Результат интеллектуальной деятельности: Система для непрерывной утилизации жидкой фракции навоза крупного рогатого скота

Изобретение относится к области мелиорации и охраны земельных и водных ресурсов, и может быть использовано для круглогодичной и непрерывной утилизация жидкой фракции навоза для повышения плодородия почв дождеванием.

Из уровня техники известна система для утилизации отходов свиноводческих стоков, включающий сообщенные между собой общий накопитель для отходов свиноводческих стоков, насосную станцию, пресс для разделения отходов на жидкую и твердую фракции и накопители для этих фракций (патент РФ №2528024, кл. C05F 5/00, 2014 г.).

Известна система для анаэробной переработки жидких органических отходов, содержащая метантенк, аппарат вихревого слоя, аппарат СВЧ нагрева снабженный теплообменником-подогревателем, при этом аппарат СВЧ нагрева гидравлически связан трубопроводом с реактором аппарата вихревого слоя через насос циркуляции жидких отходов и трехходовой клапан, образуя единый циркуляционный контур этих отходов (патент РФ №2687415,. кл. C02F 3/30, 2019 г.).

Также известна система для утилизации навоза содержащая навозонакопитель, по меньшей мере два биореактора, насос, смеситель и воздуходувки (см. патент РФ №2577166, кл. C02F 3/00, 2015 г. - прототип)

Общим недостатком известных технических решений являются сложные процессы переработки отходов для получения жидкой фракции к утилизации дождеванием, кроме того отсутствует возможность выполнять непрерывную переработку жидких отходов к круглогодичной утилизации дождеванием.

Техническим результатом является - упрощение процессов переработки отходов для получения жидкой фракции к утилизации дождеванием и обеспечение возможности выполнять непрерывную переработку жидких отходов к круглогодичной утилизации дождеванием плодородных почв для сохранения их земельных и водных ресурсов.

Технический результат достигается тем, что в системе для непрерывной утилизации жидкой фракции навоза крупного рогатого скота, включающей навозонакопитель, по меньшей мере два биореактора, насос, смеситель и воздуходувки, согласно изобретению имеет фильтровальные сита с ячейками от 2×2 см до 5×5 см для навоза с разной степенью загрязнения, карантинные площадки и резервуар, емкость для увлажнения навоза, приемную емкость с гомогенизатором и фекальным насосом, шнековый сепаратор, воздуходувки снабженные аэраторами, источник оросительной воды, инжекторы для дозированной подачи жидкой фракции навоза и трубопроводную сеть, состоящую из самотечных труб, через которые последовательно сообщены между собой приемная емкость с гомогенизатором и фекальным насосом, шнековый сепаратор для разделения навоза на твердую и жидкую фракции, карантинный резервуар, биореакторы, инжекторы для дозированной подачи жидкой фракции навоза и смеситель для смешивания жидкой фракции навоза с оросительной водой, при этом между навозонакопителем и фильтровальными ситами расположены каналы, выполненные с уклоном 5-10°, причем между карантинными площадками, выходом фильтровальных сит и входом емкости для увлажнения навоза выполнены такие же каналы; в каждом биореакторе установлены воздуходувки с аэраторами, подающие воздух под уровень жидкой фракции навоза, а источник оросительной воды сообщен через трубопроводы с входами приемной емкости с гомогенизатором и фекальным насосом и смесителя оросительной воды с жидкой фракцией навоза, который также через трубопровод сообщен с машинами дождевания оросительной системы.

Новизна заявленной системы заключается в том, что за счет конструктивных особенностей, а именно использование нескольких биореакторов с вспомогательными элементами такими как: карантинные площадки и резервуар, емкость для увлажнения навоза, приемную емкость с гомогенизатором и фекальным насосом, шнековый сепаратор, воздуходувки снабженные аэраторами, источник оросительной воды, инжекторы для дозированной подачи жидкой фракции навоза и трубопроводную сеть, состоящую из самотечных труб обеспечивается упрощение процессов переработки отходов для получения жидкой фракции к утилизации дождеванием и возможность выполнять непрерывную переработку жидких отходов к круглогодичной утилизации дождеванием плодородных почв для сохранения их земельных и водных ресурсов.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, обеспечивающая достижение технического результата, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Поскольку заявляемая система для непрерывной утилизации жидкой фракции навоза крупного рогатого скота широко используется в хозяйствах Краснодарского края, то можно утверждать, что она отвечает критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на рис. 1. представлена блок-схема системы для непрерывной утилизация жидкой фракции навоза крупного рогатого скота.

