Навоз сепарированный применение: как происходит сепарация отходов КРС и других животных и птиц, применение твердых и жидких сепарированных экскрементов

Содержание

как происходит сепарация отходов КРС и других животных и птиц, применение твердых и жидких сепарированных экскрементов

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.

Содержание

  • Как происходит сепарация навоза и помета?
  • Характеристики твердой и жидкой фракций
  • Для чего применяют разделение на фракции?
  • Видео по теме
  • Заключение

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;
  • вальцевые.

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:

  • твердую;
  • жидкую.

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.

Твердую фракцию применяют так же, как навоз, а жидкую используют в качестве комплексного удобрения, для чего разводят водой (иногда обходятся без этого) и этим раствором поливают поля или посадки.

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.

Виды навоза, способы применения удобрения на огороде, даче и в саду

Крепкие, здоровые растения и, как следствие, большой урожай – разве не об этом мечтают все земледельцы? Плодородная почва – это главная цель каждого садовода и огородника, начиная от крупных фермеров и заканчивая владельцами небольших участков. Для ее достижения в ход идут все возможные агротехнические приемы.

Одним из самых распространенных способов повышения плодородия почвы является применение органического удобрения — навоза. Это не только самый популярный метод повышения урожайности, но и самый древний. До начала прошлого века он был основным удобрением для большинства сельскохозяйственных культур.

Навоз по составу представляет собой испражнения сельскохозяйственных животных, имеет характерную консистенцию и запах. Он содержит целый набор макро- и микроэлементов, необходимых для нормального развития растений: калий, фосфор и азот, магний, кремний, серу, хлор, известь и многие другие.

Применение в качестве удобрения

Способ применения напрямую зависит от вида навоза. В зависимости от времени хранения экскрементов, меняется их состав и влияние на плодородие почвы.

Свежий навоз не рекомендуется использовать в качестве удобрения. Питательные вещества в свежем навозе тяжелее усваиваются растениями.

Однако если нет времени на его разложение, поступают одним из следующих образов:

  1. Готовят жидкое удобрение. Разводят навоз в воде в соотношении 1:4 и поливают растения вокруг ствола в вечернее время. При поливе необходимо избегать попадания раствора на ствол, листья и зеленую массу. Для улучшения полезных свойств в смесь можно добавить суперфосфат (1 ст. л. на 10 литров удобрения). Расход – 2 л рабочей жидкости на 1 кв.м. Такое удобрение подходит в первую очередь для крестоцветных овощных растений (капусты, редьки, репы, брюквы, редиса). Хорошо отзываются на подкормку жидкой органикой помидоры, лук, зеленые культуры и кормовые травы.
  2. Разбрасывают зимой по снегу. Навоз в течение долгого времени будет находиться на открытом воздухе, улетучится большое количество азота, поэтому расход удобрения необходимо увеличить (1,5 ведра на 1 кв.м.).
  3. Применяют под осеннюю перекопку. Расход – 1 ведро (10 л) на 1 кв.м. Заделывают удобрение на глубину не более 40 см.
  4. Используют для сооружения теплых грядок (лучше всего подходит конский навоз, смесь коровьего или свиного с опилками).

Полуперепревшие или хорошо разложившиеся экскременты идеальны для приготовления питательного настоя. Это позволит избавиться от вредоносных бактерий, спор грибов и семян сорных растений, а также устранить аммиак, содержащийся в мочевой кислоте.

Для получения настоя потребуется навоз любого вида и вода, взятые в соотношении 1:1. Ингредиенты смешиваются и настаиваются в течение 7 дней при регулярном помешивании. Получившуюся смесь разводят при использовании водой (1:10) и поливают в вечернее время по бороздкам в междурядьях.

Компост

Компостирование позволяет получить богатое питательное органическое удобрение. В основании компостной кучи закладывается прошлогодний субстрат, богатый живыми полезными микроорганизмами и дождевыми червями. Следующий слой – органические отходы (трава, кожура овощей и фруктов, яичная скорлупа, ботва корнеплодов).

Сверху на органику укладывается навоз, который можно смешать с опилками. Так продолжается до тех пор, пока «слоеный пирог» не достигнет в высоту 1,5 м. Сверху куча поливается теплой водой. Срок созревания составляет от 3-4 месяцев до года. Чем больше времени компостируется навоз, тем более питательное удобрение получится в итоге.

Для ускорения процесса ферментации навозной массы некоторые садоводы используют натуральные добавки – гуматы. На 10 кг навозного субстрата вносится 10 гр биостимулятора. После такой процедуры кучу необходимо перемешать для ускорения процесса ферментации.

