение технологических параметров операций
по переработке навоза в органическое удобрение.
2.3.3. Выбор типа хранилища для навоза.
2.4. Методика выбора способов и средств механизации
2.5. Определение перечня перспективных технологических
решений по переработке навоза в органическое удобрение.
,2.6. Сравнительная оценка вариантов технологий приготовления органических удобрений из навоза.
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗ
ВОДСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ИЗ НАВОЗА.
3.1. Методика получения исходной информации
3.2 Методика обработки исходной информации.
3.3. Информационное обеспечение систем
автоматизированного проектирования технологических процессов.
3.4. Представление пошагового процесса моделирования
технологий приготовления органических удобрений из навоза.
4. АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Анализ и выбор технологии переработки навоза
в органическое удобрение.
4.2. Оценка рассмотренных вариантов технологий производства
органических удобрений из навоза КРС.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСЬ
СПРОЕКТИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Расчеты, проверенные по величине «коммунального» или популяционного эквивалента (ПЭ), показали, что навоз может загрязнять окружающую среду в ( раз интенсивнее, чем коммунально-бытовые отходы []. Оценка экологического состояния ферм. Хозяйства Ошибка в учете от заниженных нормативов, т Недостающий объем хранилищ, тыс. Водоот- ведение, тыс. З Организация сброса Возможные потери навоза, т/год Недобор урожая, цз. Слоимое недобранного урожая, тыс. Объем за-гряшеннй от навоза, тусл. Загрязнение от сточных вод, т уел. Ущерб, тыс. Согласно данным экологической* комиссии Европейского Совета свыше % аммиака, загрязняющего атмосферный воздух, и % метана, разрушающего озоновый слой, поступают из навоза при несвоевременной заделке в почву, хранении в открытых накопителях. Экологи Европы полагают, что основной причиной-образования-азотосодержащих кислотных дождей является неудовлетворительная работа с навозом: В ряде европейских, стран приняты законы о необходимости его хранения в закрытых накопителях анаэробного типа, обязательном внутрипочвенном внесении удобрений. На гистограмме (рис 2) представлена оценка потенциального воздействия различных видов органических удобрений на основе навоза на плодородие почв, качество сельскохозяйственной продукции, уровень загрязнения воздуха, воды, земель, засоренность полей, фитосанитарное состояние посевов; здоровье населения, животных 4]. Гистограмма показывает, что наибольшую потенциальную экологическую опасность имеют навозные стоки, жидкий и полужидкий навоз. Даже компосты, 'приготовленные традиционным способом, не гарантируют безопасности окружающей среды. Практика промышленного животноводства показывает, что наибольшую экологическую опасность имеют малые фермы и крупные животноводческие комплексы. На малых фермах отмечается крайне низкий технический уровень производства, инженерного оборудования и благоустройства. Они обычно не имеют навозохранилищ, сооружений для ливнестоков. В зонах расположения крупных животноводческих комплексов увеличение плотности скота, концентрация их отходов на относительно небольших площадках обусловливают значительное повышение нагрузок на атмосферный воздух, почву, поверхностные и грунтовые воды. Увеличение уровня заболевания населения, животных. Загрязнение воздуха. Загрязнение почв. Е) Загрязнение воды. О Деградация органического вещества почвы. Ухудшение фитосанитарного состояния посевов. О Увеличение засоренности полей. Ш Снижение качества сельхоз продукции. Рис. Степень влияния различных видов навоза и органических удобрений на окружающую среду. Как правило, зоны размещения крупных животноводческих комплексов оцениваются как экологически неблагоприятные. Уровень заболеваемости населения, проживающего в этих районах, в 1,6 раза превышает средний по стране [, ]. О масштабах нагрузок свидетельствуют следующие данные: на свинокомплексах по выращиванию и откорму 8 тыс. На расстоянии м от свинокомплекса количество микробов может достигать тыс. В откормочных свипарниках за 1 мин на 1 см2 оседает до 0 пылевых частиц. Для снижения класса опасности навоза необходимо его перерабатывать в органическое удобрение, но при этом необходимо использовать научно-обоснованные методы, позволяющие оценивать объемы производства, экономическую и экологическую эффективность. На эффективность машинных технологий для механизации удаления навоза и подготовки его к использованию влияет ряд факторов, важнейшими из которых являются: способ содержания животных и вид подстилочного материала, тип кормления и структура кормового рациона, размеры ферм (комплексов), их специализация и местонахождение, квалификация обслуживающего персонала. Характеристика существующих технологических и технических решений по подготовке п использованию навоза. Технологии производства органических удобрений из продуктов жизнедеятельности животных являются сложными системами, включающими в себя совокупность отдельных процессов и операций, сформированных в определенной последовательности. Соотношение и выбор технологических процессов в системе навозоудале-ния определяют в каждом конкретном случае на стадии проектирования объектов (рис.