Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Состояние и перспективы переработки и использования навоза в России 9
1.2. Проблемы экологической безопасности животноводческих ферм и комплексов 12
1.3. Характеристика существующих технологических и технических решений по подготовке навоза 17
1.4. Экологические требования к сельскохозяйственным предприятиям 24
1.5. Обзор методов выбора оптимальных решений 26
1.6. Критерии оценки технологий и технических средств 39
1.7. Краткие выводы. Цель и задачи исследования 40
2. Теоретические предпосылки формирования методики автоматизированного проектирования машинных технологий приготовления органических удобрений 42
2.1. Обоснование методики автоматизированного формирования технологий переработки навоза 42
2.2. Условия функционирования технологического процесса приготовления органических удобрений из навоза 44
2.3. Методика определения технологических параметров линий переработки навоза в органическое удобрение 51
2.3.1. Определение количества и качества навоза 51
2.3.2. Определение технологических параметров операций по переработке навоза в органическое удобрение 57
2.3.3. Выбор типа хранилища для навоза 62
2.4. Методика выбора способов и средств механизации 64
2.5. Определение перечня перспективных технологических решений по переработке навоза в органическое удобрение 70
2.6. Сравнительная оценка вариантов технологий приготовления органических удобрений из навоза 72
3. Разработка методики проектирования технологий производства органических удобрений из навоза 91
3.1. Методика получения исходной информации 91
3.2 Методика обработки исходной информации 92
3.3. Информационное обеспечение систем автоматизированного проектирования технологических процессов 96
3.4. Представление пошагового процесса моделирования технологий приготовления органических удобрений из навоза 103
4. Апробация методики и результаты проведенных исследований 112
4.1. Анализ и выбор технологии переработки навоза в органическое удобрение 114
4.2. Оценка рассмотренных вариантов технологий производства органических удобрений из навоза КРС 119
5. Экономическая эффективность проектированной технологии 135
Общие выводы 137
Список литературы 139
Приложение 1 149
Приложение 2 153
Приложение 3 161
Приложение 4 169
- Характеристика существующих технологических и технических решений по подготовке навоза
- Определение технологических параметров операций по переработке навоза в органическое удобрение
- Представление пошагового процесса моделирования технологий приготовления органических удобрений из навоза
- Оценка рассмотренных вариантов технологий производства органических удобрений из навоза КРС
Введение к работе
Актуальность темы. Как указывает отечественный и зарубежный опыт эксплуатации животноводческих предприятий, обеспечение благоприятной экологической обстановки в районах их расположения определяется рядом факторов, среди которых основной — эффективность применяемых технологий удаления, обработки, хранения и использования навоза.
В последние годы большой объем неиспользованного навоза приводит к его накоплению на территориях предприятий, интенсивному засорению семенами сорной растительности, потере в навозе питательных веществ и его органической массы. Это обстоятельство связано с неудовлетворительным состоянием материально-технической базы хозяйств, отсутствием адаптивных вариантов технологий переработки навоза, что ведет к увеличению себестоимости органических удобрений. Повышение эффективности использования навоза достигается при помощи научно-обоснованных методов формирования рациональных вариантов машинных технологий приготовления органических удобрений и их внесения в почву. Для решения этих задач могут быть применены оптимизационные методы, обеспечивающие получение органических удобрений при минимальных затратах в конкретных условиях сельхозтоваропроизводителя.
Цель исследований – повышение эффективности использования навоза и обеспечения экологической безопасности сельскохозяйственного производства путём разработки методологических основ автоматизированного формирования адаптивных машинных технологий приготовления органических удобрений и их внесения в почву.
Научную новизну работы составляют:
методика определения технологических параметров сооружений и машин, необходимых для обеспечения экологически безопасной переработки навоза в органические удобрения;
алгоритм формирования машинных технологий;
метод автоматизированного проектирования машинных технологий производства органических удобрений с элементами экспертной оценки;
Практическую значимость имеют:
сформированные базы данных по технологиям и техническим средствам производства органических удобрений на основе навоза;
программа формирования машинных технологий получения органических удобрений с оценкой их экологической эффективности.