Создание теплых грядок

На теплых грядках возможно выращивать ранние растения в весеннее время года. Метод основывается на использовании тепла, выделяемого органикой, для обогрева корней. Благодаря этому растения легче переносят перепады температур в начале сезона. При разложении навоза на теплой грядке выделяется углекислый газ и полезные вещества, благотворно влияющие на овощные культуры, цветы и клубнику. Растения раньше развиваются, быстрее и дольше плодоносят, урожай повышается в несколько раз.

Процесс формирования теплой грядки прост. Нижний слой составляют трудно разлагающиеся материалы – картон, ветки деревьев, стебли, бумага. Далее – ботва, отходы овощей и фруктов, скорлупа, опилки, солома. Верхний слой должны составлять быстро гниющая органика (листва или трава). Каждый из этих слоев нужно пересыпать навозом и проливать теплой водой.

Если теплая грядка делается осенью, можно использовать любой, даже свежий навоз. Для формирования весной подойдут перепревшие экскременты. Лучше всего для этих целей подходит конский, но можно использовать и коровий навоз, смешанный с опилками. Сверху теплая грядка засыпается плодородной почвой. Использовать такую площадку можно в течение 3-4 лет, после чего содержимое необходимо заменить.

Теплые грядки можно размещать в открытом грунте или в теплицах. Во втором случае существенно сократятся затраты на обогрев помещения. Если на такую грядку поставить дуги и натянуть укрывной материал, получится прекрасный парник, в котором можно выращивать ранние растения.

Сроки внесения в почву

Вопрос о том, когда целесообразней всего вносить навоз в землю, волнует многих любителей земледелия.

При внесении органики во время осенней перекопки все элементы питания, необходимые для нормальной жизнедеятельности растений, входят в состав почвы. Благодаря этому зеленые культуры получают необходимые вещества, являющиеся результатом распада органо-минерального комплекса, в течение всего периода вегетации.

В осеннее время процесс разложения органики происходит медленно, это позволяет активным биологическим микроорганизмам наиболее эффективно расходовать питательные вещества и вырабатывать гумус, повышающий плодородие почвы.

При весеннем внесении удобрений в почву все полезные вещества в первую очередь потребляются растениями. При этом плодородие земельного участка практически не повышается.

Именно поэтому опытные агрономы рекомендуют осенью вносить навоз при перекопке, а в весенний период радовать растения жидкими настоями (в которые также можно добавлять золу или костную муку).

Как применять навоз для различных культур

Удобрение овощных культур

Огурцы – большие любители такой органики. В процессе вегетации необходимо делать 4 подкормки коровьим или конским навозом.

Первую – при появлении цветков. На 10 л воды берется 200 гр коровяка или конских экскрементов, по 1 ч. л. суперфосфата, сульфата калия и мочевины. В начале плодоношения делают вторую подкормку жидким настоем перепревшего навоза с добавлением золы и нитрофоски. Через каждые 15 дней производится еще 2 подкормки. Навоз разводится в воде в соотношении 1:3. В ведро воды добавляется 1 л такой рабочей жидкости. При последней подкормке в емкость можно добавить полное минеральное удобрение (1 ст. л.).

Все виды капусты. Первая подкормка производится через 15 дней после высадки рассады в грунт. На 10 л воды берется 1 л жидкой навозной настойки, добавляется мочевина (1 ст. л.). Такую же подкормку проводят во время формирования кочана. Под каждый куст выливается 1 л приготовленного органического удобрения.

Тыква, кабачки. Подкормки начинают при появлении у растений 3-4 листиков. В 10 л воды разводятся следующие ингредиенты: коровяк или конский навоз – 1,5 ст. л., борная кислота и нитрофоска – по 1 г. Вторая подкормка таким же рабочим раствором производится при созревании плодов.

Томаты нужно подкармливать очень осторожно, чтобы избежать буйного роста зеленой массы в ущерб урожаю. Подкормку можно производить только через 18-20 дней после высадки рассады.

В 10 л воды разводится 500 гр навоза (коровьего или конского), добавляется 1 ст. л. нитрофоски. Под каждое растение выливается 500 мл удобрения. Вторая подкормка делается при появлении второй плодовой кисти, а третья – при цветении 3 кисти.

Картофель не столь отзывчив на жидкие подкормки навозным настоем. Ему больше «по душе» осеннее внесение удобрения на том участке, где будет расти культура. Расход для перекопки – 10 кг на 1 кв.м. площади.

Подкормка клубники

Для клубники лучше всего подойдет перегной. Его можно добавлять в лунки при посадке растений либо мульчировать им почву вокруг кустиков.

Подкормить же клубнику настоем из перепревшего навоза можно в самом начале цветения, когда азот из почвы улетучивается.

Для приготовления жидкого удобрения потребуется: 10 л воды, 500 гр навоза, 1 ст. л. сульфата аммония. Все ингредиенты тщательно перемешиваются. Расход рабочего раствора – по 1 л под каждый куст.

