RU2695460C1 - Method for production of humus from vegetable wastes and device for its implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: municipal services.SUBSTANCE: invention relates to methods for utilization of fallen leaves from trees and shrubs in territories of settlements. Capacity of box-like structure is placed on ground area in soil. Periodically dense laying of vegetal wastes preliminarily moistened with solution of humus through layer of soil is performed on placed mesh partition in reservoir above its bottom until its complete filling. Providing watering of the contents of the container until the ripening of one of the next laid layers on the mesh partition. Removal of ripened layer from it is carried out by washing it with water, placed in cavity between mesh partition and bottom with sump on it, at its pulse action on it during its barbotage with subsequent sedimentation of its suspended particles into a settling tank in the form of a sludge mass at the bottom of the reservoir and its further pumping out from it with the help of an ion exchanger. Device for production of humus from plant wastes – fallen leaves, is a spatial thin-wall structure of polymer material with hydrophobic surface in the form of open container of box type. Container comprises a bottom with a chute-shaped settling tank for collection of mature humus and a mesh partition installed detachably above it, for planting wastes. Pipeline is equipped with a pipeline to feed water into the cavity formed between the bottom and the mesh partition, two air ducts: one for barbotage through its nipple jets of water in it in the zone of contact with the mesh partition and another one – for dropping excess air during barbotage from it into atmosphere, as well as pipeline for sludge-like humus pumping from settler.EFFECT: obtaining humus in a closed cycle of vegetal wastes, periodically composted by layers, with the possibility of removal of a mature humus layer without opening the surface layer.2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии при землепользовании, в частности к способам получения перегноя из растительных отходов и устройствам для его осуществления.The invention relates to the field of ecology in land use, in particular to methods for producing humus from plant waste and devices for its implementation.

Известно, что в землепользовании при выращивании растений используется широкий круг субстрата от естественного грунта на отдельных земельных участках до средств гидропоники на них. Для выращивания растений наиболее пригодными являются территории земельных участков с черноземом, обладающие большим содержанием гумуса (перегноя). При этом выращивание растений одной культуры длительное время на одном месте земельного участка истощает его плодородие, делая это место малопригодным для эффективного землепользования. В землепользовании для поддержания плодородия почвы в части ее органической составляющей, т.е. гумуса, используется ряд приемов, например, введение севооборота при выращивании растений, выращивание растений-сидератов (люпин, донник, гречиха и др.) и их закапывания в почву, внесение органических компостов в почву и др. К ним следует отнести и способ приготовления органического компоста по патенту RU 2534287 С1 [1], который в некотором приближении, в части общности вида действий его осуществления с предлагаемым техническим решением, можно принять за аналог. Однако указанные приемы не позволяют обеспечивать получение перегноя из растительных компонентов (отходов) в замкнутом цикле без нарушения экологии при землепользовании.It is known that in land use when growing plants, a wide range of substrate is used, from natural soil on individual land plots to hydroponics on them. For growing plants, the most suitable are the territories of land plots with chernozem, which have a high content of humus (humus). At the same time, growing plants of the same culture for a long time at one place on the land depletes its fertility, making this place unsuitable for effective land use. In land use to maintain soil fertility in terms of its organic component, i.e. humus, a number of techniques are used, for example, introducing crop rotation when growing plants, growing siderat plants (lupine, sweet clover, buckwheat, etc.) and burying them in the soil, adding organic composts to the soil, etc. The method of preparing organic compost according to patent RU 2534287 C1 [1], which in some approximation, in terms of generality of the type of action of its implementation with the proposed technical solution, can be taken as an analogue. However, these methods do not allow for the production of humus from plant components (waste) in a closed cycle without violating the environment during land use.