Реализация результатов исследования.
Предложенные методы и алгоритмы использовались при разработке «программы обеспечения экологически безопасного производства сельскохозяйственной продукции» для ряда животноводческих предприятий Лужского района Ленинградской области; для разработки промышленной технологии переработки помета в удобрение по Государственному контракту «Разработка микробиологической технологии производства экологически безопасных биологических удобрений на основе отходов птицеводства» № 02.515.11.5102
на 2009 г. с Федеральным агентством по науке и инновациям.
Апробация работы. Основное содержание диссертации доложено и обсуждено на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов в Санкт-Петербургском Государственном аграрном университете и Всероссийском научно-исследовательском и Проектно-технологическом институте механизации животноводства в 2006, 2007 и 2009 г.г.,
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных статьях, в том числе в журнале, рекомендованным ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 101 наименования и 4 приложений. Текстовая часть работы содержит 148 страниц машинного текста, 14 таблиц и 31 рисунок.
Характеристика существующих технологических и технических решений по подготовке навоза
Технологии производства органических удобрений из продуктов жизнедеятельности животных являются сложными системами, включающими в себя совокупность отдельных процессов и операций, сформированных в определенной последовательности.
Соотношение и выбор технологических процессов в системе навозоудаления определяют в каждом конкретном случае на стадии проектирования объектов (рис. 3).
Анализ технологий и технических средств, используемых хозяйствами в [настоящее время, показывает, что они не в полной мере обеспечивают:
механизацию внесения подстилки и очистку стойл;
транспортировку навоза без потерь к местам переработки и хранения;
приготовление органоминеральных удобрений с сбалансированным составом питательных веществ;
соблюдение требований по защите окружающей среды;
защиту от попадания в навоз ливневых и талых вод;
Кроме этого, они имеют высокую энергоматериалоемкость (рис 4, 5).
Очевидно, что наиболее эффективный путь снижения сметной стоимости строительства линий уборки и утилизации навоза-, энергетических и трудовых затрат, а также эксплуатационных расходов — это уменьшение выхода массы стоков из производственного сектора предприятий, которое может быть обеспечено лишь за счет сокращения поступления воды в систему навозоудаления. Поэтому совершенствование систем удаления, навоза должно быть направлено, в первую очередь, на применение безводных способов его уборки и переработки. Вследствие этого наибольшее распространение в животноводстве получили механические способы уборки навоза.
Механическую уборку навоза осуществляют бульдозерами; фронтальными погрузчиками и другими мобильными, специально для этой цели приспособленными средствами, а также при помощи таких стационарных установок непрерывного действия- как скребковые, шнековые, штанговые транспортеры и скреперные установки. В настоящее время в России эксплуатируются около 200 тыс. ед. механических средств уборки навоза, а. ежегодная суммарная потребность в них составляет почти 50 тыс. ед.
При использовании гидросмывных и рециркуляционных систем навозов удаления практикуется разбавление исходного навоза водой, что резко удорожает его последующую переработку. Отличие этих систем заключается в том, что в гидросмывной системе при разбавлении навоза используются большие , объемы-воды, а рециркуляционных - жидкая навозная фракция, что требует обеспечения мер по предотвращению эпизоотии. Самотечная система не требует дополнительного разбавления исходного навоза водой, но надежная работа системы обеспечивается лишь при бесперебойном кормлении животных только сбалансированными комбикормами тонкого помола, при отсутствии всякого разбавления исходного навоза водой из неисправных поилок, дренажной водой после мойки оборудования и при отсутствии попадания в исходный навоз посторонних включений и предметов. В настоящее время выполнение перечисленных условий достигается в исключительных случаях.