Наибольший эффект достигается при предпосадочном внесении органического удобрения в почву. В этом случае урожайность увеличивается до 30%. Осеннее внесение навоза под клубнику по своей эффективности схоже с запашкой в почву бобовых сидератов.

Подкормка фруктовых деревьев

Категорически запрещено вносить под фруктовые деревья свежий навоз, лучше всего использовать перегной или хорошо перепревший.

Удобрение вносится осенью и весной в виде жидкого раствора, который необходимо равномерно распределить в бороздках, сделанных по периметру кроны.

Для приготовления удобрения необходимо 500 гр навоза растворить в 10 литрах воды. Такие подкормки любят все фруктовые деревья, но больше всех яблони. Для них особенно важно получить в весенний период недостающие микроэлементы и азот.

Удобрение навозом роз и других цветов

Плодородие почвы является главным фактором для успешного выращивания «королевы цветов» – розы. Внесение органических удобрений (перепревшего навоза или перегноя) проводят при осенней перекопке, а также при формировании посадочных ям для кустов.

Конские и коровьи экскременты можно использовать в качестве мульчи, раскидывая их по поверхности почвы вокруг цветов. Такой метод предотвращает появление сорняков, обогащает почву гумусом, увеличивает количество питательных элементов.

До появления бутонов можно сделать внекорневую подкормку роз жидким удобрением. Для этого необходимо развести навоз с водой (1:3). На каждый 10 л воды следует брать 1 л приготовленной рабочей жидкости. Распылять по листу до полного смачивания зеленой массы. После такой обработки куст «оживет», появятся новые побеги, улучшится цветение.

К подкормкам навозом неравнодушны также:

  • пионы;
  • георгины;
  • сирень;
  • клематисы.

Под луковичные культуры (нарциссы, тюльпаны, многолетние луки) навоз необходимо вносить хотя бы за 1 год до посадки. Для однолетних цветов лучше всего использовать компост.

Вместо заключения

Внесение коровьего или конского навоза – идеальный способ добиться высоких урожаев, улучшить плодородие почвы, повысить иммунитет растений, тем самым защитить их от болезней и вредителей.

Чтобы не говорили сторонники неорганического земледелия, предпочитающие использовать в своих садах и огородах большие дозы минеральных веществ, навоз был и остается «королем удобрений».

Приобрести удобрения можно 2 способами:

  1. Завести животных и получить бесплатное органическое удобрение (не для всех владельцев земельных участков такой вариант является приемлемым).
  2. Приобрести готовые удобрения в нашей компании. В этом случае отпадает необходимость заниматься поиском транспорта – мы осуществляет доставку любого объема.

Следите за новыми статьями!

Разделение навоза и сточных вод на твердую и жидкую фазу

Отстойники представляют собой длинные неглубокие конструкции, в которых для осаждения твердых частиц используется сила тяжести.

Производители скота и птицы ищут альтернативные методы обработки навоза животных и промышленных сточных вод, чтобы уменьшить чрезмерную нагрузку питательными веществами и потенциальный запах в хранилищах жидкого навоза.

Разделение твердой и жидкой фаз представляет собой частичное удаление органических и неорганических твердых веществ из смеси навоза животных, стоков с открытых площадок и промышленных сточных вод, также известных как жидкий навоз. Системы жидкого навоза популярны среди животноводов и птицеводов, потому что они упрощают обращение с навозом, его хранение, биологическую обработку в отстойниках и внесение в землю. Ямы для навоза и желоба также легко пополняются и промываются жидкостью из лагуны.

Отделенные твердые вещества могут использоваться для компостирования, повторного кормления или производства биогаза (метана). Компостированный материал можно использовать в качестве подстилки в коровниках беспривязного содержания. Отделение твердых частиц от жидкого навоза облегчает перекачку и обращение с жидкостями. Это также помогает уменьшить:

  • Количество органического материала (органическая нагрузка)
    в очистных лагунах
  • Запахи в хранилищах и очистных сооружениях
  • Накопление твердых частиц в первичных лагунах
  • Периодичность удаления ила из лагуны
  • Потенциальное загрязнение поверхностных и подземных вод, поскольку в отделяемой жидкости содержится меньше азота, фосфора и других компонентов

Методы и оборудование для разделения

Основными целями разделения твердой и жидкой фаз являются физическое разделение и удаление взвешенных твердых частиц и некоторых растворенных твердых частиц из жидкого навоза. Существует несколько методов отделения твердых веществ от жидкостей:

  • Седиментация (твердые вещества оседают под действием силы тяжести).
  • Механическое разделение. Гравитация и механическое разделение являются двумя наиболее распространенными методами, используемыми для этой цели.
  • Испарительные пруды. Они могут быть эффективны в засушливых регионах, где при испарении удаляется гораздо больше воды, чем добавляется при осаждении. По сравнению с системами, использующими очистку и орошение сточных вод, использование этих прудов ограничено их большим размером, требованиями к конструкции и текущими и меняющимися экологическими нормами.
  • Обезвоживание. Этот метод, в котором для удаления влаги используется тепло, непопулярен из-за высоких первоначальных затрат, затрат на техническое обслуживание и энергозатрат.
  • Коагуляция Флокуляция. Относительно новый метод разделения твердой и жидкой фаз использует химические вещества для агрегации взвешенных твердых частиц (коагуляция) с образованием способных к осаждению частиц и превращением частиц в крупные, быстро оседающие хлопья (флокуляция).

