Разделение навоза по фракциям

Сепарация: технология разделения жидкого навоза

14.11.2013 Леонов М.В., Щеголева И.В.

Существует три стандартных способа разделения жидкого навоза на фракции:

• гравитационное разделение (с помощью емкостей-отстойников);
• механическое разделение (с помощью сепараторов, центрифуг, виброгрохотов, и пр.);
• химическое/электрохимическое разделение (с помощью реагентов и индифферентных продуктов).

Технология сепарации навоза

Эффективность работы установки по разделению навоза составляют три характеристики.

1. Производительность сепаратора, которую определяют следующие факторы: вид навоза, его влажность и температура, размер ячеек, регулировка степени отжима.
2. Эффект осветления суспензии (процент отделения взвешенных веществ) — у современных сепараторов составляет 80-90%.
3. Влажность твердой фракции (осадка).

Весь процесс переработки навоза (помета) с помощью данного механизма условно можно разделить на следующие этапы.

На подготовительном этапе, стоки со всего животноводческого предприятия (с помощью насосов или самотеком) подаются в приемный резервуар (регулирующую емкость) сепараторного пункта. Объем регулирующей емкости, как правило, рассчитан на максимальный суточный выход навоза. Жидкий навоз для исключения осаждения взвешенных веществ в регулирующей емкости перемешивается с помощью миксера-гомогенизатора. С помощью погружного насоса гомогенизированная жидкость перекачивается в сепаратор, при этом избыточный объем навоза с помощью встроенного перепускного клапана по трубе самотеком подается обратно в регулирующую емкость. В цехе разделения рекомендуется предусматривать дополнительный резервный сепаратор на случай отказа основного оборудования.

Непосредственно в процессе разделения навоза на сепараторе жидкая часть отделяется от взвешенных составляющих. Сито, пропуская жидкость, задерживает содержащиеся в навозной взвеси волокна, и на его поверхности создается нечто вроде фильтра, способствующего фильтрации более мелких частиц. После чего лопастями шнека этот слой удаляется и прессуется. Для изменения степени отжима регулируется обратное давление на выходе сепаратора.

В дальнейшем жидкая фракция из сепараторного пункта, как правило, самотеком по трубопроводу направляется в лагуны. Твердая фракция навоза грузится в тракторные полуприцепы и отвозится на площадку буртования. После соответствующей подготовки фракции навоза используются для удобрения сельскохозяйственных земель. Жидкая фракция навоза транспортируется и вносится на поля в основном с помощью гидромеханического оборудования – многошланговых систем, а твердая фракция – с помощью машин для внесения твердых органических удобрений.

Физико-химические свойства фракций навоза

При разделении навоза отсутствуют потери каких-либо веществ, кроме, пожалуй, некоторой части аммонийного азота. Твердую фракцию в случае разделения без использования коагулянтов составляют твердые частицы навоза, содержащие 65-70% воды, которая по сути является раствором минеральных и органических соединений.

В твердую и жидкую фракции навоза входит сухое вещество двух типов:

• сухое вещество структурных элементов (твердых частиц);
• сухое вещество водных растворов.

При этом распределение фосфора прямо пропорционально содержанию сухого вещества, а калия — содержанию влаги во фракциях. Минеральный азот,содержащийся в навозе, распределяется прямо пропорционально содержанию влаги, а органический — содержанию сухого вещества во фракциях. Из-за различного соотношения минерального и органического азота в навозе КРС и свиней перераспределение азота по фракциям будет различно.

Пример расчетов при разделении свиного навоза на фракции

Пример расчета параметров жидкой и твердой фракции при разделении свиного навоза, используемого при проектировании систем подготовки, хранения и утилизации навоза (НТП-АПК 1.30.03.01-06 «Нормы технологического проектирования оросительных систем с использованием животноводческих стоков»).

*определяется по технической характеристике разделительной установки

Таким образом, технология разделения навоза на фракции приводит к образованию двух продуктов переработки навоза с различными физико-механическими свойствами, отличающихся по условиям хранения и дальнейшего использования. Поэтому целесообразность данной технологии должна быть обоснована в каждом отдельном случае.