В зависимости от относительной влажности навоза, т.е. от количества содержащейся в нем воды, навоз условно разделяют на твердый (подстилочный), полужидкий (бесподстилочный) и жидкий. Если влажность навозной массы выше 97%, то такую массу называют навозными стоками (таблица 3).
Основными способами подготовки к использованию подстилочного навоза, образующегося при содержании животных на обильной или глубокой подстилке, являются его выдерживание и хранение. В соответствии с ветеринарно-санитарными и экологическими требованиями данная технология предусматривает сбор, выдерживание, хранение навоза в прифермских или полевых навозохранилищах и на площадках.
Основными способами подготовки к использованию подстилочного навоза, образующегося при содержании животных на обильной или глубокой подстилке, являются его выдерживание и хранение. В соответствии с ветеринарно-санитарными и экологическими требованиями данная технология предусматривает сбор, выдерживание, хранение навоза в прифермских или полевых навозохранилищах и на площадках.
На практике технологические процессы карантинирования, выдерживания и хранения навоза совмещают (рис. 6).
Основное условие правильного хранения навоза - плотная укладка его в штабеля. В этом случае меньше теряется азота, фосфора и органического вещества, чем при укладке в штабеля без уплотнения. Аналогично с этой технологией осуществляют и компостирование на прифермских площадках с добавлением влагопоглощающего материала, но при этом, для ускорения процесса компостирования смесь необходимо периодически перемешивать (аэрировать).
Для создания более благоприятной экологической обстановки вокруг животноводческих и птицеводческих предприятий разработаны ряд технологий экспресс-компостирования (аэробной биоферментации) [4, 7, 34, 54, 101]. Схема вариантов интенсивного компостирования (ИК) представлена на рис.7.
Ускоренный способ компостирования (называемый также экспресс-компостированием) навоза осуществляется в специальных ферментерах и реакторах различной формы и конструктивного исполнения и протекает в искусственно создаваемых условиях при аэрации компостной смеси путем принудительной подачи воздуха.
Основными условиями, соблюдение которых обеспечивает прохождение в смеси навоза с влагопоглощающим материалом процесса компостирования, являются влажность, кислотность, соотношение углерода и азота, пористость смеси, равномерность смешивания, температура окружающей среды, аэрация, минеральные добавки.
Одним из перспективных и экологически целесообразных направлений использования навоза является применение его как основы для получения гранулированных органоминеральных удобрений с заданными физико-химическими характеристиками. В удобрениях такого типа достигается равномерное распределение основных питательных веществ и микроэлементов, что в значительной степени повышает их агрохимическую эффективность. Состав питательных веществ задается в них с учетом вида культуры, под которую они вносятся, планируемой урожайности и типа почвы. Обеспечиваются беспроблемное длительное хранение удобрений и возможность дифференцированного внесения их в почву [82, 89].
Для выбора той или иной технологии приготовления органических удобрений на основе навоза необходимо произвести экспертную оценку технико-экономических и экологических показателей каждой технологии применительно к конкретным объектам (птицефабрика, ферма КРС, свиноводческий комплекс) с заданными входными параметрами (количество и влажность навоза).
Многолетний- опыт показывает, что наиболее качественное органическое іудобрение получается в результате компостирования навоза в смеси с влагопоглощающим материалом. При этом на животноводческих комплексах необходимо минимизировать возможность разбавления навоза водой [2, 9, 13].
Определение технологических параметров операций по переработке навоза в органическое удобрение
К процессу приготовления органических удобрений из навоза относятся операции по разделению навоза, его стабилизации или обработки полученных фракций, возможен вариант смешивания его с влагопоглощающими материалами и дальнейшим компостированием, хранение органических удобрений [6, 34,95, 96].
Разделению на фракции подвергается, как правило, жидкий навоз и навозные стоки на свиноводческих предприятиях мощностью 12 тыс. свиней в год и более и на предприятиях крупного рогатого скота мощностью 2500 голов молодняка в год и более [64].