Осаждение

Отстойники представляют собой конструкции, предназначенные для отделения твердых веществ от жидкого навоза путем осаждения. Поступление навоза ограничено, чтобы часть твердых частиц осела. Жидкости и некоторые твердые вещества постепенно стекают в сборный пруд, отстойник для очистки или в какое-либо другое хранилище. Твердые частицы, оставшиеся в бассейне, оставляют сохнуть, а затем удаляют.

Отстойники должны быть неглубокими (обычно глубиной от 1 до 3 футов), длинными, широкими и свободно дренируемыми. Скорость потока при расчетном расходе должна быть менее 1 фута в секунду; желательно гидравлическое время удерживания (среднее время удерживания жидкого навоза, стекающего в бассейн) от 20 до 30 минут.

Механические сепараторы

Типы механических сепараторов включают ситовые сепараторы, центрифуги, гидроциклоны и прессы (шнековые или ленточные).

Сетчатые сепараторы

Сепараторы далее классифицируются как стационарные, вращающиеся и вибрационные грохоты.

Стационарное наклонное сито: Эти так называемые статические сита используют гравитацию для отделения жидкого навоза от твердых частиц. Жидкий навоз подается к верхнему краю экрана. Жидкости проходят через сито, в то время как твердые вещества накапливаются и скользят вниз по ситу, оседая на сборной подушке или шнеке. Этот тип решетчатого сепаратора широко используется для удаления волокнистых, грубых частиц из молочного навоза, что упрощает обработку, хранение и обработку навоза, повторное использование жидкостей для промывки и внесение их в землю.

Преимущество таких экранов в том, что они не имеют движущихся частей и требуют мало энергии. Однако им нужна отдельная система промывки, чтобы экран не засорялся. Им также требуется отстойник и насос для сбора жидкого навоза и создания потока через сито.

Внутриканальное скребковое сито: Этот сепаратор состоит из наклонного грохота и ряда горизонтальных стержней, называемых скребковыми конвейерами. Сепаратор может быть размещен непосредственно в открытом канале сточных вод, что устраняет необходимость в отстойнике или приямке и подъемном насосе. Цепь перетаскивает лопастные конвейеры, несущие жидкий навоз, поверху наклонного грохота. Жидкость проходит через сито и стекает в канал на выходе из сепаратора, в то время как отделенные твердые частицы оседают на подушке для сбора. Использование этих сепараторов аналогично использованию стационарных сепараторов с наклонным экраном, но конвейерные сепараторы требуют большего механического обслуживания, поскольку их движущиеся части подвергаются воздействию коррозионных и абразивных материалов.

Вибросито-сепаратор: Этот сепаратор имеет сито, которое быстро вибрирует, что предотвращает чрезмерное засорение сита. Жидкий навоз подается на сито с контролируемой скоростью. Жидкость проходит через сито и собирается в емкость под ним. Отделенные твердые частицы, оставшиеся на сите, перемещаются к краям сита.

Вращающийся сепаратор: Как следует из названия, постоянно вращающееся или вращающееся сито, похожее на сушилку для белья, получает жидкий навоз с контролируемой скоростью. Скребок удаляет твердые частицы, скапливающиеся на сите; жидкость, проходящая через сито, собирается в резервуаре.

Центрифуги и гидроциклоны

Центрифуги и гидроциклоны отделяют твердые частицы от жидкости с помощью центробежной силы для увеличения скорости осаждения взвешенных частиц. Вертикальные и горизонтальные центрифуги используются в пищевой промышленности и при переработке промышленных отходов. Производители скота использовали их для отделения твердых частиц навоза.

Отстойники представляют собой длинные неглубокие конструкции, использующие гравитацию для осаждения твердых частиц.