Машиностроительный завод «ПОТОК»

© Все права защищены.
Любое использование материалов, размещенных на сайте, допускается только с согласия администрации.

Источник

Что представляет собой сепарация навоза и как происходит его разделение на фракции?

Сепарация – это разделение навоза любых животных, включая крупный рогатый скот (КРС), или помета птиц на твердую и жидкую фракции с помощью специальных устройств, которые называют сепараторами, прессами или пресс-сепараторами.

Кроме того, сепарацию применяют в тех случаях, когда необходимо снизить влажность твердой фракции экскрементов, чтобы сделать их пригодными для того или иного применения.

Как происходит сепарация навоза и помета?

В основе процесса сепарации лежит разница в сжимаемости навоза/помета и разжижающей их воды. Ведь вода относится к несжимаемым веществам, тогда как кал животных и птиц обладает высокой сжимаемостью.

Для сжатия смеси используют два типа сепараторов:

Шнековые механизмы работают по принципу мясорубки – тщательно подогнанный к диаметру трубы шнек перемещает смесь к выходному отверстию, на котором стоит лепестковый жиклер переменного сечения.

В нижней части трубы перед жиклером установлена съемная сетка (сито) с определенными диаметром отверстий. Когда шнек подает навозную жижу, то вся она не успевает проходить через жиклер, ведь производительность пресса заметно выше его пропускной способности.

Твердая фракция навоза уплотняется в промежутке между жиклером и шнеком, а выдавленная вода стекает через сито, благодаря чему через жиклер проходит уже отжатая смесь, влажность которой укладывается в диапазон 60–85%.

Вальцевые механизмы работают иначе – их основу составляют парные, прилегающие друг ко другу вальцы (барабаны), которые прижимаются с различным усилием. Как минимум один из вальцов оснащен специальным щеточками, которые захватывают жижу и проталкивают дальше, благодаря чему она проходит между стыком вальцов.

Сверху на них выливают навозную жижу, которая по мере приближения к стыку вальцов постепенно сжимается, а максимальный пик сжатия расположен в зоне контакта поверхностей вальцов. Один из барабанов весь покрыт отверстиями определенного диаметра, а также подключен к системе отвода жидкости.

Более подробно о сепараторах для навоза мы рассказывали здесь.

Характеристики твердой и жидкой фракций

Сепарированный навоз представляет собой массу, разделенную на две фракции:

Твердая фракция представлена калом животных или птиц, содержащим помимо органических веществ множество бактерий, а также яйца и личинки гельминтов и сохранившие жизнеспособность семена различных сорняков. Жидкая фракция представлена не только мочой, но и жидкостью из каловых масс, поэтому она наполнена различными органическими и неорганическими веществами.

Для чего применяют разделение на фракции?

Такую переработку применяют для изменения характеристик навоза и его подготовки к следующим видам применения:

• гранулирование сухого удобрения;
• транспортировка навоза и помета на большие расстояния для последующей переработки;
• изготовление твердого топлива.

Для применения экскрементов любым из этих способов их необходимо не только отделить от мочи или смывных вод, но и снизить влажность твердой фракции. Отстаивание в лагунах разделяет экскременты на жидкую и твердую фракции, однако влажность твердой фракции нередко превышает 90%. Отходы жизнедеятельности, собранные в помещениях, оборудованных стоком для мочи, имеют влажность 75–90%, а у экскрементов, выдержанных полгода под скотом, этот параметр составляет 70–80%.

Если отходы жизнедеятельности превращают в гранулы для последующей продажи в качестве топлива или сухой основы для изготовления удобрений, то необходимо снизить содержание жидкости хотя бы до уровня 15–20% (лучше 5–10%).

Если жидкости будет больше, то бактерии смогут начать переработку экскрементов и, как минимум, разрушат сложные органические вещества, из-за чего материал потеряет часть химических элементов и его ценность упадет.

В тех случаях, когда навоз приходится для переработки возить на большие расстояния, его влажность становится одним из важнейших факторов. Ведь при влажности 99% (средняя влажность смывного навоза) масса твердых фрагментов составляет лишь 1%. Снижение влажности хотя бы до уровня 50% позволит при том же объеме перевезти в 2 раза больше ценного вещества и во столько же раз сократить траты на транспортировку воды.

