Результат интеллектуальной деятельности: Способ приготовления компоста

Техническое решение относится к области сельского хозяйства, к полеводству, к области утилизации отходов, в частности к средствам переработки птичьего помета и утилизации золы, к средствам повышения плодородия почв и может быть использовано для получения из птичьего помета удобрения, используемого для улучшения почвы в целях повышения урожайности выращиваемых на ней культур.

Известен способ приготовления компоста (описание опубликованной заявки JP2008143750, опубликовано 26.06.2008), включающий добавление к органическим отходам таким, как птичий помет или навоз, трехатомного спирта или жира и масла, а также соединений кремниевой кислоты, осуществление перемешивания и формирование компостной подушки, последующее ворошение компостной подушки для активирования деятельности бактерий ферментации и разложения за счет притока воздуха и, как следствие, ускорения компостирования органических отходов.

Приведенный способ не решает техническую проблему осуществления всепогодного компостирования органических отходов в буртах на открытых площадках без дополнительных затрат с высокой эффективностью и получением высокого качества продукта. Действия, осуществляемые при реализации способа, их режимы, не позволяют реализовать получение компоста из птичьего помета в буртах на открытых площадках при пониженных температурах окружающей среды ниже 0°С, с максимальным сохранением его питательных свойств.

В качестве наиболее близкого аналога принят способ приготовления компоста (описание к патенту RU2086522 на изобретение, опубликовано 10.08.1997), включающий добавление к органическим отходам таким, как птичий помет и/или навоз, наполнителя, осуществление смешивания, формирование бурта и проведение компостирования при аэрации воздухом. В качестве наполнителя используют солому и древесные опилки в количестве 34 % от массы компостируемой смеси. При формировании бурта часть смеси укладывают в нижний слой на 2/3 высоты бурта, а оставшуюся часть дополнительно смешивают с сорбентом в массовом соотношении 1-2:1-4 и укладывают в верхний слой бурта. При компостировании на стадиях мезофильной, термофильной и охлаждения аэрацию воздухом осуществляют с расходом 9-11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси. В качестве сорбента используют цеолит, насыщенный ионами натрия до 40 г/кг цеолита, и/или активированный уголь, бентонит, обожженную известь, фосфоритную муку, суперфосфат, фосфогипс. Приготовленную смесь при формировании бурта укладывают на решетку металлического аэратора. Бурт аэрируют подачей воздуха под решетку снизу, осуществляя последовательно стадии компостирования - мезофильную, термофильную и охлаждения, увеличивая при этом постепенно расход воздуха до 20 нм³/ч на стадии созревания. Образующиеся при компостировании газы адсорбируют сорбентом верхнего слоя бурта.

Ближайший аналог не решает техническую проблему осуществления всепогодного компостирования органических отходов в буртах на открытых площадках без дополнительных затрат, с высокой эффективностью и получением высококачественного продукта.

Реализация способа осуществляется в хранилище и требует его оборудования для аэрации – воздуховодных каналов и средств подачи воздуха с возможностью регулирования его расхода. Действия способа, режимы их осуществления, не позволяют получать компост из птичьего помета в буртах на открытых площадках при пониженных температурах окружающей среды ниже 0° с максимальным сохранением его питательных свойств. В качестве наполнителя в способе используют солому и древесные опилки. Применение наполнителей предпринимают для снижения потерь питательных веществ в компосте. Заметим, что опилки и солома улучшают физические свойства удобрений, но при этом их использование приводит к уменьшению общего содержания азота и переводу его в труднодоступную для усваивания растениями форму.

Разработка предлагаемого способа направлена на решение технической проблемы осуществления всепогодного компостирования органических отходов в буртах на открытых площадках, не требующего больших затрат и характеризующегося высокой эффективностью и высоким качеством получаемого продукта за счет достигаемого технического результата.

Технический результат выражается в достижении:

- расширения температурного диапазона окружающей среды, в которой осуществляется компостирование, в сторону снижения температуры окружающей среды до температуры ниже 0°С при получении компоста из птичьего помета в буртах на открытых площадках;

- снижения потерь питательных веществ в компосте.

Технический результат достигается способом приготовления компоста, включающим добавление к птичьему помету наполнителя и перемешивание, компостирование при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания, в котором формируют бурт птичьего помета на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, в качестве наполнителя к птичьему помету добавляют полученную от сжигания бурых углей золу- унос, при этом осуществляют добавление золы-уноса в количестве и при влажности помета, в совокупности обеспечивающими установление температурного режима и значения рН, соответствующих термофильной фазе, чем инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки (наружного слоя) с градиентом температуры между её поверхностями или сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями с нанесением на наружную поверхность оболочки бурта слоя золы-уноса с последующим формированием твердого слоя.

В способе в качестве наполнителя добавляют по крайней мере высококальциевую золу-унос, полученную в пылеугольных котлах на ТЭЦ в результате сжигания бурых углей, в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, добавление производят в количестве от массы помета в бурте от 3% до 20% с соответствием большего количества более низкой температуре на открытой площадке, а меньшего количества – более высокой температуре на открытой площадке, с достижением температуры в центральной части в объеме бурта, соответствующей термофильной фазе, от 50 до 60°С.

В способе влажность помета перед добавлением золы-уноса в качестве наполнителя равна от 75 до 85%.