В одном из типов горизонтальных центрифуг используется вращающийся цилиндр. Когда жидкий навоз поступает в цилиндр, твердые частицы отделяются от жидкости. Шнек внутри цилиндра, вращаясь быстрее, чем цилиндр, перемещает твердые частицы к отверстию на одном конце, откуда они выгружаются в штабель или контейнер. Жидкость выливается с противоположного конца. Гидроциклоны представляют собой конусообразные циклонные сепараторы, не имеющие движущихся частей. Гидроциклон устроен так, что когда жидкий навоз закачивается под углом в верхнюю часть циклона, он завихряется с высокой скоростью. Сильное вихревое движение разделяет твердые тела, выталкивая их наружу, и они оседают под действием силы тяжести на дне конуса. Жидкость выходит из верхней части конуса через трубу. Для этих сепараторов требуются бустерные насосы с давлением 30 фунтов на квадратный дюйм или более.

Прессы

Отделенные твердые вещества, образующиеся в результате осаждения, просеивания и центрифугирования, называются твердым осадком, который может содержать от 85 до 95 процентов влаги (всего от 5 до 15 процентов твердых веществ). Прессы используются для удаления большего количества воды из твердого жмыха, чтобы его можно было компостировать или скармливать домашнему скоту. Типы прессов включают роликовые прессы, ленточные прессы и шнековые прессы. Эти устройства помогают удалять мелкозернистые частицы.

Разгрузочный конец внутриканального скребкового конвейерного сепаратора.

  • Вальцовый пресс имеет вогнутые экраны и ряд роликов и щеток, которые прижимают жидкий навоз к экранам. Жидкости выдавливаются, а твердые частицы остаются на сите.
  •  В ленточном прессе используется плоский тканевый ремень, который проходит горизонтально между роликами. Ролики выдавливают жидкий навоз через отверстия в ленте, которая удерживает твердые вещества.
  • В винтовом прессе используется цилиндрическое сито с винтовым конвейером в центре. Шнек транспортирует твердые частицы, оставшиеся на сите, к разгрузочному концу для твердых частиц. Винтовой конвейер также
    уплотняет и удаляет воду из этих твердых частиц во время транспортировки.

Химическая обработка

Исследователи изучают процессы коагуляции и флокуляции частиц, которые используют химические вещества для отделения твердых веществ от жидкостей в навозе животных. Коагуляция — это процесс сбора твердых частиц, взвешенных в жидкости, в массу с образованием частиц , которые могут осесть. Флокуляция — это процесс, при котором коагулированные частицы превращаются в большие, быстро оседающие массы, также называемые хлопьями.

Наиболее распространенными химическими веществами, используемыми для коагуляции и флокуляции твердых веществ в навозе и сточных водах, являются органические полимеры, такие как полиакриламид (ПАМ), и соли металлов, такие как хлорид железа (FeCL3), квасцы (Al2(SO4)3) и известь (Ca( О)2). Эти химические обработки могут хорошо работать для навоза с мелкими частицами, такого как птичий и свиной навоз.

Лабораторные исследования показали, что хлорид железа и квасцы являются эффективными коагулянтами, помогающими твердым частицам навоза осесть под действием силы тяжести путем осаждения. Полимер, используемый с хлоридом железа или квасцами, образует плотные хлопья и помогает удалять твердые частицы в процессе просеивания.

Производительность и экономичность сепараторов

Каждый тип сепаратора лучше всего подходит для определенных видов животноводства. Одним из показателей способности сепаратора хорошо работать в определенной операции является эффективность сепарации, которая представляет собой процент от общего количества твердых частиц, удаленных из жидкого навоза. Каждая система предназначена для разделения частиц определенного размера; его эффективность зависит от расхода навоза, формы и распределения частиц по размерам, их химической природы. Когда вы рассматриваете системы разделения твердой и жидкой фаз для своего предприятия, основывайте свой выбор на типе и объеме жидкого навоза и сточных вод, которые образуются на вашем предприятии.

Некоторые системы разделения неэффективны при использовании отдельно в некоторых типах операций. Системы осаждения и механического разделения имеют низкую эффективность разделения. Ни одна из систем не удаляет более мелкие твердые частицы (менее 0,25 мм или 0,01 дюйма в диаметре), которые могут создавать ряд соединений, вызывающих запах, при анаэробном разложении углеводов, белков и жиров (без свободного кислорода). Эти более мелкие твердые вещества также содержат питательные вещества, такие как азот и фосфор. Таким образом, осаждение или механическое разделение сами по себе не могут значительно уменьшить запахи или питательные вещества из навоза и сточных вод.

Осаждение

При проектировании отстойника основными факторами, которые следует учитывать, являются расход навоза и сточных вод, скорость осаждения твердых частиц и время задержания (время между поступлением и оттоком жидкого навоза). Исследования показывают, что осаждение, по-видимому, наиболее эффективно для обработки сильно разбавленного навоза и сточных вод (смытый навоз или сток откормочных площадок), состоящих из менее 3 процентов твердых веществ. Как правило, оседание уменьшается, если содержание взвешенных веществ в навозе превышает 1 процент.