При переработке в топливо оптимальная влажность составляет 50–70%, в таком состоянии смесь навоза с соломой все еще пластична и после лепки или прессования сохраняет свою форму. Если же влажность будет выше, то велика вероятность, что вылепленные кирпичи (брикеты) потеряют форму и растекутся.

Далеко не все способы переработки позволяют ждать несколько дней, в течение которых твердые и жидкие фракции самостоятельно разделятся в лагуне, после чего можно будет их поочередно выкачивать. Поэтому сепарация позволяет перерабатывать материал сразу же, не теряя времени, благодаря чему меньше полезных веществ будет разрушено обитающими в навозе/помете бактериями.

Видео по теме

На видео показано, как происходит сепарация навоза на комплексе 6000 голов скота:

Заключение

Сепарация навоза – это одна из операций, входящих в технологические циклы различных способов переработки навоза или помета. Сепарацию используют для снижения влажности массы до уровня 60–85%, что позволяет подготовить материал для последующей переработки или транспортировки, а также избавляет от необходимости ждать несколько дней для разделения на жидкие и твердые фракции естественным способом.

Источник

Шнековый сепаратор для разделения навоза

Разделение навоза на фракции шнековым сепаратором

Шнековый сепаратор для навоза – это лучшее из доступного сегодня оборудования для разделения навоза на фракции:

• жидкую (без взвешенных сухих веществ);
• твердую (сухую рассыпчатую с которой не течет и не капает).

Сепаратор для разделения навоза – высокоэффективно разделяет (сепарирует) жидкий навоз с концентрацией от 1% до 12% на фракции. При этом концентрация отделенной и отжатой сепаратором твердой фракции составляет от 30%…40%.

Сепаратор для навоза представляет собой шнековый пресс, в котором разделение и последующий отжим (прессование) твердой фракции производится при помощи шнека и сита, что позволяет выдавливать не только всю свободную жидкость, но и большинство связанной влаги из твердых составляющих.

Производительность и эффективность работы сепаратора навоза зависит от модели сепаратора, влажности навоза и размера ячеек сита.

Стандартные размеры ячеек сит:

• 0,25 мм и 0,35 мм – для небольших свиноферм и птицефабрик;
• 0,5 мм – для свинокомплексов;
• 0,75 мм и 1,00 мм – для молочных ферм КРС и откормочников КРС.

Технология сепарации навоза на свинокомплексе

Применение современных технологий по переработке навоза позволяет хозяйству получить дополнительную прибыль. Но из-за недостатка средств, а иногда из-за косности мышления, решение этой задачи откладывается на самый последний момент. Получаются предприятия использующие современные технологии содержания животных и устаревшую систему утилизации навоза. Эксплуатацию некоторых вновь построенных предприятий не удаётся согласовать из-за отсутствия в их проектах частей ООС (охрана окружающей среды) и ОВОС (оценка воздействий на окружающею среду), которые соответствуют требованиям норм технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета (НТП 17-99).

Этому технологическому циклу необходимо уделять внимание ещё на стадии проектирования. Раньше чаще всего для удаления навоза использовалась технология гидросмыва, результатом чего было большое количество сильноразбавленных навозных стоков. После очистки получали техническую воду используемую для повторного смыва или орошения полей.

В начале 2000-х годов началось внедрение новых технологий поменявшее всю технологическую цепочку выращивания животных. В процессе удаления навоза вместо гидросмыва стали внедрять самосплав. По этой технологии объём стоков почти в 10 раз меньше, но они стали гуще и концентрированнее. Такая навозная жижа требует совершенно других методов обработки, кроме того она наиболее экологически опасна.

Стоки собранные в приёмник следует разделить на фракции, чего требуют нормы технологического проектирования для ферм с более чем 12 000 животных. Затем твёрдую часть необходимо компостировать, а жидкую выдержать в карантине.

Технология разделения навоза на фракции даёт возможность строить более дешёвые накопители – в хранилище только жидкой фракции не нужна мешалка и метод самосплава требует хранилища значительно меньшего объёма.