В способе перемешивание осуществляют механизированным ворошителем, кроме того после перемешивания ворошителем и инициации процесса компостирования с выводом его в термофильную фазу, по истечению 3-7 суток проводят дополнительную операцию ворошения с учетом прогноза осадков и температур на 5-7 дней.

В способе аэрацию воздухом в термофильной фазе и фазах охлаждения и созревания осуществляют за счет латерального (бокового) подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации конвективных струй тепла - тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа, таким образом, что в термофильной фазе и фазе охлаждения подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе от 9 до 11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

В способе инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями, а именно, оболочки толщиной от 0,1 до 0,3 м.

В способе инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями, а именно, оболочки толщиной от 0,1 до 0,3 м, с нанесением на наружную поверхность оболочки слоя золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы-уноса эффективной толщиной от 5 до 10 мм, а последующее формирование на его основе твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги.

Сущность предлагаемого способа поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми фигурами.

На Фиг. 1 схематически представлен фрагмент поперечного сечения бурта и тепловые изменения в бурте и за пределами его, в частности, при равенстве тепловых потоков Q_Б (внутренний поток бурта) и Q_атм (поток с поверхности бурта).

На Фиг. 2 представлены расчетные температурные кривые от числа Био для буртов влажного куриного помета, полученные с использованием в расчетах экспериментальных данных, касающихся температуры поверхности бурта и окружающей его атмосферы, где: 1 – кривая, соответствующая температуре воздуха «минус» 30°С; 2 - кривая, соответствующая температуре воздуха 0°С; 3 - кривая, соответствующая температуре воздуха «плюс» 30°С.

На Фиг. 3 приведены в виде графика расчетные данные изменения температуры в центральной части в объеме бурта куриного помета при введении золы-уноса в количестве, обеспечивающем при взаимодействии присутствующего в ней СаО с влагой помета бурта в течение двух часов выделение теплоты в результате реакции 1,5 кДж/кг, при температуре окружающей среды «минус» 10°C и исходной температуры помета бурта «плюс» 20°С.

На Фиг. 4 приведены в виде графика расчетные данные изменения температуры в центральной части в объеме бурта куриного помета при введении золы-уноса в количестве 7% от массы помета в бурте, обеспечивающем при взаимодействии присутствующего в ней СаО с влагой помета бурта выделение теплоты, которое достаточно для выведения процесса компостирования в термофильную фазу, при температуре окружающей среды, меняющейся в диапазоне в течение суток от «минус» 15°С до «минус» 10°С, при коэффициенте теплопроводности приповерхностной области бурта 0,01 Вт/(м•K), что соответствует пористости со снежным отложением на наружной поверхности.

На Фиг. 5 схематически представлено формирование цепочки тепловых плюмов - конвективных струй тепла.

Процесс получения компоста, как правило, включает несколько фаз, для каждой их которых характерны свои консорциумы микроорганизмов. Так, на протяжении мезофильной фазы при низких и умеренных температурах распад субстрата осуществляется за счет действия мезофильных организмов, разлагающих сначала растворимые и легко деградируемые компоненты – сахара и углеводы, затем более сложные молекулы – целлюлозу, гемицеллюлозу и белки. В результате микробы выделяют комплекс органических кислот, являющихся источником пищи для других организмов. Микробный рост и метаболизм приводят к повышению температуры, и процесс переходит в термофильную фазу. При повышении температуры до 40°С или выше происходит замещение мезофильных организмов более устойчивыми к указанным температурам микробами – термофилами, являющимися жизнеспособными в пределах температур не более 65°С. На данной фазе за счет более высокой температуры обеспечивается ускорение распада белков, жиров и сложных углеводов. При исчерпании пищевых ресурсов обменные процессы затухают, что приводит к снижению температуры. Её падение до значений, характерных для мезофильной фазы, приводит к очередному замещению термофилов мезофильными микроорганизмами. В процессе протекания фаз охлаждения и созревания происходят биохимические реакции и, как следствие, органический материал трансформируется в гуминовые вещества: гуминовые кислоты, гумины и фульвокислоты. Образуется комплекс, который устойчив к дальнейшему разложению (Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с., стр. 95-97).

К критическим факторам процесса относятся, в частности: соотношение углерода и азота в органических отходах; влажность; температура; уровень кислорода; размер частиц; геометрические размеры и форма массы компостируемых органических отходов; показатель рН.

В целях достижения технического результата в части расширения температурного диапазона окружающей среды, в которой осуществляется компостирование, в сторону снижения температуры окружающей среды до температуры ниже 0°С при получении компоста из птичьего помета в буртах на открытых площадках в предлагаемом решении за счет его отличительных особенностей реализуется управление температурой и показателем рН. Отличиями предлагаемого способа приготовления компоста является следующее.

В бурт птичьего помета осуществляют добавление в качестве наполнителя золы-уноса, полученной от сжигания бурых углей. Добавляют золу-унос в количестве и при влажности помета, в совокупности обеспечивающими установление температурного режима и показателя рН, соответствующих термофильной фазе процесса компостирования. Помет и золу-унос перемешивают. Указанные действия осуществляют на открытой площадке в погодных условиях (в частности, температурных), соответствующих текущему сезону, и независимо от последнего достигают инициации процесса компостирования с выводом его в термофильную фазу. При этом компостирование локализовано в центральной части в объеме бурта, а на его периферии сформирована приповерхностная область в виде оболочки (наружного слоя) с градиентом температуры между её изотермическими поверхностями (см. Фиг. 1).