Сообщалось, что эффективность сепарации для отстойников (общее количество удаленных твердых частиц) составляет 64 процента для конкретной партии корма для свиней и от 39 до 75 процентов для партии земляного корма для говядины. В последнем случае большая часть твердой нагрузки состоит из относительно крупных частиц почвы, отделившихся от поверхности загона во время дождя.

Исследователи проверили работу отстойника с двумя отсеками (глубиной 3 фута и длиной 80 футов каждый), работающими параллельно, на открытой молочной ферме в округе Эрат, штат Техас. Все технологические сточные воды из доильного зала и капельного сарая, а также любые дождевые стоки с участков направлялись в отстойник. Слив из отстойника направлялся в лагуну анаэробной очистки/накопления. Отстойник обеспечивает эффективность отделения 33% всех твердых веществ и 45% летучих твердых веществ.

Механические сепараторы

Проведены полевые испытания эффективности сепарации механических сепараторов различных типов и марок. Производительность этих различных механических сепараторов сильно различалась. Эффективность колебалась от 3 до 67 процентов от общего количества удаленных твердых частиц, в зависимости от размера сетки (отверстий), типа навоза и используемой скорости потока. Кроме того, заявления производителей также могут быть основаны на общем количестве взвешенных твердых частиц или объемных процентах твердых частиц, определенных с помощью конуса Имхоффа (конусообразный градуированный сосуд для измерения осаждаемых твердых частиц). Результаты испытаний могут ввести в заблуждение, если они не основаны на общем количестве твердых или летучих твердых веществ.

При проверке результатов таких испытаний убедитесь, что в отчет включена точная информация о таких переменных, как тип испытанного жидкого навоза (свиной, говяжий или птичий), общее содержание твердых веществ в сыром навозе перед испытанием и, где применимо, скорость потока жидкости, поступающей в систему разделения.

Производительность грохотных сепараторов зависит от размера отверстия грохота, расхода жидкого навоза и таких характеристик навоза, как содержание твердых частиц и гранулометрический состав. Исследования показывают, что грохоты работают намного лучше с навозом, содержащим менее 5 процентов твердых веществ. Более высокие скорости потока и содержание твердых частиц имеют тенденцию забивать отверстия сетки, в результате чего на поверхности сетки скапливается больше воды, а в твердых частицах остается больше влаги.

Прессы и центрифуги имеют более высокую эффективность разделения, чем сита, и производят относительно более сухие твердые вещества. Имеется мало данных о производительности прессов и циклонов. В молочном доильном центре в округе Эрат в Техасе система отделения твердых частиц гидроциклона снизила общую концентрацию твердых частиц в выходящем потоке сточных вод (поток, выходящий из сепаратора) на 34 процента по сравнению с их концентрацией в притоке (поток, поступающий в сепаратор).

Химическая обработка

Лаборатории проверили, насколько хорошо химические вещества помогают отделять твердые частицы в навозе путем коагуляции и флокуляции, но не существует стандартного метода тестирования в полевых условиях. Некоторые лабораторные исследования показали, что при химической обработке жидкого навоза за осаждением или механическим разделением удаляется гораздо больше твердых веществ. Исследователи работают над определением оптимальной дозировки (т. е. непрерывной подачи) этих химикатов.

Экономика

Затраты, связанные с отделением твердых частиц от жидкого навоза, промышленных сточных вод и стоков с открытых площадок, включают стоимость системы отделения, строительство и/или установку, энергию и рабочую силу для эксплуатации системы, а также техническое обслуживание и ремонт системы. Механические сепараторы стоят от 10 000 до более 50 000 долларов США, не включая стоимость насосов, отстойников и каналов. Их пропускная способность (количество обрабатываемого жидкого навоза и сточных вод) варьируется от 100 до 600 галлонов в минуту.

При той же производительности сита стоят меньше, чем центрифуги или прессы. Некоторые производители предлагают варианты установки прессов на сепараторе сита для удаления большего количества воды из отделенных твердых частиц. При выборе метода разделения и оборудования для конкретной системы обращения с навозом учитывайте количество навоза и производственных отходов, подлежащих обработке, цель разделения твердой и жидкой фаз и планируемое использование отделенных твердых веществ.


Дополнительная информация

Auvermann, B.W. and J.M. Sweeten. 1992. Оценка гидроциклонного сепаратора для молочного навоза. Отчет о полевом дне округа Эрат. Техасская служба распространения сельскохозяйственных знаний, Техасская университетская система A&M
.

Служба плана Среднего Запада (MWPS). 1993. Справочник по предприятиям по обращению с отходами животноводства. МВПС-18. MWPS, Университет штата Айова, Эймс, ИА 50011.

Суитен, Джон М. и М.Л. Вулф. 1993. Расширение молочной промышленности: влияние на качество и количество грунтовых вод с акцентом на оценку системы управления отходами для открытых молочных ферм. Тех. Отчет № 155. Техасский институт водных ресурсов. Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас 77843-2118.