Задача изобретения - обеспечение получения перегноя из растительных отходов в замкнутом цикле при периодической укладке их слоями с возможностью удаления созревшего слоя перегноя без вскрытия поверхностного слоя. Способ достижения ее заключается в том, что в качестве вида растительных отходов для получения перегноя выбирают опавшие листья с деревьев и кустарников и пространство для их расположения в виде размещенной в грунте на земельном участке емкости заданного размера типа коробчатой конструкции и на помещенную сетчатую перегородку в емкости над ее дном осуществляют периодически плотную укладку послойно предварительно увлажненных раствором перегноя растительных отходов через прослойку почвы до ее полного заполнения, далее обеспечивают полив водой в заданном режиме содержимого емкости до момента созревания перегноя одного из очередных уложенных слоев на сетчатой перегородке, а удаление созревшего слоя перегноя на сетчатой перегородке емкости проводят путем его размыва водой, размещаемой в полости между сетчатой перегородкой и дном с отстойником на нем, при импульсном воздействии ею на него при ее барботировании с последующим осаждением взвешенных его частиц в отстойник в виде илоподобной массы на дне емкости и дальнейшей ее откачкой из него с помощью илонасоса. Само устройство для получения перегноя из растительных отходов, т.е. опавших листьев, представляет собой пространственную тонкостенную конструкцию из полимерного материала с гидрофобной поверхностью в виде открытой емкости коробчатого типа заданного размера и она содержит дно с расположением в нем жолобообразного отстойника для сбора созревшего перегноя и сетчатую перегородку, установленную разъемно над ним на заданной высоте с опорой и фиксацией на ребрах жесткости ее стенок, для укладки растительных отходов в ней, а кроме этого снабжена трубопроводом для подвода воды в полость, образованную между дном и сетчатой перегородкой, двумя воздухопроводами, т.е. одним для барботирования через его ниппелевые жиклеры воды в ней в зоне контакта с сетчатой перегородкой и другим для сбрасывания избыточного воздуха в процессе барботирования из нее в атмосферу, и трубопроводом для откачки илоподобного перегноя из отстойника.The objective of the invention is the provision of humus from plant waste in a closed cycle during periodic stacking with layers with the possibility of removing the ripened layer of humus without opening the surface layer. The way to achieve it is that as a type of plant waste to obtain humus, fallen leaves from trees and shrubs are chosen and the space for their location in the form of a box of a given size placed in the ground on the land plot such as a box-shaped structure and on a placed mesh partition in a container above its bottom is carried out periodically tightly laying layer-by-layer previously moistened with a solution of humus of plant waste through a layer of soil until it is completely filled, then provide pouring water in a predetermined mode of the contents of the tank until the humus of one of the next laid layers ripens on the mesh partition, and the ripening layer of humus on the mesh partition of the tank is removed by washing it with water placed in the cavity between the mesh partition and the bottom with a settling tank on it, with a pulse its impact on it during its bubbling, followed by sedimentation of its suspended particles in a sump in the form of an ilopod mass at the bottom of the tank and its further pumping out of it using an sludge pump. The device itself for producing humus from plant waste, i.e. of fallen leaves, it is a spatial thin-walled structure made of a polymeric material with a hydrophobic surface in the form of an open box-shaped container of a given size and it contains a bottom with the location of a gutter-shaped settler in it for collecting ripened humus and a mesh partition installed detachably above it at a given height with a support and fixing on the stiffening ribs of its walls, for laying plant waste in it, and in addition it is equipped with a pipeline for supplying water to the cavity formed between th and the mesh wall, with two air ducts, ie one for sparging through its nipple jets of water in it in the zone of contact with the mesh partition and the other for discharging excess air during sparging from it into the atmosphere, and a pipeline for pumping the sludge-like humus from the sump.

