RU2141464C1

RU2141464C1 - Compost production method

Info

Publication number: RU2141464C1
Application number: RU97120053A
Authority: RU
Inventors: И.П. Туманов; Б.М. Малинин; Н.Г. Ковалев
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-11-20

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, reprocessing of manure and other organic wastes. SUBSTANCE: method involves placing manure and dehumidifier layers and introducing inoculating additive, such as megatherine in an amount of 0.2% by weight of manure and dehumidifier; mixing components while moving mixture into fermenter; providing aerobic composting. EFFECT: reduced composting process time, decreased consumption of inoculating additive and increased quality of ready product. 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам переработки навоза и других органических отходов. The invention relates to agriculture, in particular to methods for processing manure and other organic waste.

Известен способ компостирования (Пат. N 2593171, Франция, Кл. C 05 F 3/00, 1987 г. ), включающий складирование в кучу растительных и животных материалов, механическую аэрацию и инокулирование смеси определенными бактериями при наступлении термофильной стадии компостирования. Недостатком данного способа приготовления компоста является низкое качество компоста из-за нарушения хода процесса его приготовления, поскольку отсутствие операции перемешивания компонентов в техпроцессе приготовления компоста, неправильная форма кучи служат причиной наличия низкой температуры процесса в определенных участках кучи, в результате чего имеются участки непереработанного навоза. Кроме того, введение инокулирующей добавки непосредственно в процессе биоферментации смеси также нарушает техпроцесс приготовления компоста. A known method of composting (Pat. N 2593171, France, Cl. C 05 F 3/00, 1987), including storing a bunch of plant and animal materials, mechanical aeration and inoculation of the mixture with certain bacteria when the thermophilic stage of composting occurs. The disadvantage of this method of compost preparation is the low quality of the compost due to disruption of the process of its preparation, since the absence of the operation of mixing the components in the compost preparation process, the irregular shape of the heap cause the process to have a low temperature in certain sections of the heap, resulting in areas of unprocessed manure. In addition, the introduction of inoculant additives directly in the process of biofermentation of the mixture also violates the compost preparation process.

Известен способ переработки навоза на удобрение (Пат. СССР N 1813085, Кл. G 05 F 3/00, 15/00, 1991, прототип), включающий послойную укладку навоза и влагопоглощающего органического материала, перемешивание компонентов при одновременном перемещении смеси в ферментер, инсоляцию смеси слоем готового компоста и последующее ее аэробное компостирование в течение 5-7 суток при влажности смеси 70%. A known method of processing manure into fertilizer (Pat. USSR N 1813085, CL. G 05 F 3/00, 15/00, 1991, prototype), including layering manure and moisture-absorbing organic material, mixing the components while moving the mixture to the fermenter, insolation the mixture with a layer of ready-made compost and its subsequent aerobic composting for 5-7 days at a mixture humidity of 70%.

Недостатками этого способа является длительность процесса компостирования, особенно в зимних условиях, и невысокое качество готового продукта. Более быстрому началу и протеканию биотермического процесса способствует равномерное распределение инокулянта в компостируемой среде, чего не обеспечивается в способе переработки навоза на удобрение укрытием компостируемой смеси слоем готового компоста. Более оптимальные условия жизнедеятельности аэробных термофильных микроорганизмов создаются в верхней части ферментера и, как следствие, - неравномерная интенсивность биотермического процесса в ферментере, а значит, и невысокие технологичность способа и качество готовой продукции. Кроме того, для ускорения процесса приготовления компоста необходимо относительно большое количество инокулянта, что ограничивает объем исходной смеси в ферментере. The disadvantages of this method is the length of the composting process, especially in winter conditions, and the low quality of the finished product. The faster onset and flow of the biothermal process is facilitated by the uniform distribution of the inoculant in the composted medium, which is not provided in the method of processing manure into fertilizer by covering the composted mixture with a layer of ready-made compost. More optimal conditions for the life of aerobic thermophilic microorganisms are created in the upper part of the fermenter and, as a result, the uneven intensity of the biothermal process in the fermenter, and hence the low processability of the method and the quality of the finished product. In addition, to speed up the compost preparation process, a relatively large amount of inoculant is necessary, which limits the volume of the initial mixture in the fermenter.

Заявленное изобретение направлено на решение следующей задачи: сокращение продолжительности процесса приготовления компоста при небольших дозах внесения инокулирующей добавки в исходную смесь и улучшении качества готового компоста. The claimed invention is aimed at solving the following problem: reducing the duration of the compost preparation process at small doses of making an inoculating additive in the initial mixture and improving the quality of the finished compost.