Самая эффективная на сегодня техника для разделения стоков — это шнековые сепараторы. Твёрдая фракция выделяется в виде рассыпчатой массы, а жидкая перекачивается в резервуар-накопитель.

Отжатые шнеком твёрдые частицы навоза возможно использовать в качестве подстилки. При выполнении норм гигиены в доильном зале и контролем за влажностью подстилки – создаётся более благоприятный для животных микроклимат. Кроме того, применение такой подстилки заменяет затраты на традиционную подстилку затратами на утилизацию навоза – это почти мгновенно позволяет окупить стоимость внедрения системы сепарации навоза. Использованная подстилка из навоза является прекрасным удобрением.

Преимущества использования шнековых сепараторов для разделения навоза

• Сепаратор навоза – самоочищающийся;
• Регулируемая прессующая система позволяет получать твердую фракцию требуемой влажности от 70% до 60%;
• Производительность сепараторов для разделения навоза в зависимости от модели и типа сита от 4 до 60 м3/час;
• Твердая фракция после сепаратора – идеальна для компостирования;
• Обычно работа сепаратора для навоза осуществляется в полностью автоматическом режиме;
• Малое потребление электроэнергии (от 3 кВт до 7,5 кВт) – экономичность в работе;
• Шнек сепаратора для навоза очень износоустойчив даже к навозу с большим содержанием твердых инородных составляющих, таких как солома, опилки, лузга и пр., при изготовлении он армируется специальным твердосплавным покрытием – карбидом вольфрама.

Сепаратор обычно монтируется в небольшом теплом помещении за пределами чистой зоны животноводческого комплекса, обычно на расстоянии от 50 м от корпусов.

Жидкая фракция

Получаемую в результате сепарирования жидкость, отделённую сепаратором от навоза, можно перекачивать обычным насосом для сточных вод или транспортировать самотеком даже по тонким шлангам и трубам, поскольку в ней не содержится сухих веществ. Жидкая фракция после сепарации характеризуется сбалансированным для растений содержанием питательных веществ Фосфора, Азота и Калия.

Жидкая фракция – идеальное органическое удобрение, использование которого позволит существенно снизить затраты на минеральные удобрения. Жидкую фракцию навоза наиболее эффективно вносить в поля с помощью шланговых систем.

Твердая фракция

Твердая фракция навоза после сепаратора представляет собой рассыпчатую массу с низкой влажностью, которая идеальна для компостирования без добавления дополнительных субстратов. Отделённые сепаратором от навоза твёрдые составляющие непривлекательны для мух, крыс и других паразитов.

Для молочных ферм КРС, переработка и обеззараживание твердой фракции в специальном «Биореакторе» позволит получать высококачественную подстилку для молочных коров.

Сепаратор SM260

Сепаратор SM260 MINI

Сепаратор SM260 PROFESSIONAL

Сепаратор SM260 DM DRY MATTER

Сепаратор SM260 FA DM DRY MATTER

Сепаратор SM300 PROFESSIONAL

Способы внесения жидкого навоза

Существует большое количество методов использования навоза в жидком виде в качестве удобрения. Они отличаются по равномерности и интенсивности распределения удобрения, глубины его введения, скорости движения техники, возможным нормам внесения удобрения. Поэтому на рынках сельскохозяйственной техники можно встретить самые разные рабочие органы на трактора, способные выполнить любые задачи в данной области с учетом типа почв, расположения участков внесения относительно водных объектов и жилой зоны, уклонов местности, особенностей конкретной сельскохозяйственной культуры. Это значительно усложняет выбор не только начинающим агропроизводителям, но даже агрономам с большим стажем работы.

Для простоты ориентирования в этой области принято разделять внесение жидкого навоза на два вида. Они имеют принципиальные отличия и дают разный результат. Мы предлагаем рассмотреть оба способа внесения навоза, выделяя их достоинства и недостатки. Главная же задача заключается в определении оптимального метода, для конкретного хозяйства, культуры и климатических условий.