Наличие оболочки в приповерхностной области бурта с градиентом температуры между её поверхностями, на наружную поверхность которой может быть нанесен слой золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, может влиять на достижение снижения потерь питательных веществ в компосте.

Ключевым показателем состояния компостируемой массы и индикатором отклонений протекания процесса является показатель рН. Уровень рН зависит от активности кислотообразующих бактерий, разлагающих сложные углеродсодержащие субстраты до более простых органических кислот. На поддержание значения рН влияет рост грибов и актиномицетов, разлагающих лигнин в аэробной среде. При этом организмы, продуцирующие кислоты, могут их использовать в качестве источника питания. Рост показателя рН в конечном счете достигает значения до 7,5-9,0. Его роль в процессе получения компоста определяется тем, что многие микроорганизмы не в состоянии выжить в очень кислой среде. Для компостирования приемлемы значения рН 5,5-9,0, наиболее предпочтителен диапазон 6,5-9,0.

Тепловые изменения происходят на протяжении всего процесса компостирования. Температура от 42°С в мезофильной фазе увеличивается с замещением мезофильных организмов термофильными организмами до 60°С. При этом грибы теряют свою активность. После достижения температуры 62°С процесс продолжается при участии спорообразующих бактерий и актиномицетов, показатель рН становится щелочным за счет выделения аммиака при распаде белков. В термофильной фазе легко разлагаемые субстраты быстро потребляются, приводя к падению скорости реакции после того, как в неё вовлекаются более устойчивые субстраты. Скорость теплогенерации становится равной скорости теплопотери, что соответствует достижению температурного максимума. После чего компост вступает в фазу остывания. Компостируемая масса достигает стабильного состояния. В фазе остывания показатель рН медленно падает, оставаясь щелочным.

В предлагаемом способе вывод процесса компостирования в термофильную фазу с требуемыми значениями показателя рН и температуры в бурте вне зависимости от условий на открытой площадке обеспечивают за счет реакции СаО, содержащимся в золе-уноса, с водой, присутствующей в птичьем помете, в том числе с водой, которая может поступать в бурт в результате выпадения осадков. Реакция, известная как реакция гашения извести, протекает с выделением теплоты Q:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Q (1).

Возможность осуществления приготовления компоста при температуре окружающей среды ниже 0°С подтверждают расчеты, в которых использованы данные, полученные в полевых экспериментах.

Расчеты температуры в центральной части в объеме бурта базируются на законах теплопроводности Фурье и теплоотдачи Ньютона. Согласно первому количество тепла, передаваемого за счет теплопроводности, пропорционально градиенту температуры, времени и площади сечения, перпендикулярного направлению теплового потока с коэффициентом пропорциональности, являющимся коэффициентом теплопроводности, который показывает, какое количество тепла проходит вследствие теплопроводности через 1 м² поверхности в единицу времени при разности температур 1 K, приходящейся на 1 м длины нормали к изотермической поверхности. Уравнение теплопроводности позволяет решать задачи, связанные с распространением тепла теплопроводностью как при неустановившихся, так и при установившихся тепловых потоках. При решении конкретных задач дифференциальное уравнение дополняется начальными и граничными условиями. Согласно закону Ньютона количество тепла, передаваемого от поверхности теплообмена теплоносителю, прямо пропорционально поверхности теплообмена, разности температур поверхности и теплоносителя и времени, в течение которого осуществляется теплообмен, с коэффициентом пропорциональности, являющимся коэффициентом теплоотдачи. Последний показывает, какое количество тепла передается от поверхности теплообмена в 1 м² к теплоносителю или, наоборот, от теплоносителя к поверхности теплообмена в единицу времени при разности температур, равной одному градусу. В отношении предлагаемого способа разность температур определяют из экспериментально измеряемой температуры теплоносителя (температуры воздуха) и измеряемой посредством инфракрасной (ИК) камеры (тепловизора) температуры поверхности бурта.

Критерием, характеризующим теплообмен между нагретым или охлаждённым твёрдым телом и окружающей средой, является число Био (Bi), представляющее собой отношение термического сопротивления стенки l/λ к термическому сопротивлению передачи тепла на поверхности 1/α, здесь α - коэффициент теплоотдачи от поверхности тела к окружающей среде, λ - коэффициент теплопроводности материала тела. Критерий Био численно равен отношению коэффициента теплоотдачи к поверхности тела, умноженного на толщину тела, к коэффициенту его теплопроводности: Bi=αl/λ. Число Био характеризует соотношение между перепадом температуры δТ=Т₂-Т₁, где Т₁ и Т₂ температуры в точках тела, находящихся на характерном расстоянии L друг относительно друга, и температурным напором ΔТ=Т_П - Т_атм, где Т_П – температура поверхности тела, Т_атм – температура окружающей среды.

В стационарном случае в центральной части объема бурта устанавливается температура Т_Б, в приповерхностной области шириной l (оболочка толщиной l) происходит падение температуры от значения, соответствующего Т_Б, до значения температуры, равного температуре поверхности бурта – Т_П (см. Фиг. 1), которая является экспериментально измеряемой тепловизором температурой. Тепловой поток из объема бурта определяется выражением

Q_Б = λ ⋅ (Т_Б-Т_П)/l (2),

а тепловой поток от поверхности бурта в окружающую бурт атмосферу определяется как

Q_атм = α · (Т_П-Т_атм) (3).