Поставленная задача решена путем использования в способе приготовления компоста, включающем послойную укладку навоза и влагопоглощающего органического материала, перемешивание компонентов при одновременном перемещении смеси в ферментер, инокуляцию смеси термофильными бактериями и последующее ее аэробное компостирование, в качестве инокулирующей добавки мегатерина в количестве 0,2% от массы компостируемой смеси, кроме того, операцию инокуляции смеси осуществляют перед операцией перемешивания компонентов смеси в процессе подготовки ее к компостированию. The problem is solved by using in the method of compost preparation, including layering manure and moisture-absorbing organic material, mixing the components while moving the mixture to the fermenter, inoculating the mixture with thermophilic bacteria and its subsequent aerobic composting, as an inoculating supplement of megaterina in an amount of 0.2% of the mass of the composted mixture, in addition, the operation of inoculation of the mixture is carried out before the operation of mixing the components of the mixture during preparation its compostability.

Мегатерин (торговое наименование) - ферментный препарат металлопротеиназы - предназначается для использования в качестве биокатализатора. Его производство базируется на использовании непатогенной, нетоксичной культуры Bac. megater ВМ-11. Технология получения мегатерина состоит в асспетическом культивировании микроорганизма - продуцента с дальнейшим выделением, очисткой и сушкой фермента. В производстве не предусматривается использование ядовитых видов сырья и реактивов (из переписки с Всероссийским научно-исследовательским институтом генетики и селекции промышленных микроорганизмов ВНИИГенетика, N 344 от 12.07.93 г.),
В качестве инокулирующей добавки в заявленном способе приготовления компоста используется мегатерин. Принцип выбора количества используемого инокулянта (мегатерина) в заявленном способе приготовления компоста поясняют временные зависимости температуры торфонавозной смеси с различным содержанием в ней мегатерина, приведенные на фиг. 1. Инокуляция компостируемой смеси мегатерином способствует более быстрому началу и протеканию процесса приготовления компоста, что отражено на фиг. 2 (более быстрым ростом температуры смеси в заявленном способе, описываемом кривой 2), где задана стартовая температура (То_смеси=10^oC) для обеспечения более благоприятных условий приготовления компоста (жизнедеятельности теплолюбивых термофильных бактерий), и на фиг, 3, где для приготовления компоста выбраны более некомфортные условия -начальная температура То_смеси=0. Но и в более жестких условиях мегатерин проявил себя как наиболее активный инокулянт. Очень небольшого количества - 0,2% от массы компостируемой смеси - достаточно, чтобы достичь большего положительного эффекта - сокращения продолжительности процесса приготовления компоста - по сравнению с прототипом, где в качестве инокулянта используется готовый компост, что наглядно показано на фиг. 2 и 3.Megaterin (trade name) - an enzyme preparation of metalloproteinases - is intended for use as a biocatalyst. Its production is based on the use of a non-pathogenic, non-toxic Bac culture. megater BM-11. The technology for producing megaterina consists in the ascetic cultivation of a microorganism, a producer, with further isolation, purification, and drying of the enzyme. The production does not provide for the use of toxic types of raw materials and reagents (from correspondence with the All-Russian Research Institute of Genetics and Breeding of Industrial Microorganisms VNIIGenetika, N 344 from 07/12/93),
As the inoculant additives in the claimed method of preparing compost, megaterin is used. The principle of choosing the amount of inoculant (megaterina) used in the inventive method for preparing compost is explained by the time dependences of the temperature of the peat mixture with different contents of megaterina shown in FIG. 1. Inoculation of the composted mixture with megaterin promotes a faster start and flow of the compost preparation process, which is reflected in FIG. 2 (a more rapid increase in the temperature of the mixture in the inventive method, described by curve 2), where the starting temperature (To the _mixture = 10 ^o C) is set to provide more favorable conditions for the preparation of compost (the activity of thermophilic thermophilic bacteria), and in FIG. 3, where for Compost preparation selected more uncomfortable conditions - the initial temperature To the _mixture = 0. But even in more severe conditions, megaterin proved to be the most active inoculant. A very small amount - 0.2% by weight of the composted mixture - is enough to achieve a greater positive effect - reducing the duration of the compost preparation process - in comparison with the prototype, where ready-made compost is used as an inoculant, which is clearly shown in FIG. 2 and 3.

Перемешивание компонентов компостируемой смеси вместе с инокулянтом (мегатерином) позволяет более равномерно распределить биокатализатор по всему ее объему, создавая оптимальные условия жизнедеятельности аэробных термофильных микроорганизмов равномерно по всему объему смеси в ферментере, а следовательно, повысить интенсивность биотермического процесса и технологичность его протекания и, как следствие, повысить качество готовой продукции. Mixing the components of the compostable mixture together with the inoculant (megaterin) allows you to more evenly distribute the biocatalyst throughout its volume, creating optimal conditions for the life of aerobic thermophilic microorganisms uniformly throughout the volume of the mixture in the fermenter, and therefore, increase the intensity of the biothermal process and the manufacturability of its course and, as a result improve the quality of finished products.

