Разделение жидкого навоза на фракции

Для хозяйственного использования жидкий навоз в ряде случаев бывает экономически выгоднее разделить на твердую и жидкую фракции, чем использовать его в гомогенном состоянии. При этом сокращаются затраты на приобретение и использование гомогенизирующих устройств, упрощаются процессы дальнейшей обработки и использования отдельных фракций (рис. 12,а).

Простейший метод разделения жидкого навоза на фракции состоит в накоплении твердого навоза в емкости-накопителе, оборудованной решеткой-фильтром для отвода навозной жижи в жижесборник.

Опыт эксплуатации таких устройств в совхозе имени XXII съезда КПСС Московской области показал их высокую эффективность для ферм крупного рогатого скота при обычных условиях кормления животных и при использовании измельченной соломы в качестве подстилочного материала. Из емкостей-накопителей навозная жижа беспрепятственно стекает в жижесборник, благодаря этому в значительной степени снижается влажность получаемого навоза. Однако такой навоз еще содержит избыточную влагу, поэтому его нельзя обрабатывать биотермически, но его можно с большим экономическим эффектом использовать для получения торфонавозных компостов. Если стоимость 1 т компоста, полученного из неразделенного жидкого навоза, составляет 5 - 6 руб., то при указанном способе не превышает 1,3 руб.

На фермах, где предусмотрено разделение навоза таким методом, должно быть не менее трех емкостей-накопителей. В одной проходит процесс разделения навоза на фракции, в другой готовят торфонавозный компост и третья находится в резерве. В период резервирования ведут ремонтные работы.

Несколько сложнее построены емкости-накопители твердого навоза в совхозе имени 50-летия СССР Калининской области (рис. 12,б). Накопитель навоза - горизонтальный отстойник, его размеры - 110X33X2,25 м. Отстойник оборудован колодцами, размещенными за его пределами, с шандорным водосбросом в них жидкой фракции навоза, а также перфорированными дренажными трубами, уложенными в желобах на дне отстойника и засыпанными гранитным гравием.

Перед пуском в эксплуатацию отстойника дренажную систему заливают водой, задвижки на выпусках из дренажных труб закрывают. Это необходимо для предохранения дренажа от преждевременной кольматации навозной массой.

Рис. 12. Емкость-накопитель навоза: а - с фильтрующей решеткой; б - с шандорным водосбросом и дренажем: 1 - труба подачи жидкого навоза; 2 - накопитель навоза; 3 - решетка-фильтр; 4 - жижесборник; 5 - колодец с шандорным водосбросом; 6 - дренажная система

Отстойник постепенно заполняется жидким навозом. После каждого заполнения жидкий навоз выдерживают в течение 24 - 36 ч. За это время происходит расслоение его на составные части. Затем жидкую часть навоза удаляют с помощью шандорного водосброса в жижесборный колодец и вновь повторяют заполнение отстойника свежим навозом, поступающим с фермы.

При такой работе необходимо иметь работающими как минимум два отстойника. В один из них свежий навоз поступает с фермы, во втором происходит отстаивание жидкого навоза. При накоплении осадка слоем 1,5 - 1,8 м, что соответствует 4,5 - 5 тыс. м³, подачу жидкого навоза с фермы прекращают и открывают задвижки на выпусках из дренажных труб. Дренажные воды по самотечному коллектору поступают в приемный резервуар насосной станции. В таком виде навоз в накопителях выдерживают в течение шести месяцев. За это время происходит понижение влажности навозной массы с 90 - 92 до 77 - 80%.

Эта конструкция отстойников имеет преимущество перед отстойниками с боковой фильтрующей решеткой, обеспечивает последующую досушку навоза до указанных параметров.

Во время выдержки осадка в отстойниках практически не происходит его обеззараживания, но число патогенных микроорганизмов сокращается по сравнению с исходным состоянием. Обеззараживание свиного навоза, по данным И. Д. Гришаева (1976), методом выдерживания в хранилищах в условиях Нечерноземной зоны РСФСР бывает достигнуто лишь при 12-месячном хранении. В связи с этим подсушенную массу из отстойников вывозят и рыхло штабелируют для биотермического обеззараживания навоза.

После освобождения отстойников от осадка освобождают дренажные лотки от гравия, который промывают водой и вновь используют для засыпки лотков дренажной системы.

