RU2767075C1 - Method of recycling liquid fraction of livestock effluents - Google Patents
Method of recycling liquid fraction of livestock effluents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767075C1 RU2767075C1 RU2021121743A RU2021121743A RU2767075C1 RU 2767075 C1 RU2767075 C1 RU 2767075C1 RU 2021121743 A RU2021121743 A RU 2021121743A RU 2021121743 A RU2021121743 A RU 2021121743A RU 2767075 C1 RU2767075 C1 RU 2767075C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid fraction
- livestock
- effluents
- livestock effluents
- disinfection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/02—Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и найдет применение при обеззараживании и утилизации жидких животноводческих стоков.The present invention relates to agriculture and will find application in the disinfection and disposal of liquid animal waste.
Проблема утилизации отходов сельскохозяйственного производства в России стоит очень остро, поскольку аграрный сектор занимает значительное место в экономике страны и имеется большое количество животноводческих комплексов, а с переводом на бесподстилочное содержание животных с применением систем гидросмыва в большом объеме появились животноводческие стоки, что привело к серьезному обострению проблемы охраны окружающей среды: нитратному и микробному загрязнению почв, воздуха, поверхностных и грунтовых вод. Животноводческие стоки считаются наиболее интенсивными загрязнителями по сравнению с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами. Для крупных хозяйств объем жидких стоков, подлежащих утилизации, составляет от 100 до 1500 куб. м в сутки.The problem of disposal of agricultural waste in Russia is very acute, since the agricultural sector occupies a significant place in the country's economy and there are a large number of livestock complexes, and with the transfer to bedless keeping of animals using hydroflush systems, livestock effluents appeared in large volumes, which led to a serious aggravation problems of environmental protection: nitrate and microbial contamination of soils, air, surface and ground waters. Livestock effluents are considered the most intense pollutants compared to domestic and industrial wastewater. For large farms, the volume of liquid waste to be disposed of ranges from 100 to 1500 cubic meters. m per day.
Сложность утилизации жидких стоков животноводческих комплексов состоит в том, что при гидросмыве увеличивается период выживаемости патогенной микрофлоры более чем в три раза. Длительные периоды выживаемости микрофлоры в жидкой фракции животноводческих стоков, зараженных возбудителями заболеваний (кишечная палочка, бацилла дизентерии, возбудители холеры и тифа, вирусы гепатита и гриппа, сальмонелла, цисты Giardia lamblia, Cryptosporidium и др.) указывают на то, что даже после длительного хранения сохраняется потенциальная опасность инфекции.The complexity of disposal of liquid effluents from livestock breeding complexes is that hydroflushing increases the period of survival of pathogenic microflora by more than three times. Long periods of microflora survival in the liquid fraction of livestock effluents contaminated with pathogens (E. coli, dysentery bacillus, cholera and typhoid, hepatitis and influenza viruses, salmonella, Giardia lamblia cysts, Cryptosporidium, etc.) indicate that even after long-term storage the potential for infection remains.
Утилизация животноводческих сточных вод рассматривается, прежде всего, как важное природоохранное мероприятие.Utilization of livestock wastewater is considered, first of all, as an important environmental measure.
Ситуация, когда навозохранилища и ливнесборники заполнены на 80-100%, не оборудованы площадки для хранения навоза, территории ферм занавожены, является типичной для большинства хозяйств. Это приводит к загрязнениям прилежащих рек и озер (в т.ч. которые входят в систему водозабора), грунтовых вод. Ситуация крайне обостряется во время паводка и ливневых дождей, когда уровень рек и грунтовых вод резко поднимается.The situation when manure storages and stormwater collectors are 80-100% full, manure storage areas are not equipped, farm territories are littered with manure is typical for most farms. This leads to pollution of adjacent rivers and lakes (including those included in the water intake system), groundwater. The situation is extremely aggravated during floods and heavy rains, when the level of rivers and groundwater rises sharply.