Общая схема взаимосвязей задействованных ресурсов при реализации данного технического решения приведена на фиг. 1. Так в грунте на заданном земельном участке заподлицо с ним размещается открытая емкость 1, представляющая собой пространственную тонкостенную конструкцию из полимерного материала с гидрофобной поверхностью коробчатого типа заданного размера. Емкость 1 (фиг. 1) содержит дно 2 с расположением в нем жолобообразного отстойника 3 для сбора созревшего перегноя. Внутри емкости 1 на заданной высоте от дна 2 устанавливается сетчатая перегородка 4 разъемно с опорой и фиксацией на ребрах жесткости 5 ее стенок. Сетчатая перегородка 4 в целом, как правило, монтируется из отдельных секций арочной формы с заданной стрелкой выпуклости из материала с высокой несущей способностью при его противогрибковой стойкости. В другом случае сверху сетчатой перегородки 4 укладывается тонкая полимерная сетка с меньшим заданным ячеистым просветом чем у самой перегородки. Кроме этого, емкость 1 оснащается трубопроводом 6 для подвода воды в полость 7, образованную между дном 2 и сетчатой перегородкой 4, двумя воздухопроводами, т.е. одним воздухопроводом 8 с рукавами 9 и запорной арматурой 10 для барботирования через них пошагово расположенные ниппелевые жиклеры 11 воды в полости 7 в зоне контакта с сетчатой перегородкой 4 и другим воздухопроводом 12 для сбрасывания избыточного воздуха в процессе барботирования из нее в атмосферу, и трубопроводом 13 для откачки илоподобного перегноя из отстойника 3.A general diagram of the relationships of the resources involved in the implementation of this technical solution is shown in FIG. 1. So in the ground on a given plot of land flush with him is an open tank 1, which is a spatial thin-walled structure of a polymeric material with a hydrophobic box-like surface of a box type of a given size. The tank 1 (Fig. 1) contains a bottom 2 with an arrangement of a gutter-shaped sump 3 in it for collecting ripened humus. Inside the tank 1 at a given height from the bottom 2, a mesh partition 4 is installed detachably with support and fixation on the stiffening ribs 5 of its walls. The mesh partition 4 as a whole, as a rule, is mounted from separate sections of an arched shape with a given arrow of convexity from a material with high bearing capacity with its antifungal resistance. In another case, a thin polymer mesh with a smaller predetermined mesh clearance than that of the partition itself is laid on top of the mesh partition 4. In addition, the tank 1 is equipped with a pipe 6 for supplying water to the cavity 7 formed between the bottom 2 and the mesh partition 4, two air ducts, i.e. one air duct 8 with sleeves 9 and shutoff valves 10 for sparging through them, stepwise located water nipples 11 in the cavity 7 in the contact zone with the mesh partition 4 and another air duct 12 for discharging excess air during sparging from it into the atmosphere, and a pipe 13 for pumping sludge-like humus from the sump 3.

Реализация данного технического решения в одном из замкнутых циклов заключается в выполнении последовательности следующих действий (фиг. 1): плотная укладка периодически послойно предварительно увлажненных раствором перегноя опавших листьев 14 толщиной в 40-50 см через прослойку почвы 15 до 4-5 см на сетчатую перегородку 4 емкости 1 до ее полного заполнения в 3-4 слоя; полив водой в заданном режиме созревания перегноя одного из очередных уложенных слоев растительных отходов на сетчатой перегородке 4; заполнение полости 7 созревшего перегноя на сетчатой перегородке 4 путем барботирования воды в полости 7 исходящими под давлением потоками воздуха их ниппелевых жиклеров 11 на заглушенных рукавах 9 воздухопровода 8 с регулирующей запорной арматурой 10 и сбрасывание одновременно избыточного воздуха из полости 7 через воздухопровод 12; удаление путем откачки илонасосом через трубопровод 13 из отстойника 3 илоподобной массы, образованной в нем из взвешенных частиц размытого слоя перегноя на сетчатой перегородке в полости 7 после их оседания. После удаления размывом слоя созревшего перегноя с сетчатой перегородки 4 наблюдается осадка содержимого 14 и 15 в емкости 1 под силой тяжести на величину его толщины, что затем восполняется укладкой дополнительно в ней последовательно содержимого слоев 14 и 15. Верхний слой почвенного грунта 16 можно использовать для выращивания полезных растений 17 подобно их выращиванию в теплице при возможности его подогрева теплом, выделяемым в процессе преобразования (гниения) опавших листьев в перегной.The implementation of this technical solution in one of the closed cycles consists in performing the sequence of the following actions (Fig. 1): tightly laying periodically layer-by-layer pre-moistened with humus solution of fallen leaves 14 40-50 cm thick through a layer of soil 15 to 4-5 cm on a mesh partition 4 containers 1 until it is completely filled in 3-4 layers; watering in a predetermined mode of maturation of humus in one of the next laid layers of plant waste on a mesh partition 4; filling the cavity 7 of the ripened humus on the mesh partition 4 by bubbling water in the cavity 7 with the outgoing pressurized air flows of their nipple jets 11 on the muffled sleeves 9 of the air duct 8 with control shutoff valves 10 and simultaneously dumping excess air from the cavity 7 through the air duct 12; removing by pumping an ilon pump through a pipe 13 from the sump 3 of the sludge-like mass formed in it from suspended particles of a blurred layer of humus on a mesh partition in the cavity 7 after they have settled. After removal of the ripened humus layer from the mesh septum 4 by washing, a sediment of contents 14 and 15 in the container 1 is observed under gravity by the value of its thickness, which is then supplemented by laying additional contents of layers 14 and 15 in it sequentially. The upper soil layer 16 can be used for useful plants 17 like growing them in a greenhouse when it is possible to heat it with heat released during the conversion (decay) of fallen leaves into humus.