Поверхностный

Данный способ внесения навоза в почву фактически представляет разбрызгивание субстрата по поверхности. При этом значительно снижается концентрация азота в удобрении, зависящая от степени распыления в воздухе. Взвешенные вещества, содержащиеся в навозе, оседают на земле в виде пленки (корки). Поэтому требуется использование рабочих органов почвообрабатывающих орудий, чтобы осуществить полноценную заделку навоза в грунт.

Главным достоинством такой методики является высокая производительность агрегатов, производящих внесение навоза, относительно небольшая потребная мощность трактора, низкая стоимость оборудования. Из недостатков отмечается затрудненность получения равномерности распределения, повышенные выбросы аммиака в атмосферу, опасность образования поверхностного стока, особенно при больших уклонах. Подробнее о способе.

Разбрызгиватели с двумя форсунками

Они осуществляют разлив жидкого навоза с полосой до 12 метров. На этом разбрызгивателе есть возможность регулировки установки форсунок для изменения ширины захвата и улучшения равномерности внесения. Для работы устройства для поверхностного внесения требуется остаточное давление 10-15 м водяного столба, что не приводит к существенному снижению производительности шланговых систем.

Разбрызгиватели с одной форсункой

Агрегат с односопловым разбрызгивателем способен распределить навоз полосой до 7 м. Этот разбрызгиватель не предусматривает регулировку положения разбрызгивателя, и его использование не отличается равномерностью внесения. Единственным достоинством этого устройства является его низкая стоимость.

Внутрипочвенный

Данный метод внесения часто называют инжекторным. Он имеет несколько видов, зависящих от типа используемых рабочих органов.

Дисковая борона

Этот способ внесения предполагает создание разреза почвы с глубиной 5 см. В него осуществляется инжектирование состава. Такие системы прекрасно показали себя на междурядьях пропашных культур, давая возможность осуществить введение небольшого количества вещества без его разбрызгивания. При повышении норм навоз начинает выступать на поверхность почвы.

Инжектор-культиватор с плоскорежущими крыльями

В этом случае лапа делает разрез горизонтального типа под поверхностью почвы на заданной глубине. В эту полость и подается навоз, питательные вещества которого распределяются сплошным горизонтом непосредственно под верхним слоем земли.

Данная методика значительно увеличивает количество инжектируемого вещества. Его же выход на поверхность практически полностью устраняется. Это не вымывает плодородный слой и препятствует распространению неприятного запаха.

К такому типу культиваторов относится навесное устройство для внутрипочвенного внесения УВВ-СХП-4ГЩ. Его особенностью является возможность совмещения операций в один прием по предварительной, основной обработки почвы и внесения навоза. Данный культиватор может служить и для разрушения плужной подошвы.

Культиватор с культиваторными лапами для минимальной обработки почвы

В данных системах реализовано применение рабочих органов типа Dietrich 70. Это продиктовано требованием некоторых агрономов, предпочитающих вести обработку полей с использованием технологии No–Till или Minimum–Till. Фактически такой подход предполагает минимальную вспашку, что отлично подходит для эродированных или размытых водой полей.

Лапа проделывает под поверхностью земли разрез шириной 20 см и высотой 2 см. В него по трубке инжектора и будет подаваться навоз. В итоге вы вносите навоз под почву с ее минимальным разрыхлением.

Следует отметить, что культиватор УВВ-СХП-4ГЩ также может применяться на полях где используются No–Till или Minimum–Till. технологии.

Навесное и прицепное оборудование

По своему типу инжекторные культиваторы бывают двух типов:

1. Навесные культиваторы-инжекторы для внесения жидкого навоза. Обычно изготавливаются с шириной захвата 4-10,5 метров.
2. Прицепные культиваторы шириной до 14 метров.

На шланговых системах для внесения навоза, как правило, применяются навесные культиваторы.

От количества рабочих органов зависит производительность культиватора. Обычно аграрии выбирают тип и комплектации в соответствии с применяемыми технологиями обработки почвы, нормами внесения удобрений, глубиной заделки удобрений, мощности имеющихся тракторов. Норма внесения навоза регулируется путем изменения скорости в зависимости от расхода поступающего удобрения.

Источник