Вывоз животноводческих стоков на поля в «чистом» виде приводит к экологическим проблемам, а именно к внесению в почву большого количества болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и вредных химических соединений, а также к накоплению в почве тяжелых металлов. Анализы зеленой массы, полученной на этих полях, показывает, что содержание в ней нитратов завышено и составляет до 883 мг/кг, что делает ее не пригодной для использования.The removal of livestock effluents to the fields in a “clean” form leads to environmental problems, namely, the introduction of a large number of pathogens, helminth eggs and harmful chemical compounds into the soil, as well as the accumulation of heavy metals in the soil. Analysis of the green mass obtained in these fields shows that the content of nitrates in it is overestimated and amounts to 883 mg/kg, which makes it unsuitable for use.
Навоз влажностью до 90% является полужидким, более 95% - жидким, а свыше 95% - навозные сточные воды. Так же к животноводческим стокам относится жидкая фракция, получаемая после разделения животноводческих стоков.Manure with a moisture content of up to 90% is semi-liquid, more than 95% is liquid, and more than 95% is manure wastewater. The liquid fraction obtained after the separation of livestock effluents also belongs to livestock effluents.
Известны способы утилизации животноводческих стоков (пат. RU № 2737483, 2726309, 2645573…), в которых для обработки стоков применяют дезинфектанты и антисептики - активный хлор, дефекационную известь, дефекат сахарного производства, обожженный дефекат..There are known methods for the disposal of livestock waste (US Pat. RU No. 2737483, 2726309, 2645573 ...), in which disinfectants and antiseptics are used to treat wastewater - active chlorine, defecation lime, defecation of sugar production, burnt defecation ..
Известен «Улучшенный способ переработки жидкой фракции отходов сельскохозяйственных животных», в котором жидкую фракцию животноводческих стоков испаряют при давлении ниже атмосферного для сохранения азота в отходах (пат РФ № 2742929, МПК А01С 3/00, C05F 3/00, C05G 3/90, опубл. 2019 г., бюл. № 5). Этот способ не дешев и технически сложен в реализации.Known "Improved method for processing the liquid fraction of agricultural waste", in which the liquid fraction of animal waste is evaporated at a pressure below atmospheric pressure to preserve nitrogen in the waste (US Pat. publ. 2019, Bull. No. 5). This method is not cheap and technically difficult to implement.
Наиболее близким предлагаемому является Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств (пат. РФ № 2628437, МПК C05F 3/00, C05G 3/00, опубл. 2017 г., бюл. № 23), который включает в себя сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси. С целью удаления запахов и снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы в жидкую фракцию вводят водный раствор гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 185 г/л. При этом объем раствора гипохлорита натрия по содержанию активного хлора должен быть эквивалентен сумме концентраций органических компонентов, а именно мочевины, мочевой, и гиппуровой, и других кислот. При этом предварительно концентрацию органических загрязнителей определяют экспериментально аналитическими методами. Затем добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды. Добавление угольной кислоты дополнительно приводит к устранению солей жесткости. Смешивают очищенную таким образом сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем.The closest to the proposed one is the method of disposal of the liquid fraction of manure waste from pig farms (US Pat. RF No. 2628437, IPC
Недостатки известного способа заключаются в том, что для обеззараживания жидкой фракции добавляют хлорсодержащее вещество, реагент для снижения кислотности, а очищенный таким образом сток разбавляют водой и сбрасывают в речной водоем. Кроме того, требуется проведение предварительных анализов состава стоков в каждом конкретном случае.The disadvantages of the known method are that for the disinfection of the liquid fraction, a chlorine-containing substance is added, a reagent to reduce acidity, and the drain thus purified is diluted with water and discharged into a river reservoir. In addition, preliminary analyzes of the composition of effluents are required in each specific case.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ утилизации жидкой фракции животноводческих стоков, включающий разделение животноводческих стоков на фракции, обеззараживание жидкой фракции и ее утилизацию, в котором после разделения жидкую фракцию отстаивают в лагуне, затем обеззараживают при перемешивании в межэлектродном пространстве при прохождении постоянного тока силой 5 А и напряжении не менее 8 В в течение 1 мин на 1 м3 жидкой фракции, затем обработанную таким образом жидкую фракцию перемешивают в бункере-смесителе с торфом в соотношении 1:1 по весу и направляют на площадку складирования, где полученную смесь компостируют в течение не менее 30 суток при естественном разогревании под влиянием микробиологических процессов до 50-60°, после чего полученное таким образом экологически безопасное удобрение вносят непосредственно на поверхность поля.To eliminate these shortcomings, the proposed method for utilizing the liquid fraction of livestock effluents, including the separation of livestock effluents into fractions, disinfection of the liquid fraction and its disposal, in which, after separation, the liquid fraction is settled in the lagoon, is then disinfected with stirring in the interelectrode space with the passage of a direct current of 5 A and a voltage of at least 8 V for 1 min per 1 m 3 of the liquid fraction, then the liquid fraction treated in this way is mixed in a mixing hopper with peat in a ratio of 1: 1 by weight and sent to a storage site, where the resulting mixture is composted for not less than 30 days with natural heating under the influence of microbiological processes up to 50-60 °, after which the environmentally friendly fertilizer obtained in this way is applied directly to the field surface.