На основании уравнений Фурье и Ньютона в стационарном случае, при уносе тепла, передаваемого из бурта через его поверхность воздушными массами, приравнивая потоки, получаем, что температура в центральной части объема бурта описывается выражением:

Т_Б = Т_П + α ⋅ l/λ ⋅ (Т_П - Т_атм) = Т_П + Bi ⋅ (Т_П - Т_атм) (5),

где: Т_Б – температура в центральной части в объеме бурта;

Т_П – температура на наружной поверхности бурта, контактируемой с воздухом;

Т_атм – температура воздуха.

Для установления соответствующих термофильной фазе температурных условий в отношении буртов при измерении Т_П тепловизором с учетом разных условий получены оценки, показывающие в пользу того, что разница температур Т_П - Т_атм должна достигать 20°С или более.

При осуществлении оценок во внимание принималось, что коэффициент теплоотдачи α в окружающую атмосферу в зависимости от скорости воздуха и турбулентности может иметь значение от 5 до 30 Вт/(м·K). При этом коэффициент теплопроводности материалов (воздух, вода, лед, которые могут присутствовать в бурте между частицами помета) λ принимает значения от 0,1 до 2 Вт/(м·K) или даже значения за пределами указанного диапазона. Если для воздуха он может принимать значение λ=0,024 Вт/(м·K), то для воды и льда он может быть равен, соответственно, λ=0,55 Вт/(м·K) и λ=2,2 Вт/(м·K). При этом значение числа Bi в зависимости от приведенных коэффициентов лежит в диапазоне от 0,25 до 30 (см. Таблицу). Во внимание не принимается снег, поскольку обладает плохой теплопроводностью, обусловленной неплотным прилеганием кристаллов снега друг к другу с заполнением промежутков воздухом. Число Bi определяется коэффициентом теплоотдачи поверхности и коэффициентом(ами) теплопроводности материала(ов) бурта.

Таблица – Значение числа Bi в зависимости от значений α и λ.

На основании выражения (5) получено, что при разности температур Т_П - Т_атм, составляющей 1°C, максимальное увеличение температуры в центральной области в объеме бурта относительно температуры поверхности бурта составляет не более 30°С в случае сухого помета. Для буртов с влажной или замерзшей поверхностью оно составляет не более 2-3°С. При разности температур Т_П - Т_атм, равной 10°С, для свежих пометов увеличение температуры в центральной области в объеме бурта относительно температуры его поверхности может составлять от 30 до 50°С.

Расчетами, выполненными с использованием выражения (5), в котором значения Т_П и Т_атм являются экспериментально определяемыми величинами, получены кривые Т_Б(Bi) (см. Фиг. 2) для пометов с реальной теплопроводностью, то есть влажных пометов, для которых число Био лежит в диапазоне от 1 до 3, что соответствует сильному ветру, но может также принимать значение менее единицы при условии обычного ветра, до 3-4 м/с. Таким образом, в холодный сезон, в северном полушарии соответствующий зиме, как видно на основании кривой 1, соответствующей температуре воздуха «минус» 30°С, разность температур между поверхностью бурта и воздуха (температурный напор) может достигать более 20°С, что показывает в пользу возможности установления температурных условий в бурте, соответствующих термофильной фазе.

В нестационарном случае, при учете приводящих к биоразогреву при компостировании внутренних источников тепла, возникающих в результате внесения золы-уноса и реакции СаО с водой, присутствующей в помете, определение температуры в центральной области в объеме бурта, являющейся функцией времени, выполнено посредством нахождения решения дифференциального уравнения

(6),

где: q_ν – удельная объемная производительность источников тепла в центральной части в объеме бурта;

ρ – плотность материала бурта;

с – удельная теплоемкость материала бурта;

λ – коэффициент теплопроводности материала бурта;

S – площадь поверхности погонного метра бурта;

V – объем погонного метра бурта.

Решением уравнения (6) является нижеследующее выражение

(7),

при этом

(8),

где: Т_Б - температура в центральной части в объеме бурта;

Т_П – температура на наружной поверхности бурта, контактируемой с воздухом;

l – толщина оболочки с градиентом температуры между её поверхностями.

В рамках подтверждения возможности достижения технического результата при осуществлении предлагаемого способа предпочтительно решение уравнения (6), которое можно получить после его преобразований и учета граничных условий, в виде

(9),

где .

В правой части выражения (9) одним из слагаемых является экспериментально измеряемая температура поверхности бурта Т_П, её определение производится с выполнением операций по усреднению, с использованием в первом приближении значения температуры в верхней части, в которой она максимальна. При этом поверхностная температура бурта является функцией параметров атмосферы и материала бурта, по крайней мере числа Био.

При установлении квазистационарного равновесия температура в центральной части в объеме бурта, в которой локализовано протекание термофильной фазы, определяется выражением

(10).

Тепловой эффект вышеприведенной реакции (1) равен - 65,3 кДж/моль, то есть при взятом количестве СаО, равном 56 г, выделяется Q=65,3 кДж. При гашении же СаО, взятом в количестве 1 кг, выделяется тепловая энергия 1,16·10³ кДж.

Обозначив долю СаО в золе-уносе как М_СаО, долю внесения золы-уноса от массы бурта помета как М_Б, массу вносимой золы-уноса как М, получим, что при протекании реакции в результате добавления золы уноса выделяется тепло в объеме бурта, согласно выражению:

q_∑=Q ⋅ М_СаО ⋅ М_Б ⋅ М (11).

