Совершенствование технологии приготовления компоста с обоснованием параметров аэратора

• Автор: Миронов, Владимир Витальевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Мичуринск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМ УДАЛЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ НАВОЗА

1. 1 Способы переработки навоза

1.2 Существующие технологии переработки навоза

1.3 Технические средства для переработки навоза Выводы. Цель и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА АЭРОБНОЙ БИОФЕРМЕНТАЦИИ СОЛОМОНАВОЗНОЙ СМЕСИ

2.1 Теоретическое обоснование минимальной высоты слоя

компостируемой смеси в биоферментаторе

2.2 Теоретическое исследование влияния физикомеханических свойств компостируемых смесей на максимальную высоту

слоя в биоферментаторе

2.3 Теоретическое обоснование процесса аэрации компости
руемой смеси в биоферментаторе Выводы. Задачи экспериментальных исследований
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика исследования физикомеханических свойств компостируемых материалов и их смесей
3.3 Методика исследования теплофизических свойств компостируемых материалов и их смесей
3.4 Методика исследования процесса биоферментации компостных смесей
3.5 Методика исследования агрохимических свойств компост
ных смесей
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ИХ АНАЛИЗ
4.1 Результаты исследования физикомеханических свойств компостируемых материалов и их смесей
4.2 Результаты исследования теплофизических свойств компостируемых материалов и их смесей
4.3 Результаты исследования процесса биоферментации компостных смесей и обоснование рациональных величин
4.4 Результаты исследования агрохимических свойств компостных смесей
5 ОПЫТНОПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОСТОВ В БИОФЕРМЕНТАТОРЕ И ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1 Опытнопроизводственная проверка технологического процесса приготовления компостов в биоферментаторе
5.2 Техникоэкономическая оценка результатов исследования 3 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Температурный режим как было указано ранее, оказывает большое влияние на биологический процесс развития и количественный рост в компостной смеси микроорганизмов. Процесс состоит из трех периодов. Первый - климация микрофлоры. Период роста численности микроорганизмов при благоприятных условиях среды, температура компостируемой массы повышается до °С. В компосте происходит размножение мезофильных микроорганизмов. Второй - интенсивное развитие и количественный рост мезофильных, а затем термофильных бактерий, сопровождающееся выделением биологического тепла и повышением температуры компостируемой массы от до °С. Третий - температура компостной массы снижается ниже °С. В компосте уже закончен рост термофилов, биологическая переработка доходит до мезофильной стадии и процесс затухает []. На рисунке 1. КРС (исходный материал) получается готовое органическое удобрение. В начале компостирования развивается мезофильная микрофлора. Она вызывает расщепление карбамида и органических азотосодержащих веществ, используя углеводы и освобождая аммиак, но до тех пор, пока концентрация аммиака не достигает токсичного предела для этой группы микроорганизмов. Температура в компостируемом материале постепенно повышается, что приводит к гибели мезофильной микрофлоры. Вместе с тем, создаются условия для развития термофильных микроорганизмов. Они используют образовавшийся аммиак; органические остатки, погибшие микроорганизмы, а так же продукты промежуточного обмена веществ (остатки полисахаридов) и снова синтезируют микробиологический белок. Аммиак, выделяющийся при этом, или теряется или вновь ассимилируется микроорганизмами. В конце процесса компостирования количество пентозанов и клетчатки заметно снижается, а количество лигнина увеличивается. В период компостирования уменьшается количество растворимого азота, который входит в состав биомассы компоста и в лигниногумусовый комплекс. Для ускоренного компостирования навоза с подстилкой, богатой целлюлозой (опилки, стружки, кора, солома и т. Для ускоренного проникновения и взаимодействия азотной кислоты содержание влаги в смеси перед обработкой доводят примерно до % []. При перемешивании без аэрации кислород поступает из окружающей среды за счет естественной вентиляции. При отсутствии перемешивания скорость диффузии может быть настолько малой, что наступает анаэробное, а при интенсивном перемешивании возможно переохлаждение и даже высыхание компоста, а также разрыв мицелия актиномицентов и грибов, принимающих участие в процессе разложения органических отходов. Рисунок 1. В некоторых случаях рекомендуется дискретное перемешивание. Потребность в кислороде в процессе компостирования меняется. Она низка в мезофильной стадии, возрастает до максимума в термофильной и падает до нуля на стадии остывания и дозревания. Потребность в кислороде может быть определена, если известны химический состав органического субстрата и степень его биодеградации в процессе компостирования. Другим показателем аэрации служит объёмная концентрация в газовой фазе компоста, которую поддерживают в пределах - м'/час. Для аэрации применяют воздуходувки, либо газодувки (центрифужные или радиальные вентиляторы), которые способны (по напору) преодолеть высоту слоя до 3 м и обеспечить указанный расход воздуха при аэрации. Плотность обрабатываемых (аэрируемых) материалов находится в пределах 0- кг/м3 (0 кг/м? Известен вариант аэрации с разрежением в пласте, т. В г. ПО "Протеке" получило а. Сокращение времени обработки достигается тем, что перед загрузкой в реактор температуру смеси доводят до -°С, а продувку смеси в реакторе дополнительно осуществляют в поперечном направлении в течение - час при -°С. Компостируемая масса - это трехфазная система: газ - жидкость - твердая масса. Минимально свободное газовое пространство должно быть около %. Чаще всего размер частиц компостируемого материала составляет мм. Слишком же мелкие частицы плотно упаковываются и имеют узкие поры. Это ограничивает диффузию О2 и СО2 из объема, при этом возрастает также к нагрузка на перемешивание. Влажность в пределах -% является оптимальной. Однако в отдельных случаях возможны и большие значения - до %.