Целесообразность разделения жидкого навоза и навозных стоков на фракции независимо от мощности предприятия в каждом конкретном случае должна быть дополнительно определена, исходя из их влажности, а также требований к і дальнейшей обработке, хранению и использованию.
Для повышения эффективности выделения сухих веществ в некоторых случаях вводят в жидкую фракцию высокомолекулярный полиэлектролит -флокулянт из расчета 3,0 - 4,0 кг сухого порошка на 1т сухих веществ навоза.
Сухой порошкообразный флокулянт перед поступлением в жидкую фракцию навоза растворяется в воде с помощью автоматической станции приготовления концентрированного раствора флокулянта. Расход воды на приготовление раствора флокулянта составляет 1м на 1 кг сухого порошка.
Компост может использоваться для внесения в почву в разброс (машинами по внесению твердых органических удобрений), так и служить основой для приготовления гранулированных органоминеральных удобрений. Применение таких удобрений в практике сельскохозяйственного производства позволяет осуществить реальное дифференцированное их использование, исходя из .свойств почв и планируемой урожайности сельскохозяйственных культур.
На предприятиях с гидросмывной системой удаления навоза используют сооружения биологической очистки жидкой фракции, но только в случаях:
- недостатка площадей сельскохозяйственных угодий для внесения стоков и достаточного объема воды для разбавления стоков при орошении;
- при неблагоприятных климатических, геологических, гидрогеологических условиях, когда не представляется возможность внесения стоков в почву, а также при сбросе их на городские или иные очистные сооружения.
Процесс искусственной биологической очистки жидкой фракции навоз-,ных стоков осуществляется в аэротенках механическим, пневматическим, гид-ропневматическим и комбинированным способами аэрации. При расчете аэротенков следует руководствоваться данными, приведенными в таблице 7.
При механическом способе аэрации степень очистки жидкой фракции следует принимать: по ХПК - до 300 мг/л, содержание взвешенных веществ - до 120 мг/л, азота - до 120 мг/л, фосфора - до 90 мг/л, калия - до 210 мг/л [64]. При гидропневматическом и комбинированном способах аэрации степень очистки жидкой фракции следует принимать: ХПК - до 200 мг/л, взвешенные вещества - до 30 мг/л, БПК5 - до 20 мг/л, азота аммонийного - до 30 мг/л, нитритов - до 0,5 мг/л, нитратов - до 0,5 мг/л, фосфатов - до 35 мг/л.
Глубокая очистка стоков в аэротенках при гидропневматической аэрации обеспечивается за счет комбинированной анаэробно-аэробной обработки массы и одновременно протекающих процессов нитрификации, денитрификации и биологической очистки стоков.
Содержание питательных веществ в избыточном активном иле следует I принимать: общего азота - 11 %, фосфора - 8,8 %, калия - 3 % от массы сухого вещества.
Естественную биологическую очистку жидкой фракции навозных стоков следует осуществлять в биологических прудах различных типов и конструктивного исполнения: - анаэробно-аэробных;
- с естественной и искусственной аэрацией;
- одно- и многоступенчатых;
- БОКС-прудах.
Биологические пруды рекомендуется применять:
- для доочистки жидкой фракции навоза, прошедшей биологическую очистку;
- в качестве самостоятельных сооружений для естественной биологической очистки жидкой фракции навозных стоков и сточных вод с доильных площадок при круглогодовой работе в районах со среднегодовой температурой воздуха ,выше 10С;
Нагрузку по БПК на анаэробные пруды следует принимать 330-560 кг/га в сутки при глубине прудов 3,5-6 м. Их очистка должна проводиться не реже одного раза в три года.
В аэробных прудах ведущая роль по переработке органических веществ принадлежит одноклеточным водорослям (фитопланктону), которые, в основном, обеспечивают пруды кислородом. Оптимальной концентрацией загрязнения поступающей жидкой фракции по БПК для аэробных прудов следует считать 200-300 мг/л.
В очищенном навозном стоке содержание растворенного кислорода следует принимать до 6 мг/л, БПК5 -10-15 мг/л.