Новый технический результат от применения предложенного способа заключается в том, что способ является экологически безопасным, поскольку обеззараживание жидкой фракции в нем осуществляют практически в три стадии: 1-я-отстаивание в лагуне, 2-я - обеззараживание током в межэлектродном пространстве, и 3-я - компостирование в смеси с торфом. В результате без внесения каких-либо химикатов получают экологически безопасное удобрение, которое можно вносить непосредственно на поверхность поля.The new technical result from the application of the proposed method is that the method is environmentally safe, since the disinfection of the liquid fraction in it is carried out in almost three stages: 1st - settling in the lagoon, 2nd - disinfection with current in the interelectrode space, and 3 - i - composting mixed with peat. As a result, without the introduction of any chemicals, an environmentally friendly fertilizer is obtained that can be applied directly to the field surface.
Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема - последовательность операций способа, на фиг.2 - схема узла обеззараживания жидкой фракции животноводческих стоков.The method is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram - the sequence of operations of the method, figure 2 - diagram of the node disinfection of the liquid fraction of livestock effluents.
Предлагаемый способ утилизации жидкой фракции животноводческих стоков осуществляют следующим образом:The proposed method for the disposal of the liquid fraction of livestock effluents is carried out as follows:
Первоначально животноводческие стоки разделяют на жидкую и твердую фракции. Жидкую фракцию подают в лагуну. В результате ее экспозиции в лагуне происходит снижение содержания болезнетворных микроорганизмов. Это первая стадия обеззараживания жидкой фракции животноводческих стоков. Из лагуны жидкую фракцию насосом закачивают в емкость для обеззараживания электрическим током (фиг. 2) в межэлектродном пространстве. Во время экспозиции в емкости для обеззараживания происходит перемешивание жидкой фракции шнековым смесителем, который является анодом, и который расположен внутри полого цилиндра, являющегося катодом, что обеспечивает равномерность обработки. При прохождении постоянного тока силой 5 А и напряжении не менее 8 В в жидкой фракции происходит разрушение микроорганизмов, и ее насыщение веществами - окислителями и восстановителями. В результате обработки общее микробное число и коли-индекс снижаются в 1000 раз. Время экспозиции оптимально 1 минута для емкости объемом 1 м3.Initially, livestock effluents are divided into liquid and solid fractions. The liquid fraction is fed into the lagoon. As a result of its exposure in the lagoon, there is a decrease in the content of pathogens. This is the first stage of disinfection of the liquid fraction of livestock effluents. From the lagoon, the liquid fraction is pumped into a container for disinfection by electric current (Fig. 2) in the interelectrode space. During exposure in the disinfection tank, the liquid fraction is mixed with a screw mixer, which is the anode, and which is located inside the hollow cylinder, which is the cathode, which ensures uniform processing. When a direct current of 5 A and a voltage of at least 8 V is passed in the liquid fraction, microorganisms are destroyed, and it is saturated with substances - oxidizing and reducing agents. As a result of processing, the total microbial number and coli-index are reduced by 1000 times. The exposure time is optimally 1 minute for a container with a volume of 1 m 3 .
Указанные выше параметры были установлены экспериментальным путем. Опыты проводились в 2020 году на базе свиноводческого хозяйства.The above parameters were set experimentally. The experiments were carried out in 2020 on the basis of a pig farm.