При разделении навоза на фракции по данному способу необходимо иметь не менее пяти таких отстойников: два из них находятся в рабочем состоянии, в двух происходит подсушивание навоза и не менее одного - иметь в резерве.

Разделение навоза на фракции механическими средствами. Для механического разделения навоза на фракции применяют вибросита, виброгрохоты и различного типа центрифуги. Разделение с помощью виброгрохотов или вибросит относится к наиболее простым методам, но не к эффективным. Такое разделение применялось на первых крупных комплексах с гидравлическими методами уборки навоза и в настоящее время редко используется.

Виброгрохот состоит из короба с верхним и нижним ситами, амортизационных пружин, поддона, электродвигателя, вибратора, лотков для жидкой и твердой фракции навоза и поддерживающей рамы.

Отечественная промышленность выпускает два вида виброгрохотов: ГИЛ-32 производительностью 100,4 м³/ч и ГИЛ-52 - 65,7 м³/ч. Влажность получаемой твердой фракции навоза 82 - 91%.

Количество выделяемой плотной массы из жидкого навоза с помощью виброгрохота зависит от места его размещения на очистных сооружениях. При размещении за фекальными насосами приемного резервуара задерживается менее 40% взвешенных веществ, при размещении за отстойниками эффективность виброгрохота повышается - выделяется 45 - 50% взвешенных веществ.

Вместо виброгрохотов в настоящее время на очистных сооружениях животноводческих ферм с гидроуборкой навоза устанавливают различные центрифуги. Часто используют центрифугу конструкции ВНИИМЖ, производительность которой 60 - 120 м³/ч. Влажность получаемой твердой фракции навоза 73 - 75%. Такую центрифугу используют также для обезвоживания до указанных параметров избыточного ила, получаемого при биологической очистке жидкой фракции навоза.

В некоторых хозяйствах пользуются центрифугой ОГШ-50К-4, производительность ее 20 - 25 м³/ч. Влажность получаемого навоза 67 - 70%.

Использование механических средств для обезвоживания навоза обеспечивает повышение производительности труда и сокращение затрат на устройство громоздких отстойников. В то же время использование вертикальных отстойников перед механическими средствами имеет свои положительные стороны: повышает количество выделяемого твердого навоза из общей массы жидкого навоза и облегчает этим процесс биологической очистки жидкой фракции навоза.

Химические методы разделения навоза на фракции. Химические, а также электрохимические методы применяются в основном для выделения взвесей из очищенных биологическим методом стоков. Эти методы основаны на образовании коагулянта в тонкодисперсных и коллоидных растворах. При химических методах чаще применяют минеральные коагулянты: соли алюминия или железа, свежегашеную известь и др. Эффективно также использование некоторых окислителей, в том числе содержащих активный хлор.

При электрохимических методах для очистки стоков используют не готовые химические реагенты, а индифферентные продукты, подвергающиеся электролизу с образованием химически активных компонентов. Например, вместо активных гипохлоритов применяют хлорсодержащую соль, которую подвергают электролизу и направляют в емкость с обрабатываемой жидкостью или проводят электролиз в этой емкости, впуская в нее затем обрабатываемую жидкость.

При использовании окислителей в ряде случаев достигается наряду с очисткой также и обеззараживание стоков, но в этом случае расход реагента возрастает в 5- 7 раз по сравнению с одной лишь очисткой (с использованием окислителей в качестве флокулянтов).

Наиболее дешевым химическим реагентом является свежегашеная известь, при добавлении которой к сточной воде происходит не только коагуляция взвешенных веществ, но и выделение фосфорных соединений в виде гидроокиси апатита.

Реакции можно выразить следующими уравнениями:

При внесении гидроокиси кальция в осадке образуется карбонат кальция, который при этом захватывает взвешенные вещества, коллоиды и частицы активного ила. Одновременно с осаждением гидроокиси аппатита удаляется фосфор вследствие ряда реакций, происходящих в растворе. Для более полного удаления фосфатов из очищаемой жидкости необходимо рН среды поддерживать на уровне более 9,5. Доза вносимой извести зависит от содержания щелочи в обрабатываемой жидкости, определяемой в лаборатории.

Такая обработка флокулянтами применяется в основном для доочистки животноводческих стоков после их биологической очистки. Она позволяет в значительной степени понизить в них содержание взвешенных веществ, коллоидов и некоторых растворимых компонентов (фосфатов). Содержание взвешенных веществ при этом понижается на 60-70%, а БПК₅ - на 40-50%.