Представление пошагового процесса моделирования технологий приготовления органических удобрений из навоза
Технологический процесс производства, обработки и использования навоза животноводческих предприятий как упорядоченную деятельность можно представить в виде процесса принятия решений (уравнений). На этом этапе технологический процесс формирования машинных технологий производства органических удобрений разбивается на операции, каждая из которых имеет свое функциональное значение, обладает определенной целостностью, завершенностью и моделируется в форме оператора [87, 91].
В процессе работы программы исследователь и проектировщик будут проектировать технологию путем выбора из нормативно-справочного материала и баз данных основных элементов технологии производства и использования органических удобрений, а также всех технических средств, которые могут быть использованы в новой технологии при выполнении производственных процессов.
Элементы технологии при производстве и использовании органических удобрений, с помощью СУБД и нормативно-справочного материала, формируют в диалоговом режиме методом операционных игр. Применим методику автоматизированного формирования для проектирования машинной технологии производства органических удобрений.
Шаг 1. Определим перечень предпочтительных технологий переработки навоза в органическое удобрение. На данном этапе, в зависимости от вида животных, системы и способа содержания, системы уборки навоза, природно-климатического расположения животноводческого комплекса, экономического состояния хозяйства и т.д., эксперт выбирает наиболее предпочтительные варианты технологического решения переработки навоза.
Шаг 2. Определяем последовательность технологических операций и набор технических средств. Каждая технология состоит из последовательности технологических операций, в процессе выполнения которых начальный продукт (навоз) постепенно превращается в органическое удобрение. Для выполнения технологических операций необходимо выбрать оптимальный набор технических средств. Выбираемые технические средства должны обеспечивать необходимую производительность, быть надежными и долговечными в эксплуатации и обеспечивать качественные показатели выходного продукта.
Шаг 3. Определение вида и объема влагопоглащающего материала. При приготовлении компостов на основе навоза широко используют различного вида влагопоглощаюшие материалы (торф, солома, опилки и т.д.).
Шаг 4. Определение технологических параметров и объемно-планировочного решения. Для осуществления той или иной технологии помимо технических средств, требуются различные условия. На данном этапе важно определить оптимальные размеры сооружений и зданий. Они должны обеспечивать беспроблемное функционирование технологического процесса при соблюдении строительных, санитарных и экологических норм.
Шаг 5. Производство и применение органических удобрений в большинстве своем связано с транспортировкой больших объемов навоза к месту переработки и хранения, к месту внесения и самого внесения. Навоз можно транспортировать мобильными средствами (прицепы для твердых органических удобрений и цистерны для жидкой фракции). Для транспортирования жидкой фракции также используют систему гидротранспорта представляющей систему трубопровода и насоса, обеспечивающего перемещения жидкой фракции навоза по трубопроводу.
Шаг 6. После внесения органического удобрения на поверхность почвы необходимо в течение короткого отрезка времени (не более 2 ч.) произвести заделку его в почву, с целью снижения потерь питательных веществ, а также предотвращения выброса вредных веществ в атмосферный воздух. Поэтому комплекс машин по внесению и заделке удобрения в почву должен быть сбалансирован.
Технология производства органических удобрений осуществима, если технологические процессы объектов в технологии совместимы между собой, т.е. совместное использование объектов с данными свойствами обеспечивает выполнение технологии в области пересечения множеств ее объектов.
Методика автоматизированного формирования машинных технологий представлена последовательностью выполнения алгоритма проектирования (рис. 21)
На основании этой информации с помощью алгоритма А1 определяются технологические показатели животноводческого помещения, выход навоза и его влажность. С помощью алгоритма оптимизации А2 производится сравнение технических средств предприятия с техническими средствами, занесенными в базы данных (рис. 23), и выбирается технология, использующая максимальное количество технических средств, имеющихся у предприятия. Результат в виде таблицы фиксируется в промежуточной базе БП1, а база Ol выводит полученный результат на дисплей.