Жидкую фракцию из лагуны закачивали в емкость для обеззараживания объемом 1 м3 и перемешивали при прохождении постоянного тока силой 5 А и напряжении не менее 8 В. Схема емкости отражена на фиг. 2. Полученные данные представлены в таблице 1.The liquid fraction from the lagoon was pumped into a disinfection tank with a volume of 1 m 3 and mixed while passing a direct current of 5 A and a voltage of at least 8 V. The diagram of the tank is shown in Fig. 2. The data obtained are presented in table 1.
После завершения цикла (вторая стадия обеззараживания) обработанную жидкую фракцию подают в бункер-смеситель, где ее смешивают с торфом стандартной влажностью 50-70%, в соотношении 1:1 по весу. Опытным путем установлено, что при таком соотношении полученная масса оптимальна для складирования. После смешивания полученную смесь транспортируют на площадку складирования, которая оборудована противофильтрационным экраном. На площадке складирования происходит процесс компостирования смеси в течение не менее 30 суток.After completion of the cycle (the second stage of disinfection), the treated liquid fraction is fed into the mixing hopper, where it is mixed with peat with a standard moisture content of 50-70%, in a ratio of 1:1 by weight. It has been experimentally established that with such a ratio, the resulting mass is optimal for storage. After mixing, the resulting mixture is transported to a storage area, which is equipped with an impervious screen. At the storage site, the mixture is composted for at least 30 days.
Торф имеет высокую пористость (90-95%) и является естественным антисептиком. При компостировании жидкой фракцией животноводческих стоков с торфом обеспечивается активизация биологических процессов, ускоряется разложение торфа с переводом связанного азота в легко усвояемую для растений форму. Торф не содержит болезнетворных для растений микроорганизмов. Компостирование жидкой фракции животноводческих стоков с торфом сокращает потери содержащегося в ней азота. Такие превращения происходят под влиянием микробиологических процессов, в результате которых компостируемая масса разогревается до температуры 50-60°С.Peat has a high porosity (90-95%) and is a natural antiseptic. When composting the liquid fraction of livestock effluents with peat, the activation of biological processes is ensured, the decomposition of peat is accelerated with the transfer of bound nitrogen into a form easily digestible for plants. Peat does not contain pathogenic microorganisms for plants. Composting the liquid fraction of livestock effluents with peat reduces the loss of nitrogen contained in it. Such transformations occur under the influence of microbiological processes, as a result of which the composted mass is heated to a temperature of 50-60°C.
При компостировании с торфом жидкая фракция животноводческих стоков проходит третью стадию обеззараживания, в результате чего получают экологически безопасное удобрение, обеспечивающее возможность внесения его непосредственно на поверхность поля существующими для органических удобрений машинами.When composting with peat, the liquid fraction of livestock effluents goes through the third stage of disinfection, as a result of which an environmentally friendly fertilizer is obtained, which makes it possible to apply it directly to the field surface using existing organic fertilizer machines.
Таким образом, предлагаемый способ утилизации жидкой фракции животноводческих стоков обеспечивает три стадии ее обеззараживания: первая стадия осуществляется в результате экспозиции жидкой фракции животноводческих стоков в лагуне, что снижает содержание болезнетворных микроорганизмов; вторая стадия происходит в узле обеззараживания электрическим током; третья стадия обеззараживания обусловлена антисептическими свойствами торфа и процессом компостирования смеси.Thus, the proposed method for utilization of the liquid fraction of livestock effluents provides three stages of its disinfection: the first stage is carried out as a result of exposure of the liquid fraction of livestock effluents in the lagoon, which reduces the content of pathogens; the second stage takes place in the electric current disinfection unit; the third stage of disinfection is due to the antiseptic properties of peat and the process of composting the mixture.
