Повышение эффективности вертикальных компостирующих установок путем разработки устройства снижения уплотнения

• Автор: Никитин, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Мичуринск- Наукоград
• Количество страниц: 189 с. : ил.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.

1.1 Роль навоза в повышении плодородия почв и улучшения экологической среды

1.2 Анализ технологий и технических средств ускоренного компостирования

1.3 Обзор устройств снижения уплотнения компостируемого материала

1.4 Технологические требования к материалу при его компостировании в вертикальных установках с устройством снижения уплотнения в виде гибких тросов

1.5 Теоретические предпосылки к обоснованию работы устройства снижения уплотнения

1.6 Выводы, цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОМПОСТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА В ВЕРТИКАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ С РАЗРАБОТАННЫМ УСТРОЙСТВОМ СНИЖЕНИЯ УПЛОТНЕНИЯ
2.1 Теоретическое исследование изменения пористости компостируемого материала по высоте слоя и времени созревания
2.2 Определение максимального расстояния между рабочими органами устройства при условии образования статически устойчивого свода
2.3 Определение максимального расстояния между рабочими органами устройства при условии разрушения материала
2.4 Определение конструктивных параметров устройства снижения уплотнения в установке ускоренного компостирования вертикального типа .
2.5 Определение значения сводообразующего слоя.
2.6 Анализ взаимодействия рабочего органа устройства с материалом в процессе пересыпания.
2.7 Определение массы накопителя потенциальной энергии
2.8 Выводы
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика определения физикомеханических свойств соломонавозной смеси
3.3 Определение зависимости максимального расстояния между рабочими органами устройства снижения уплотнения от слоя материала
3.4 Определение степени спелости компоста.
3.5 Определение изменения влажности соломонавозной смеси по высоте этажа
3.6 Определение работоспособности устройства снижения уплотнения
3.7 Методика обработки экспериментальных данных.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
4.1 Результаты определения степени спелости компоста на основе соломонавозной смеси.
4.2 Результаты исследования физикомеханических свойств соломонавозной смеси.
4.3 Проверка адекватности теоретических зависимостей для определения расстояния между рабочими органами устройства по условиям сводообразования и сводоразрушения
4.5 Поиск уровней варьирования факторов при оптимизации
4.6 Определение оптимальных конструктивных параметров устройства снижения уплотнения.
4.7 Сохранение пористости соломонавозной смеси по высоте вертикальной компостирующей установки
4.8 Выводы
5 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Опытнопроизводственная проверка работы вертикальной компостирующей установки с устройством снижения уплотнения
5.2 Техникоэкономическая оценка результатов исследований.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


По окончании процесса брожения остаток выносится на поля в качестве жидкого органического удобрения. Органические удобрения, полученные таким способом, обеззараживаются не полностью, имеют низкие питательные свойства. С, т. Как правило, для этого используют теплоту сгорания полученных в результате брожения газов. Другим недостатком анаэробного разложения является высокая стоимость капитальных вложений при строительстве установок 1. Совокупность недостатков данного способа переработки делает не выгодным его использование в природноклиматических условиях нашей страны, поэтому все больше в настоящее время предпочтение отдается аэробным способам компостирования. Компостирование это экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры и влажности . Органическим субстратом служат отходы животноводческих ферм и птицеводческих фабрик навоз, помет, растительные остатки сельскохозяйственных и пищевых перерабатывающих предприятий солома, опилки, жом, жмых и т. В процессе биодеградации органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта компоста. Этот продукт представляет ценность для сельского хозяйства как органическое удобрение и как средство, улучшающее структуру почвы 4, 6, 7, , . Способ аэробного компостирования в буртах на открытых площадках рисунок 1. Данный способ реализуется технологией компостирования в валках и статичных буртах 4, ,,,, ,. Компостирование без усиленной принудительной аэрации является аэробноанаэробным процессом, поскольку в слое материала на глубине более см недостаток кислорода лимитируется скоростью аэробного процесса, а в глубинных слоях идут анаэробные процессы. Периодичность ворошения зависит от степени разложения субстрата и его влажности , , , , . Активная аэрация при компостировании в статичном бурте достигается путем укладки в его основание перфорированной трубы по всей длине. Труба подсоединяется к напорному вентилятору, а режим его работы определяется готовностью компоста . Рисунок 1. Поэтому компостирование в буртах на открытых площадках является малопригодными для производства органических удобрений. Аэрацию при компостировании в траншеях проводят при помощи специальных агрегатов, которые движутся над траншеей по специальным направляющим, вороша материал таким образом, что он постепенно передвигается от одного края траншеи, где производится загрузка свежего сырья, к другому, где отбирается готовый продукт , . Боковые стенки траншеи позволяют сохранять тепло биотермической реакции, благодаря чему биотермический процесс идет более интенсивно, но, вместе с тем, ухудшают условия пассивной аэрации, когда воздух проникает в материал за счет конвекции, как это происходит при компостировании в буртах на открытых площадках. Эго увеличивает периодичность ворошения, следствием чего является высокая энергоемкость процесса. К недостаткам данного способа можно так же отнести высокие капительные вложения при строительстве траншей и относительно низкую производительность. В совокупности, недостатки компостирования в траншеях делают его использование не выгодным в условиях сельскохозяйственного производства. В результате чего получается конечный продукт более высокого качества, помимо этого, процесс компостирования происходит в закрытой емкости цилиндрической или прямоугольной формы, что позволяет существенно снизить количество выбросов вредных веществ в атмосферу. Наиболее распространенным камерным способом является компостирование в установке модульного типа биоферментаторе циклического действия рисунок 1. Рисунок 1. Данная установка разработана творческим коллективом ГНИУ ВНИИМЗ под руководством академика Россельхозакадемии Н. Г. Ковалева 4, , . Установка модульного типа представляет собой закрытое помещение с системой аэрации, выполненной в виде перфорированных труб или решет . Принципиально похожую схему имеет технология, разработанная компанией рисунок 1.