Так, при содержании в золе уноса СаО_общ. 30% по массе и внесении золы-уноса в бурт в количестве 10% на 1 кг помета, выделяемое количество теплоты составит 35 кДж.

Воспользовавшись известными данными удельных значений теплоемкости помета С_пом=4000 Дж/(кг⋅K), воды С_воды=4200 Дж/(кг⋅K) и льда С_льда=2100 Дж/(кг⋅K), можно оценить ожидаемый прирост температуры в центральной части в объеме бурта при внесении, например, указанного количества золы уноса.

Исходя из выражения (10), прирост температуры описывается выражением

(12).

При внесении золы-уноса в бурт в количестве 10% согласно выражению (12) получаем прирост температуры от 7 до 15°С в зависимости от удельной теплоемкости материалов бурта.

Кроме того, установление той или иной температуры в центральной части объема бурта зависит от температуры окружающей среды – температуры на открытой площадке, на которой осуществляют компостирование. Исходя из указанной температуры потребуется внесение определенного количества золы-уноса, которое должно быть достаточным для формирования в бурте источников тепла для вывода процесса в термофильную фазу.

Например, расчеты, выполненные с учетом температуры окружающей среды «минус» 10°C и исходной температуры помета бурта «плюс» 20°С, показывают (см. Фиг. 3), что при введении золы-уноса в количестве, обеспечивающем при взаимодействии присутствующего в ней СаО в течение двух часов с влагой помета в бурте выделение теплоты в результате реакции 1,5 кДж/кг, позволяет достигнуть температуры в центральной части в объеме бурта равной 35°С. После чего происходит остывание. Вывода в термофильную фазу процесса компостирования не достигают.

Ситуация меняется при увеличении количества внесенной золы уноса до 7 % от массы помета в бурте (см. Фиг. 4). Указанное количество при температуре окружающей среды, меняющейся в диапазоне в течение суток от «минус» 15 до «минус» 10°С, при коэффициенте теплопроводности приповерхностной области бурта 0,01 Вт/(м⋅K) обеспечивает возможность вывода процесса компостирования в термофильную фазу с установлением температуры на третьи сутки в центральной части в объеме бурта на уровне более 50°С за счет увеличения мощности выделения тепла на 50-70%.

Таким образом, в отношении обеспечения требуемых температур в бурте показана реальная возможность осуществления приготовления компоста при температурах окружающей среды ниже 0°С.

Относительно снижения потерь питательных веществ при приготовлении компоста отметим следующее.

В свежем птичьем помёте отсутствуют летучие формы азота. Однако при разогреве, происходящем в процессе приготовления компоста, из-за превращения мочевой кислоты в аммиачные соединения азот теряется. Потери могут достигать 30-60% от общего содержания (Агрохимия/Б.А. Ягодин, Ю. П. Жуков, В.И. Кобзаренко; Под ред. Б.А. Ягодина — М.: Колос, 2002. — 584 с., стр. 362-363). Указанные потери могут устраняться в предлагаемом способе как за счет внесения в помет золы-уноса, так и за счет нанесения на наружную поверхность оболочки, образование которой в приповерхностной области бурта с градиентом температуры между её поверхностями сопровождает инициируемый процесс компостирования, слоя золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя. Описанные особенности реализации способа позволяют снизить потери не только азота, но и фосфора.

Внесение золы-уноса приводит к протеканию параллельных реакций – гашения извести с выделением теплоты и частичный гидролиз мочевины в щелочной среде:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Q

CO(NH₂)₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + 2NH₃.

Для реакций характерна разная кинетика. Реакция гидролиза мочевины в щелочной среде протекает намного медленнее реакции гашения. При приготовлении компоста в условиях температуры окружающей среды ниже 0°С, эта реакция подавлена. Кроме того, при указанных температурах может формироваться канал адсорбции аммиака на влажных и холодных поверхностях периферийных слоев бурта с образованием газообразного нашатырного спирта и/или с частичным переходом в азотную кислоту слабой концентрации. Растворимость NH₃ в воде достаточна велика, на объем воды до 1200 объемов при 0°С и до 700 объемов при 20°С. В связи с этим при низких температурах аммиак хорошо связывается с водой, локализуясь в верхних частях бурта. Таким образом, при проведении компостирования при температурах ниже 0°С, соответствующих зимнему времени года северного полушария, происходят потери намного меньшей азотной составляющей, чем в период, соответствующий летнему времени года северного полушария, что обеспечивает сохранение питательных веществ в компосте.

Кроме того, реализация предотвращения потерь питательных веществ в компосте может базироваться на наличии в золе-уносе СаО. Этот компонент обеспечивает золе уноса способность при взаимодействии с внешней влагой, например, атмосферной или возникающей при распылении воды формировать пленочное покрытие в результате эффекта образования твердого слоя. При проведении полевых работ выявлена возможность формирования твердой пленки на основе золы-уноса при нанесении её на поверхность бурта толщиной от 0,5 до 1,5 см. При тестировании получаемой твердой пленки, в частности, на пропускание влаги, атмосферного и почвенного СО₂, обнаружено, что полученная пленка обладает хорошей устойчивостью в отношении пропускания.

Далее, необходимо отметить также роль других факторов в процессе приготовления компоста.