С учетом имеющихся и полученных данных алгоритмами A3, А4, А5, А6 производится уточненный расчет выхода навоза, необходимое количество подстилки, воды для санитарной обработки или удаления навоза, влажность навоза на выходе из фермы.
При помощи алгоритма А7 определяем количество питательных веществ NPK в навозе при выходе из фермы.
Учитывая характеристики оборудования, используемого в технологии предлагаемой в БШ, алгоритмами А8, А9, А10, All, А12 рассчитывается количество твердой и жидкой фракции, потребность во влагопоглощающем материале, масса полученного удобрения, содержание в нем NPK, площадь, необходимая для внесения удобрений.
При помощи алгоритма А13, полученных расчетных данных АЗ,А4, А5,А6, А7, А8, А9, А10, All, А12 и промежуточной базы БШ определяем экономическую эффективность и энергоемкость технических средств варианта технологии получения органических удобрений.
Если проектирование технологической линии приготовления органических удобрений производится без учета имеющихся технических средств предприятия, то процесс проектирования начинается с выбора предпочтительной технологии. Это осуществляется с учетом особенностей хозяйства, желания клиента и рекомендаций специалиста в данной области.
На схеме (рис. 13) этот процесс начинается с промежуточной базы данных БП2, в которой с учетом вышеперечисленных требований формируются предлагаемые технологии с набором технических средств и выводом их технико-экономическими характеристиками. При помощи базы 02 в диалоговом режиме можно выбрать конкретную технологию и варьировать техническими средствами, участвующих в технологии (рис. 24). Далее в промежуточной базе БПЗ выводятся для просмотра и анализа перечень технических средств (рис. 25), участвующих в технологии, с итоговыми результатами затрат живого труда, жидкого топлева, электроэнергии, труда на ТО, ремонт машин и оборудования.
В промежуточной базе БП5 выводится сводная таблица основных и дополнительных показателей экономической и энергетической эффективности варианта технологии получения органических удобрений (рис. 26). В диалоговом режиме пользователь оценивает результаты и принимает утвердительное решение. В противном случае, у него есть возможность проиграть дополнительные варианты технологии с применением различных вариантов сочетаний технических средств.
Пользователь возвращается в исходную форму посредствам промежуточной базы данных БП и баз данных Б1, Б2, БЗ, Б4, Б5, Б6, Б7 и в диалоговом режиме заполняет паспорт предприятия.
СУБД и последовательность алгоритмов обрабатывает введенную информацию по указанной схеме, в результате чего, пользователь проектирует новый вариант технологии. С помощью алгоритма А15 производится расчет сравнительной экономической эффективности нового и базового вариантов.
Оценка рассмотренных вариантов технологий производства органических удобрений из навоза КРС
Анализируя результаты первого этапа проектирования можно выделить технологии №11 и №12 (компостирование с влагопоглощающим материалом на прифермских и полевых площадках без аэрации и с использованием аэрации). Данные технологии позволяют добиться хорошего экологического результата с наименьшими, по отношению к другим технологиям, капитальными затратами. На рисунках 28 и 29 показаны значения коэффициента экологической безопасности исследуемых технологий и удельные затраты на единицу объема питательных веществ, доведенных до растения.
Оценивая по критерию экологического эффекта от повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий при использовании органических удобрений, стоит отметить технологию №9 (компостирование с влагопоглощающим материалом в закрытых установках - биореакторах). Однако высокие капитальные и эксплуатационные затраты ограничивают применение данной технологии. Технико-экономические и экологические показатели исследуемых технологий в зависимости от поголовья и влажности исходного навоза представлены на рис. 28, 29 и в приложении 2.