Заявленный способ приготовления компоста иллюстрируется чертежами: на фиг. 1 представлены временные зависимости температуры торфонавозной смеси с различным содержанием мегатерина в ней; на фиг.2 - временные зависимости температуры торфонавозной смеси с различной инокулирующей добавкой при наличии стартовой температуры То= 10^oC; на фиг. 3- то же, То =0^oC; на фиг.4 - принципиальная схема компостирования.The claimed method for preparing compost is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows the time dependences of the temperature of the peat mixture with different contents of megaterina in it; figure 2 - time dependence of the temperature of the peat mixture with various inoculating additives in the presence of a starting temperature To = 10 ^o C; in FIG. 3- the same, To = 0 ^o C; figure 4 is a schematic diagram of composting.

Способ состоит из следующих операций:
- послойной укладки навоза и влагопоглощающего органического материала;
- инокулирования смеси мегатерином в количестве 0,2% от массы исходной смеси;
- перемешивания компонентов и одновременного перемещения смеси в ферментер;
- аэробного компостирования смеси.The method consists of the following operations:
- layering of manure and moisture-absorbing organic material;
- inoculation of the mixture with megaterin in an amount of 0.2% by weight of the initial mixture;
- mixing the components and simultaneously moving the mixture into the fermenter;
- aerobic composting of the mixture.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Компостирование осуществляется в кирпичном или железобетонном ферментере 1 размерами 5х10х4,5 м с воротами 2, куда закладывается смесь 3. Ферментер оборудован напорным 4 и вытяжным 5 вентиляторами, системой напорных воздуховодов 6, пультом управления 7 с таймером продувки 8 и отверстиями 9 для замера температуры и содержания кислорода в смеси. Composting is carried out in a brick or reinforced concrete fermenter 1 with a size of 5x10x4.5 m with a gate 2 where the mixture is laid 3. The fermenter is equipped with pressure 4 and exhaust 5 fans, pressure air duct system 6, control panel 7 with purge timer 8 and openings 9 for measuring temperature and oxygen content in the mixture.

На бетонированную площадку перед ферментером 1 послойно укладывают навоз и органический материал (торф, опилки, измельченную солому), инокулирование смеси мегатерином 0,2% от массы исходной смеси. Затем масса из штабеля с помощью погрузчика (например, ПФ-0,75) подается в навозоразбрасыватель (ПРТ-7 или РОУ-6), где перемешивается и одновременно загружается в ферментер 1 до заполнения его на высоту не более 2 м. После загрузки ферментера 1 включают напорный вентилятор 4 и по системе напорных воздуховодов 6 подают воздух в необходимых количествах и в определенных интервалах с помощью таймера 8 пульта управления 7, поддерживая содержание кислорода в смеси в пределах 5-12%. Периодически контролируется температура и содержание кислорода в смеси с помощью электронных термометра и кислородомера. Компостирование при влажности 60%-70% (одинаковые технологические параметры прототипа и заявленного способа) осуществляется в течение 3 суток, при этом смесь разогревается до 70^oC и выше, что обеспечивает обеззараживание массы от болезнетворных микроорганизмов и уничтожение всхожести семян сорняков. Сигналом готовности продукта является падение температуры до 30^oC в смеси, зарегистрированное с помощью электронного термометра. Выгрузка готового продукта из ферментера проводится типовым фронтальным погрузчиком.On a concrete site in front of the fermenter 1, manure and organic material (peat, sawdust, chopped straw) are layered in layers, inoculating the mixture with megaterine 0.2% of the weight of the initial mixture. Then the mass from the stack using a loader (for example, PF-0.75) is fed into a manure spreader (PRT-7 or ROU-6), where it is mixed and simultaneously loaded into the fermenter 1 until it is filled to a height of not more than 2 m. After loading the fermenter 1 include a pressure fan 4 and through a system of pressure air ducts 6 supply air in the required quantities and at certain intervals using the timer 8 of the control panel 7, maintaining the oxygen content in the mixture within 5-12%. The temperature and oxygen content of the mixture are periodically monitored using an electronic thermometer and an oxygen meter. Composting at a moisture content of 60% -70% (the same technological parameters of the prototype and the claimed method) is carried out for 3 days, while the mixture is heated to 70 ^o C and above, which ensures disinfection of the mass from pathogens and the destruction of germination of weed seeds. The signal that the product is ready is a temperature drop to 30 ^o C in the mixture, recorded using an electronic thermometer. Unloading of the finished product from the fermenter is carried out by a typical front-end loader.

Способ приготовления компоста позволяет по сравнению с существующим сохранить продолжительность процесса до 3-х суток при небольшом количестве инокулирующей добавки - 0,2% от массы компостируемой смеси, повысить технологичность протекания процесса биоферментации и, как следствие, повысить качество готового продукта. The compost preparation method allows, in comparison with the existing one, to save the process duration up to 3 days with a small amount of inoculating additive - 0.2% by weight of the composted mixture, to increase the adaptability of the bio-fermentation process and, as a result, to improve the quality of the finished product.

Claims

A method of preparing compost, including layering manure and moisture-absorbing organic material, mixing the components while moving the mixture to the fermenter, inoculating the mixture with thermophilic bacteria and its subsequent aerobic composting, characterized in that the mixture is inoculated before the components are mixed and used as an inoculating additive megaterin in an amount of 0.2% by weight of the composted mixture.