В качестве используемых органических отходов для приготовления компоста птичий помёт по своим качествам превосходит навоз. В предлагаемом способе может использоваться, в частности, куриный, утиный, гусиный помёты. В процессе компостирования важна активность микроорганизмов. Для последних необходимы источники углерода для получения энергии и биосинтеза клеточного матрикса и источника азота - для синтеза клеточных белков. Удовлетворение указанных потребностей обеспечивается исходным составом органических отходов, то есть перечисленных помётов (Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с., стр. 425 – 428). В весовом отношении количество необходимого углерода должно превосходить количество азота. Контрольное значение составляет 30:1. Оптимальным же считается соотношение C:N=25:1.

При реализации способа в качестве наполнителя предпочтительна по крайней мере высококальциевая зола-унос, полученная в результате сжигания бурых углей. В зависимости от химического состава золы подразделяются исходя из модуля основности на два класса: к первому классу относят золы с Мо, равным от 0,6 до 1,5, ко второму классу – золы с Мо, равным менее 0,6. Основным оксидом, характеризующим золы как основные или кислые, является СаО (Мороз М.Н. Высокогидрофобные минеральношлаковые композиционные материалы. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Пенза, 2007). Золы, характеризующиеся высоким модулем основности, отличаются гидравлической активностью и делятся по химическому составу на среднекальциевые – с содержанием СаО_общ. от 20 до 30% и СаО_своб. менее 3 % по массе, на высококальциевые – с содержанием СаО_общ. от 30 до 45% и СаО_своб. до 9 % по массе и сверхвысококальциевые - с содержанием СаО_общ. более 45% и СаО_своб. более 10% по массе. Наиболее оптимальна в качестве наполнителя высококальциевая и/или сверхвысококальциевая зола-унос.

Золу-унос добавляют, в частности, в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, в количестве от массы помета в бурте от 3% до 20%. При плюсовых температурах на открытой площадке добавляют меньшее количество, а при минусовых температурах на открытой площадке - большее количество. За счет добавления исходя из температурных условий на площадке компостирования необходимого количества золы-уноса достигают в центральной части в объеме бурта температуры, соответствующей термофильной фазе, от 50 до 60°С.

Распространено мнение, что высокая температура необходима для успешного приготовления компоста. На самом деле слишком высокая температура приводит к подавлению процесса биодеградации в результате ингибирования роста микроорганизмов, поскольку немногие виды микроорганизмов сохраняют свою активность при температуре выше 70°С. Температура 60°С является порогом, после которого следует подавление. Наиболее оптимальной является температура 55°С.

Первые фазы компостирования протекают относительно быстро – в течение дней или недели. Заключительная фаза – созревание, в течение которой потери массы и тепловыделения малы, - может длиться несколько месяцев. Для этой фазы характерны сложные реакции между остатками лигнина из отходов и белками погибших микроорганизмов, приводящие к гумификации. Компостная масса не разогревается, анаэробные процессы не происходят. Конечное значение показателя рН – слабощелочное.

При реализации предлагаемого способа влажность птичьего помета, при добавлении золы уноса в качестве наполнителя составляет от 75 до 85%. Могут быть использованы пометы, характеризующиеся другой влажностью.

Наличие воды необходимо для жизнедеятельности компостных микробов. Разложение протекает быстрее в тонких пленках жидкости, сформированных на поверхностях органических частиц. Считается оптимальной для компостирования влажность 50-60 % (Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с., стр. 425 – 428). Менее 30 % влаги от общей массы подавляет бактериальную активность, скорость биологических процессов резко падает. Влажность более 65 % чрезмерна, пустоты компостной массы заполняются водой, что ограничивает доступ кислорода к микроорганизмам.

К влажности имеет отношение свободное газовое пространства, характеризующееся отношением газового объема к общему объему. Компостируемая масса - трехфазная система, в ней присутствуют твердая, жидкая и газовая фазы. Твердые частицы формируют сетчатую структуру с пустотами, характеризующуюся определенной порозностью. Порозность компоста – отношение свободного объема к общему объему. Пустоты заполнены газом (в частности кислородом, азотом, диоксидом углерода), водой, смесью жидкости и газа. Если пустоты заполнены целиком водой, то процесс переноса кислорода весьма затруднителен. Такая влажность не оптимальна. Оптимальной влажностью считается влажность, при которой свободное газовое пространство составляет 30%.

В предлагаемом способе используют помет с указанной, экспериментально установленной, влажностью, поскольку вводят золу-унос в целях создания внутренних источников тепла с выводом процесса компостирования в термофильную фазу, которая реагирует при этом с водой, содержащейся в помете, не подавляя бактериальную активность.

Операцию перемешивания в предлагаемом способе осуществляют механизированным ворошителем. Применение механизированного ворошителя с настройкой необходимых рабочих режимов способствует при перемешивании также диспергированию крупных фрагментов компостируемой массы, увеличивая удельную поверхность, необходимую для деградации. Управление ворошением обеспечивает максимально эффективную переработку большей части компостируемой массы в термофильных условиях.