Чжан, Р. Х. и П. В. Вестерман. 1997. Разделение твердых и жидких отходов животноводства для контроля запаха и управления питательными веществами. Прикладная инженерия в сельском хозяйстве 13 (5): 657-664.


Исходная статья Сакиба Мухтара, Джона М. Свитена и Брента В. Оверманна*

Просмотреть исходную статью (PDF)

Подготовлено сельскохозяйственными коммуникациями, Система Техасского университета A&M

Почему вам следует подумать о сепарации навоза в

Автор: Роб Планк
1 февраля 2019 г.

Управление молочным навозом никогда не бывает простым. Даже если вы просто перенесете навоз прямо с коровников в пруд или лагуну для хранения, в конечном итоге вам придется очистить это место и выяснить, где взять эти питательные вещества. Разделение навоза на твердую и жидкую фазу может помочь вам управлять навозом и позволит вам более стратегически распределять питательные вещества.

Преимущества

Существует ряд преимуществ, которые можно получить, внедрив один или несколько методов разделения твердой и жидкой фаз на вашей молочной ферме.

Сделай сам постельное белье

Если ваша молочная ферма использует опилки или другую подобную органическую подстилку, добавление сепаратора навоза может позволить вам создать собственный источник подстилки. Это может быть достигнуто с помощью системы винтового или валкового пресса. Отделенные волокна навоза можно смешивать с подстилкой или использовать отдельно. Если они используются сами по себе, добавление сушилки для постельных принадлежностей действительно может помочь снизить уровень влажности и бактерий.

Сухие твердые частицы навоза, выгружаемые из сушилки для навоза McLanahan.

Гибкость при транспортировке и перекачивании навоза

Навоз может быть чрезвычайно сложным в обработке просто потому, что он настолько непредсказуем. Навоз может содержать ушные бирки, длинные волокна, веревки и куски бетона, и это лишь некоторые из них. Этот инородный материал наносит ущерб насосным системам и последующему технологическому оборудованию. Установка сепаратора навоза удаляет весь этот нежелательный мусор, а также волокна навоза немедленно и более управляемым образом. После удаления волокон навоза и мусора оставшиеся стоки можно перекачивать через насосную систему в грузовики или на поля с меньшим риском засорения труб, насосов и форсунок. В некоторых случаях это позволяет поливать водой и питательными веществами, что раньше было невозможно.

Улучшенная техническая вода

Во многих случаях надосадочная жидкость (более чистая часть навозной воды) возвращается обратно из отстойников для промывки проходов для коров, мест содержания коров и водосточных труб. Установка оборудования для отделения навоза перед хранилищем навоза снижает содержание органических веществ в отстойнике, что обеспечивает более высокое качество возвратной воды в коровники. Во многих случаях воду из сепарационного оборудования можно повторно использовать сразу же, что устраняет необходимость перекачивать воду из амбара в хранилище и обратно.

Уменьшенный размер лагуны и загрузка

Обработка навоза методом разделения твердой и жидкой фаз может уменьшить требуемый размер лагуны для вашей молочной фермы. Это также снижает органическую нагрузку, попадающую в лагуну, что делает ее удаление менее энергозатратным. Программа Pro-Dairy Корнельского университета опубликовала статью, посвященную нескольким методам механического разделения твердой и жидкой фаз, и пришла к выводу, что разделение может уменьшить требуемый размер отстойника на 30%.

Стратегическое размещение питательных веществ

Благодаря разделению твердой и жидкой фаз питательные вещества распределяются более стратегически. Благодаря удалению крупных волокон и нежелательных остатков из навоза оставшуюся жидкость, содержащую основную часть питательных веществ, можно транспортировать, переносить и вносить с большей гибкостью. Жидкие стоки больше не нужно доставлять на поля цистернами и грузовиками; его можно перекачивать и вносить стратегически с помощью систем орошения и инъекций. Отделенные волокна из-за их более низкой насыпной плотности можно перевозить дальше с меньшими затратами.

Недостатки

Существуют также некоторые недостатки разделения твердой и жидкой фаз, которые нельзя упускать из виду.

Два отдельных потока навоза для управления

Разделенные волокна нужно будет периодически перемещать и укладывать. На большинстве молочных заводов это достигается с помощью погрузчика с бортовым поворотом или большого погрузчика. Количество необходимого времени зависит от размера молочной фермы, но иногда может занимать несколько часов в день. Кроме того, вместо перевозки навоза с помощью одного вида оборудования, как правило, цистерны для навоза, необходим разбрасыватель ящиков для перевозки и распределения отделенных волокон. Если у молочной фермы его еще нет, это может быть дополнительным капитальным вложением.