Выявлено, что одна из наиболее используемых в настоящее время технологий переработки и использования навоза №4 (транспортировка навоза в навозохранилище, хранение в зимний период, транспортировка и внесение в весенне-осенний период) имеет неудовлетворительные показатели. Эксплуатационные затраты по данной технологии превышают предполагаемую прибыль от получения и реализации дополнительной продукции. Это связано с тем, что удобрение, получаемое по данной технологии, имеет низкое качество, которое отражается на низкой прибавке урожая. Так же данная технология не в полной степени обеспечивает гибель семян сорных растений и обеззараживание навоза, что может и вовсе привести к загрязнению почвы.
В качестве влагопоглощающего материала в технологиях №9, №10, №11 предусматривается использование измельченной до 5-8 см соломы.
Расчет показал, что потребность в влагопоглощающем материале (солома влажностью 25%) при увеличении влажности навоза от 86 до 91%, возрастает в 1,77 раза (приложение 2). С увеличением количества влагопоглощающего материала увеличивается объем работ по приготовлению, транспортировке и внесению удобрений, что ведет к увеличению удельной себестоимости удобрений. Поэтому хозяйство должны стремиться к минимальному попаданию воды в навоз.
Проведенный анализ первого этапа проектирования дает наглядное представление о тенденции изменения технико-экономических и экологических показателей технологий производства органических удобрений из навоза с увеличением поголовья и изменением влажности навоза.
Согласно результатам технико-экономической оценки (таблица 10) построены графики (рис. 28, 29, приложение 2), из которых можно сделать вывод, что в настоящее время в условиях экономической нестабильности сельскохозяйственных предприятий необходимо применять технологии переработки навоза, требующие минимальных капитальных затрат, но обеспечивающих экологически безопасную переработку и использование органических удобрений. j Такими характеристиками обладает технология переработки навоза методом компостирования в смеси с влагопоглощающим материалом на прифермской площадке (технология №11, приложение 1).
Из графиков (рис. 28 и приложения 2) видно, что капитальные затраты и затраты на единицу объема питательных веществ доведенных до растения для данной технологии меньше по сравнению с другими технологиями более чем в 2 раза.
При этом применение органических удобрений, полученных по технологии №11, обеспечивают достаточно большой экологический эффект в виде повышения плодородия сельскохозяйственных территорий (рис. 29).
Результаты первого этапа проектирования использованы в качестве входных данных для второго этапа.
Анализ энергетической эффективности технологий производства органических удобрений показал, что наиболее энергоемким является производство торфонавозных компостов - 763 МДж/т. Это связано с большими энергозатратами на заготовку и транспортировку торфа (около 540 МДж/т). Энергоемкость компостов с применением измельченной соломы составляет 450-600 МДж/т.
Но несмотря на большие затраты по производству и применению компо-стов, коэффициент энергетической эффективности их выше единицы, что обусловлено на ряду с ростом урожая повышением энергопотенциала почвы (рис. 30).
На втором этапе проектирования и исследований определено, как изменяются экономические и экологические показатели, если технологию № 11 выполнять различным набором технических средств и сооружений. Полученные результаты исследований представлены в табл. 11.
Для наглядности ряд вариантов технологии №11, с применением различного влагопоглощающего материала, представлен в виде таблиц и гистограмм (рис 31 и приложение 3).
Краткое описание технологий:
1. Компостирование на прифермских площадках в смеси с измельченной соломой, вносимой в поперечный навозоуборочный канал, транспортировка на поля с укладкой в бурты, погрузка и внесение.
2. Компостирование на прифермских площадках в смеси с торфом, вносимого в поперечный навозоуборочный канал, транспортировка на поля с укладкой в бурты, погрузка и внесение.
Проектируемые варианты сравниваются с технологией применяемой рассматриваемым хозяйством в настоящее время. На гистограммах (приложение 3) эта технология показана под №13. Стоит отметить, что расчет всех технологий проводился с учетом имеющейся в хозяйстве материально - технической базы. Для технологии №13 в статье капитальных затрат предполагаются затраты на восстановление сооружений, потерявших свои функциональные свойства, и замену устаревших технических средств.
В таблице 13 представлены технико-экономические характеристики технологии получения органических удобрений по варианту №5.