В процессе компостирования имеет значение дисперсность частиц компостируемой массы. Микробная активность осуществляется на поверхности органических частиц. Чем меньше размер частицы, тем больше площадь её поверхности. Ожидается, что уменьшение размера частиц обеспечит рост микробной активности и скорости разложения. Однако малость частиц приводит к их слипанию друг с другом и ухудшению циркуляции воздуха, уменьшая поступление кислорода и, как следствие, снижая микробную активность. Размер частиц существенен и для обеспечения доступа углерода и азота. Допустимый размер частиц составляет от 0,3 до 5,0 см в диаметре, он может варьироваться. Механизированное ворошение может измельчать частицы до размера в диаметре 12,5 мм, который считается оптимальным. Размер частиц в результате механизированного ворошения, реализуемого в способе в целях перемешивания, составляет от 1 до 5 см.

В предлагаемом способе аэрацию воздухом в термофильной фазе и фазах охлаждения и созревания предпочтительно выполнять за счет латерального (бокового) подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода при участии механизма формирования плюмов воздуха, тепла, влаги и углекислого газа. Так, в термофильной фазе и фазе охлаждения поступление воздуха в бурт реализуют естественным подсосом от 9 до 11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Организованная указанным образом аэрация гарантирует поддержание показателя рН в интервале необходимых значений.

Для метаболизма и дыхания микробов необходим кислород. Как окисляющий агент он обеспечивает наиболее эффективное протекание реакций. Считается оптимальной его концентрация 16-18,5%. В начале получения компоста концентрация кислорода в порах 15-20%, что равнозначно содержанию его в атмосферном воздухе. В процессе концентрация кислорода понижается, а углекислого газа – возрастает. При концентрации кислорода менее 5% формируются анаэробные условия. Существуют как компостные системы, поддерживающие пассивно достаточную концентрацию кислорода за счет естественной диффузии и конвекции, так и системы, требующие активной аэрации - продув воздухом, ворошение. При этом аэрацией выполняются и другие функции – удаление диоксида углерода и воды, образующихся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, отвод тепла за счет испарительного теплопереноса. При компостировании потребность в кислороде разная: считается, что в мезофильной фазе она минимальна, в термофильной фазе - максимальна, в фазе остывания и созревания сводится практически к нулю.

Тепловой плюм представляет собой формирование теплового поля грибообразной конфигурации в результате конвективных явлений (см. Фиг. 5). Организация тепловых плюмов, формирующихся за счет естественной конвекции, может существенно влиять на газовый и тепловой обмен. Для организации плюмов может быть использована перемещаемая механизированным средством по поверхности бурта волокуша с зубьями либо конструкция типа козлового крана, перемещающаяся вдоль бурта. Указанными устройствами осуществляют перфорирование оболочки (наружного слоя) бурта с возможностью достижения выпуска из объема бурта через подвергшуюся перфорации поверхность поступающего в бурт, в его основании, воздуха при его подсосе на стадиях термофильной фазы и фазы охлаждения от 9 до 11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Реализация предлагаемого способа может включать дополнительную операцию ворошения, которую осуществляют после перемешивания ворошителем и инициации процесса компостирования с выводом его в термофильную фазу по истечению 3-5 суток с целью содействия протеканию процесса в термофильной фазе. Аэрация ворошением обеспечивает дополнительное поступление воздуха в анаэробные области и активизирует процесс. Данное дополнительное ворошение целесообразно осуществлять при положительных температурах окружающей среды на открытых площадках с буртами помета для получения компоста.

Аэрация ворошением не только обеспечивает поступление воздуха в анаэробные области, но и за счет ворошения способствует диспергированию крупных фрагментов компостируемой массы, увеличивая удельную поверхность, необходимую для деградации. С одной стороны, механизированное ворошение должно обеспечить переработку большей части компостируемой смеси в термофильных условиях. С другой стороны, чрезмерное ворошение, в частности, при температурах окружающей среды ниже 0°С может приводить к охлаждению, а при температурах выше 0°С - к высыханию компостируемой массы, не говоря о разрывах в мицелии актиномицетов и грибов. Поэтому в предлагаемом способе выбрана в качестве базовой аэрация за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа.

Кроме того, при реализации способа в одном его варианте содержание выполняемого действия включает инициацию процесса компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающуюся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями, а именно, оболочки толщиной от 0,1 до 0,3 м. В другом варианте реализации способа содержание выполняемого действия включает инициацию процесса компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающуюся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями, а именно, оболочки толщиной от 0,1 до 0,3 м, с нанесением на наружную поверхность оболочки слоя золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, с нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы-уноса эффективной толщиной от 5 до 10 мм, в котором последующее формирование на его основе твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги.

Наличие в золе СаО обеспечивает золе уноса способность к формированию твердой пленки при воздействии на неё почвенной или атмосферной влагой. При воздействии на слой золы уноса атмосферной влаги (влага воздуха, дождевые или снежные осадки) экспериментально подтверждена возможность формирования твердой пленки толщиной от 0,5 до 1,5 см. Такая пленка влаго- и газонепроницаема, в частности, препятствует просачиванию воды, обеспечивая скопления воды на её поверхности, не пропускает атмосферный и почвенный СО₂.