Система для непрерывной утилизации жидкой фракции навоза КРС дождеванием имеет элементы со следующими позициями: 1 - навозонакопитель; 2 - фильтровальные сита; 3 - карантинные площадки; 4 - емкость для увлажнения навоза; 5 - приемная емкость; 6 - фекальный насос с гомогенизатором; 7 - шнековый сепаратор; 8 - карантинный резервуар для жидкой фракции; 9 - биореакторы; 10 - воздуходувки с аэраторами; 11 - инжекторы для дозирования жидкой фракции; 12 - смеситель для смешивания жидкой фракции с оросительной водой; 13 - источник оросительной воды; 14 - дождевальные машины; 15 - оросительная система.

Навозонакопитель 1 имеет каналы (на рис. 1 не показано) с уклоном 5-10°, такой уклон обеспечивает медленное самотечное движение навоза в сторону фильтровальных сит 2, которые имеют ячейки от 2×2 см или 5×5 см. Сита 2 с ячейками 2×2 см используют для очищения навоза, который не имеет крупные твердые включения и соответственно сита 2 с ячейками 5×5 см для навоза с крупным мусором. Для дезинфекции навоза использованы карантинные площадки 3, в случае если он имеет патогенную микрофлору. Очищенный навоз от твердых включений направляется по каналу (на рис. 1 не показано) под уклоном 5-10° самотеком в емкость 4, где навоз увлажняется водой до влажности 88-92% для подготовки к гомогенизации, если влажность навоза будет меньше или больше установленной влажности, то гомогенизация пройдет не качественно. Далее увлажненный навоз по каналу (на рис. 1 не показано) с уклоном 5-10° самотеком поступает в приемную емкость 5 с гомогенизатором и фекальным насосом 6, который подает увлажненный навоз на шнековый сепаратор 7 для дополнительной очистки от крупных твердых включений в навозе, разделяя его твердую и жидкую фракции. За сепаратором установлен карантинный резервуар 8 для дезинфекции жидкой фракции, которая подается по трубопроводной сети, состоящей из самотечных труб (на рис. 1 не показано) в биореакторы 9, при этом предусмотрено использование двух и более биореакторов. В каждом биореакторе 9 установлены воздуходувки 10 с аэраторами, подающие воздух под уровень жидкой фракции навоза, обеспечивая ее аэрацию. Из биореакторов 9 жидкая фракция навоза через инжекторы 11 дозированно поступает в смеситель 12 для смешивания с оросительной водой. Источник оросительной воды 13 сообщен через трубопроводы (да рис. 1 не показано) с входами приемной емкости 5 с гомогенизатором и фекальным насосом 6 и смесителя 12 оросительной воды с жидкой фракцией навоза, который также через трубопровод сообщен с машинами дождевания 14 для оросительной системы 15.

Система для непрерывной утилизации жидкой фракции навоза КРС работает следующим образом

Отходы жизнедеятельности животных в виде навоза накапливаются в навозонакопителе 1 (рис. 1), где выполняется его очистки от различных включений в виде твердых частиц и волокон шерсти фильтрованием на ситах 2, где устанавливается допустимый размер ситных отверстий, который определяет качество дальнейшей переработки навоза. Очищенный навоз поступает в емкость 4, если навоз содержит патогенную микрофлору, то он направляется на карантинную площадку 3. В емкости 4 навоз доводится до влажности 88-92% водой источника 13, что позволяет навоз превращать в полидисперсную систему и обеспечивать ее движение по уклону в сторону емкости 5, где выполняется гомогенизация фекальным насосом 6, гомогенизированный навоз подается на шнековый сепаратор 7, который разделяет полидисперсную систему на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция идет на дальнейшую переработку, а жидкая фракция подается в карантинный резервуар 8 и оттуда самотеком по трубопроводам направляется в биореакторы 9, при обнаружении патогенной микрофлоры выполняется дезинфекция. Биореакторы 9 обеспечивают круглогодичную и непрерывную подготовку жидкой фракции к утилизации дождеванием, это достигается тем, что в начале жидкая фракция поступает от шнекового сепаратора 7 через емкость 8 в пустой биореактор 9 до полного его заполнения, при этом в биореакторе 9 постоянно и непрерывно производится подача воздуха с помощью воздуходувки с аэратором 10, для выполнения процесса аэробной ферментации жидкой фракции. Из наполненных биореакторов 9 жидкая фракция направляется к инжектору 11, где осуществляется дозированная подача ее в смеситель 12 для смешивания с водой источника 13, полученная удобрительная смесь воды с жидкой фракцией, направляется по трубам к дождевальным машинам 14 для утилизируется дождеванием на полях орошения 15.

Таким образом, получают мелкодисперсную жидкую фракцию для поочередного заполнения объем двух и более биореакторов, в которых жидкая фракция выдерживается в течение 4-6 месяцев и непрерывно аэрируется. Применение двух и более биореакторов обеспечивает круглогодично накапливать и непрерывно утилизировать жидкую фракцию навоза КРС. Смешивание жидкой фракции с оросительной водой источника орошения позволяет получать необходимую концентрацию смеси для утилизации ее дождеванием на оросительной системе.