Увеличение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание

Добавление сепарации на вашу молочную ферму повысит ваши эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание. В большинстве случаев это означает добавление хотя бы одного электродвигателя, обычно двух, когда требуется дополнительный насос. Кроме того, требуется дополнительная рабочая сила для периодической очистки, проверки и ремонта компонентов системы. Эти повышенные расходы нельзя игнорировать.

Увеличение капитальных затрат

Эти капитальные затраты идут дальше, чем просто оборудование. Также необходимо учитывать расходы на бетон, конструкции, опоры, водопровод и электричество. В холодном климате, когда температура опускается ниже нуля, требуется здание с дополнительным отоплением, чтобы оборудование могло работать в зимние месяцы.

Опции

Существует несколько способов отделения навоза. Эти методы варьируются от простых до очень сложных способов удаления волокон и питательных веществ. Некоторые из наиболее распространенных и относительно простых методов описаны ниже.

Вращающееся сито

Эта технология может использоваться в самых разных отраслях. Его можно найти в переработке пищевых отходов, просеивании сточных вод и сортировке полезных ископаемых. В этой относительно простой технологии используется вращающийся барабан, состоящий из сетки или перфорированной пластины. Обрабатываемый материал может подаваться либо внутрь (внутренняя подача), либо снаружи (внешняя подача) грохота. Частицы улавливаются на экране, в то время как жидкость и мелкие частицы проходят через него. Распылители являются обычным явлением, и можно добавить щетки, чтобы поддерживать чистоту экрана. Эти экраны обеспечивают отличное разделение для систем навоза с возможностью обхода песка.

Вращающийся экран McLanahan.

Наклонный экран

Наклонные экраны, иногда называемые боковыми экранами, банановыми экранами или наклонными экранами, представляют собой, как следует из названия, большие, плоские или изогнутые экраны, установленные под определенным углом, близким к вертикальному. Материал прокачивается через верх и каскадом стекает вниз по экрану. Волокна отделяются и обезвоживаются на лицевой стороне сетки, прежде чем падают. Одним из преимуществ этого экрана является отсутствие движущихся частей. Некоторые экраны оснащены промывочными стержнями и вибрационными двигателями для облегчения очистки экрана. Большим преимуществом является отсутствие электрических требований.

Вибросито

Существует несколько разновидностей просеивающих машин этого типа, но все они используют вибрационный двигатель для перемещения сита по кругу или по эллипсу, что способствует разделению частиц и придает движение отделяемому материалу. Эти экраны имеют высокую производительность при относительно небольшой занимаемой площади. Эти экраны требуют периодической очистки.

Тяговая цепь и желоб

В этих системах используется тяговая цепь, расположенная внутри наклонного желоба, дно которого изготовлено из сетчатого материала. Цепь медленно вытягивается вверх по направлению к разгрузке. Потянув вверх, он счищает волокна, захваченные на сетке, и тянет их к выходу.

Валковый пресс

Сепараторы роликового пресса

представляют собой вторичный сепаратор, используемый последовательно с вращающимся барабаном для обезвоживания сгущенного навоза. Материал подается между двумя вращающимися валками, между которыми создается зона высокого давления. Один из валов имеет небольшие отверстия, через которые вода стекает, сохраняя при этом волокна. Эти машины имеют небольшую общую площадь просеивания, поэтому они не используются для первичной сепарации.

Рулонный пресс McLanahan.

Винтовой пресс

Винтовые прессы

представляют собой компактные машины для разделения и обезвоживания. Они содержат вращающийся шнек внутри экрана. По мере того, как материал подается в корпус машины, шнек продвигает его вперед, минуя просеивающие поверхности. Волокна, попавшие на экран, стираются и продвигаются винтом вперед. По мере того, как эти волокна накапливаются на выходе, они образуют «пробку» материала, сильно спрессованного и обезвоженного. Эти универсальные сепарационные машины обеспечивают отличную сепарацию при компактных размерах. Из-за высоких допусков и зон высокого давления они подвержены абразивному износу.

Винтовой пресс McLanahan.

Бетонные хранилища, плачущие стены и т. д.

Эти методы эффективны для удаления части более крупных волокон и материала, которые оседают под действием силы тяжести. По сути, навоз транспортируется в большую зону осаждения, которая обеспечивает время удерживания, достаточное для осаждения материала. В случае с плачущей стеной или их вариациями в стенах или полу есть участки, через которые жидкости могут стекать. Волокнистый материал имеет тенденцию довольно быстро закрывать дренажные зоны, что делает их неэффективными для водоотвода. Эти системы могут быть трудоемкими во время очистки.

Плакучие стены позволяют жидкости просачиваться сквозь них.

Другие опции

Более сложные методы включают центрифуги, ультрафильтрационные мембраны, дисковые прессы, ленточные фильтр-прессы и системы дозирования химикатов.