В заключение отметим значение геометрии бурта. В процессе органические соединения в результате их биодеградации выделяют теплоту. Если компостируемая масса значительна по габаритам, то могут достигаться температуры от 80 до 90°C, что превышает оптимальную температуру. Если же компостируемая масса мала, то реализуется высокое отношение поверхности к объему. Геометрические параметры компостируемой массы должны обеспечить предотвращение быстрой потери тепла и влаги и эффективную аэрацию. Бурт может быть довольно протяженным, но его высота не должна быть чрезмерной. Если высота бурта чрезмерна, то материал компостируемой массы окажется сжатым собственным весом, что приведет к отсутствию свободного объема в виде пустот, пор и, как следствие, инициированию анаэробного процесса. И наоборот, недостаточная высота бурта, обуславливает быструю потерю тепла и невозможность поддержания оптимальной температуры, потери влаги, замедляющие скорость компостообразования. В проводимых работах, в ходе которых разработан предлагаемый способ, на открытой площадке пометохранилища размером 220×115 м² размеры сформированных протяженных буртов были равны: 4,3 м – ширина; до 1,5 м – высота. Расстояние между буртами – 2,2 м.

С учетом вышесказанного приводим нижеследующие примеры реализации способа, в которых обеспечивается возможность осуществления предлагаемого способа с достижением указанного технического результата и решением технической проблемы.

Пример 1.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при «минус» 10°C формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из куриного помета влажностью 75%, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу-уноса - высококальциевую золу-уноса. Добавляют золу уноса в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 15%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,2-0.3 м. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 55-60°С. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 9 нм³/ч, в фазе охлаждения - 11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Пример 2.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при «минус» 25°C формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из куриного помета влажностью 75%, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу-унос - высококальциевую золу уноса. Добавляют золу уноса в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 20%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,3 м. Осуществляют нанесение на наружную поверхность оболочки слоя золы уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы-уноса эффективной толщиной 5 мм, а последующее формирование твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 55°С. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 9 нм³/ч, в фазе охлаждения - 9 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Пример 3.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при 0°С формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из утиного помета влажностью 85%, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу-унос - высококальциевую золу уноса. Добавляют золу уноса в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 6,0%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,15 м. Осуществляют нанесение на наружную поверхность оболочки слоя золы уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы уноса эффективной толщиной 5 мм, а последующее формирование твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 50°C. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 10 нм³/ч, в фазе охлаждения - 10 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Пример 4.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при «плюс» 10°С формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из гусиного помета влажностью 80 %, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу-унос - высококальциевую золу-унос. Добавляют золу уноса в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 3%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,1 м. Осуществляют нанесение на наружную поверхность оболочки слоя золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы уноса эффективной толщиной 10 мм, а последующее формирование твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 55°С. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 11 нм³/ч, в фазе охлаждения - 11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Пример 5.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при «плюс» 18°С формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из куриного помета влажностью 80%, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу уноса - высококальциевую золу уноса. Добавляют золу уноса в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 3%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,1 м. По истечению 5 суток проводят дополнительную операцию ворошения, сопровождающуюся восстановлением в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями. Осуществляют нанесение на наружную поверхность оболочки слоя золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы уноса эффективной толщиной 10 мм, а последующее формирование твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 55°С. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 11 нм³/ч, в фазе охлаждения - 11 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Пример 6.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при «плюс» 20°С формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из куриного помета влажностью 80 %, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу-унос - высококальциевую золу-унос. Добавляют золу-уноса в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 3%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,1 м. По истечению 3 суток проводят дополнительную операцию ворошения, сопровождающуюся восстановлением в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями. Осуществляют нанесение на наружную поверхность оболочки слоя золы уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы-уноса эффективной толщиной 7 мм, а последующее формирование твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 56°С. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых плюмов в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 10,5 нм³/ч, в фазе охлаждения – 10,5 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.

Пример 7.

Для приготовления компоста на открытой площадке в температурных и погодных условиях, соответствующих текущему сезону, при «плюс» 7°С формируют бурт шириной 4,3 м и высотой 1,5 м из куриного помета влажностью 78%, добавляя к помету наполнитель и осуществляя перемешивание. В качестве наполнителя используют полученную от сжигания бурых углей золу-унос - высококальциевую золу-унос. Добавляют золу-унос в количестве, обеспечивающем установление соответствующего термофильной фазе температурного режима и значения рН, а именно, от массы помета в бурте 3,2%. Перемешивание осуществляют механизированным ворошителем. Этим инициируют процесс компостирования с локализацией его в центральной части в объеме бурта с выводом его в термофильную фазу, сопровождающийся формированием в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями толщиной 0,1 м. По истечению 4 суток проводят дополнительную операцию ворошения, сопровождающуюся восстановлением в приповерхностной области бурта оболочки с градиентом температуры между её поверхностями. Осуществляют нанесение на наружную поверхность оболочки слоя золы-уноса с последующим формированием на его основе твердого слоя, а именно, нанесением слоя по крайней мере высококальциевой золы-уноса эффективной толщиной 7 мм, а последующее формирование твердого слоя осуществляют за счет воздействия естественной влаги. Реализуют достижение температуры в центральной части в объеме бурта 55°C. Компостирование проводят при аэрации воздухом в термофильной фазе, фазах охлаждения и созревания. Аэрацию осуществляют за счет латерального подсоса в бурт воздуха в области его основания и организации тепловых конвективных потоков в отношении приповерхностной области бурта в виде оболочки для выхода из бурта воздуха, влаги, тепла и углекислого газа. В термофильной фазе подачу воздуха в бурт осуществляют при подсосе 9 нм³/ч, в фазе охлаждения – 9 нм³/ч, а на стадии созревания – 20 нм³/ч из расчета на 1 т компостируемой смеси.