Введение к работе
Актуальность гемм. Несмотря на прошедшее в последние годы существенное сокращение поголовья птицы, выход помета составляет около 28 млн. т в год. причем пятая часть этого количества накапливается в качестве переходящих остатков в хранилищах, представляя серьезную экологическую опасность.
При использовании прогрессивных технологий, новейшего оборудования и рациональных форм переработки помет становится весьма ценным и дешевым сырьем для получения высококачественных органических удобрений, энергоносителей, кормовых добавок и других полезных продуктов. Разработано множество различных способов переработки отходов птицеводства, однако их общий недостаток - отсутствие комплексного подхода к решению этой проблемы. Так, наиболее перспективный метод, каким является метановое сбраживание помета, несмотря на все свои положительные стороны, оставляет нерешенными вопросы утилизации побочного биогазу продукта -сброженного шлама, особенно его жидкой фракции.
Использование этой фракции в удобрительных поливах, учитывая ее эпизоотическую безопасность и высокую питательность для растений, сдерживается тем, что существующие способы и технические средства для фракционирования жидкого помета не обеспечивают соответствующий агромелио-ративньш требованиям уровень содержания в ней сухого вещества. Поэтому появляется потребность осветления жидкой фракции сброженного помета.
Анализ методов и средств осветления суспензий с малой гидравлической крупностью частиц, характеризующей этот материал, показывает, что наиболее рациональным для этой цели способом является электрофлотация. Однако высокая энергоемкость процесса электрофлотации требует исследования режимов его ведения и параметров установки. Существенное отличие физико-химических свойств сброженного помета от суспензий, на которых ранее проводились исследования электрофлотационного осветления, не позволяет воспользоваться известными данными. В связи с этим возникает необходимость проведения новых исследований.
Цель исследований. Целью работы является минимизация затрат энергии на осуществление процесса электрофлотационного осветления жидкой фракции сброженного помета, обоснование режима процесса и конструктивных параметров электрофлотационной установки.
Объект исследований. Объектом исследований являлся технологический процесс электрофлотационного осветления жидкой фракции сброженного помета.
Методика исследований предусматривает получение аналитических уравнений описания процесса электрофлотации жидкой фракции сброженного помета и последующие экспериментальные исследования на
основе теории планирования многофакторных экспериментов и регрессионного анализа с обработкой опытных данных на ПЭВМ.
Научная новизна работы заключается в определении пути рационального применения электролизных газов и химического реагента при электрофлотационном осветлении жидкой фракции сброженного помета на основе сравнительного анализа эффективности осветления и энергетических характеристик этого процесса. В результате исследований установлено наличие поверхностного электрического заряда' на единичных пузырьках электролизных газов, образованных в среде жидкой фракции сброженного помета, обоснованы оптимальные параметры процесса и установки, получены аналитические выражения для их определения. Разработаны и экспериментально подтверждены математические модели электрофлотационного осветления исследуемых стоков для безреагентного режима работы и с применением предварительной коагуляции.
Практическая ценность работы заключается в создании нового способа осветления жидкой фракции сброженного помета и конструкции электрофлотационной установки, обеспечивающих минимальные затраты энергии на проведение процесса осветления.
Реализация результатов исследований. Электрофлотационная установка для осветления жидкой фракции сброженного помета внедрена в линии комплексной утилизации помета птицефабрики «Шпаковская» Ставропольского края.
Апробация работы. Основные научные положения диссертации доложены на Всероссийской конференции «Современные достижения биотехнологии» и краевом совещании-семинаре по использованию биотехнологий (1996 г.), на научно-технических конференциях СтГСХА (1991-1997 г.г.). Исследования выполнялись в соответствии с планом НИР СтГСХА в рамках темы 29.
Публикация результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 9 научных работ, в том числе получены патент и решение о выдаче патента на изобретение.
Структура її объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 141 наименований и 15 приложений. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста, включающего 26 рисунков. 33 таблицы.