В результате осуществления предлагаемого способа жидкая фракция животноводческих стоков может быть утилизирована непосредственно на поверхности поля в виде экологически безопасного удобрения.As a result of the proposed method, the liquid fraction of livestock effluents can be disposed of directly on the field surface in the form of an environmentally friendly fertilizer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021121743A RU2767075C1 (en) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Method of recycling liquid fraction of livestock effluents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021121743A RU2767075C1 (en) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Method of recycling liquid fraction of livestock effluents |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767075C1 true RU2767075C1 (en) | 2022-03-16 |
Family
ID=80736969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021121743A RU2767075C1 (en) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | Method of recycling liquid fraction of livestock effluents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767075C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2846627C1 (en) * | 2025-03-14 | 2025-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Device for reducing toxicity of liquid fraction of animal wastes |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710986A1 (en) * | 1976-07-15 | 1980-01-25 | Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт Промышленного Строительства Дальневосточный Промстройниипроект | Method of waste water purification |
| JP2003236505A (en) * | 2002-02-20 | 2003-08-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Waste water treatment system |
| RU2491264C2 (en) * | 2011-09-29 | 2013-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОТРОФ" | Method for biological treatment of animal wastes |
| RU2628437C1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-08-16 | Николай Петрович Горленко | Method of utilizing liquid fraction of manure drains from pig-breeding farms |
-
2021
- 2021-07-22 RU RU2021121743A patent/RU2767075C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU710986A1 (en) * | 1976-07-15 | 1980-01-25 | Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт Промышленного Строительства Дальневосточный Промстройниипроект | Method of waste water purification |
| JP2003236505A (en) * | 2002-02-20 | 2003-08-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Waste water treatment system |
| RU2491264C2 (en) * | 2011-09-29 | 2013-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОТРОФ" | Method for biological treatment of animal wastes |
| RU2628437C1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-08-16 | Николай Петрович Горленко | Method of utilizing liquid fraction of manure drains from pig-breeding farms |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2846627C1 (en) * | 2025-03-14 | 2025-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Device for reducing toxicity of liquid fraction of animal wastes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Feigin et al. | Irrigation with treated sewage effluent: management for environmental protection | |
| Venglovsky et al. | Hygienic and ecological risks connected with utilization of animal manures and biosolids in agriculture | |
| Hawke et al. | Effects of land application of farm dairy effluent on soil properties: A literature review | |
| Patil et al. | Ground water nitrate removal by using ‘Chitosan’as an adsorbent | |
| CN104355488A (en) | Domestic sewage treatment method and domestic sewage treatment device | |
| WO2016051402A1 (en) | Animal farming wastewater treatment | |
| Lindberg et al. | Treatment of faecal sludge from pit latrines and septic tanks using lime and urea: Pathogen die-off with respect to time of storage | |
| RU2767075C1 (en) | Method of recycling liquid fraction of livestock effluents | |
| Boruszko et al. | Impact of effective microorganisms bacteria on low-input sewage sludge treatment | |
| Sommer et al. | A simple biofilter for treatment of pig slurry in Malaysia | |
| RU2628437C1 (en) | Method of utilizing liquid fraction of manure drains from pig-breeding farms | |
| CN204281502U (en) | Waste disposal plant | |
| RU2120421C1 (en) | Method of dehelminthation of sewage sediments | |
| Mensah et al. | The effect of different percentages of bulking agent (sawdust) on microbial quality of faecal sludge | |
| RU2412014C1 (en) | Method of purification and reclamation of ecological functions of substrates contaminated by oil and its products | |
| DE953613C (en) | Process for processing sewage sludge into hygienically harmless humus fertilizer | |
| RU2426713C1 (en) | Method for production of organo-mineral fertiliser | |
| RU2777789C2 (en) | Method for production of fertile substrate | |
| RU2777786C2 (en) | Base of preparation for treatment of wastewater sediments and/or agricultural waste, in particular manure and dung | |
| RU2777791C2 (en) | Soil obtained using fertile substrate | |
| RU2761819C1 (en) | Application of a fertile substrate for manufacturing a granular fertiliser | |
| RU2777891C2 (en) | Use of base of preparation | |
| RU2761203C1 (en) | Application of an agent based on plant raw materials for producing a fertile substrate | |
| RU2761818C1 (en) | Method for producing the base of an agent treating sewage sludge and/or agricultural waste, manure and droppings using rice grain | |
| RU2777787C2 (en) | Application of plant-based raw materials |