Достоинствами данного технического решения являются:The advantages of this technical solution are:

- получение и удаление перегноя из растительных отходов в замкнутом цикле без нарушения экологии окружающей среды;- obtaining and removing humus from plant waste in a closed cycle without violating the ecology of the environment;

- возможность полной механизации процессов получения, транспортирования и применения перегноя на базе существующих технических средств в коммунальном хозяйстве;- the possibility of complete mechanization of the processes of obtaining, transporting and using humus based on existing technical means in the utilities sector;

- возможность использования почвенного грунта на земельном участке для получения перегноя под место выращивания полезных растений с меньшими энергетическими затратами.- the possibility of using soil on the land to obtain humus for the place of cultivation of useful plants with lower energy costs.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент на изобретение RU 2534287 С1 МПК C05F 17/00 от 28.06.2013, опубл. 27.11.2014, Бюл. №33.1. Patent for the invention RU 2534287 C1 IPC C05F 17/00 from 06/28/2013, publ. 11/27/2014, Bull. No. 33.

Claims (2)

1. Способ получения перегноя из растительных отходов, характеризующийся тем, что выбирают вид растительных отходов и место расположения растительных отходов в пространстве на земельном участке, осуществляют заполнение пространства на земельном участке растительными отходами, обеспечивают созревание перегноя из растительных отходов, проводят удаление созревшего перегноя из пространства его получения, при этом в качестве растительных отходов для получения перегноя выбирают опавшие листья с деревьев и кустарников, а пространство для их расположения в виде размещенной в грунте на земельном участке емкости коробчатой конструкции, на помещенную сетчатую перегородку в емкости над ее дном осуществляют периодически плотную укладку послойно предварительно увлажненных раствором перегноя растительных отходов через прослойку почвы до ее полного заполнения, далее обеспечивают полив водой содержимого емкости до момента созревания перегноя одного из очередных уложенных слоев на сетчатой перегородке, а удаление созревшего слоя перегноя на сетчатой перегородке емкости проводят путем его размыва водой, подаваемой в полость между сетчатой перегородкой и дном с отстойником на нем, при импульсном воздействии ею на него при ее барботировании с последующим осаждением взвешенных его частиц в отстойник в виде илоподобной массы на дне емкости и дальнейшей ее откачкой из него с помощью илонасоса.1. The method of producing humus from plant waste, characterized in that the type of plant waste and the location of the plant waste in the space on the land plot are selected, the space on the land plot is filled with plant waste, the humus is ripened from the plant waste, and the ripened humus is removed from the space its receipt, while fallen leaves from trees and shrubs are selected as plant waste for humus production, and space for and x location in the form of a box-shaped structure placed in the ground on the land plot, on a placed mesh partition in the container above its bottom, periodically tightly lay the layers of pre-moistened solution of humus of plant waste through the soil layer until it is completely filled, then water the contents of the container until water is provided ripening of humus of one of the next laid layers on the mesh partition, and the removal of the ripened layer of humus on the mesh partition of the wire They are washed by washing it with water supplied to the cavity between the mesh partition and the bottom with a settling tank on it, when it is pulsed by bubbling it with subsequent sedimentation of its suspended particles into the settling tank in the form of an silt-like mass at the bottom of the tank and then pumping it out of it with using a sludge pump. 2. Устройство для получения перегноя из растительных отходов, т.е. опавших листьев, представляет собой пространственную тонкостенную конструкцию из полимерного материала с гидрофобной поверхностью в виде открытой емкости коробчатого типа, которая содержит дно с расположенным в нем желобообразным отстойником для сбора созревшего перегноя и сетчатую перегородку, установленную разъемно над ним с опорой и фиксацией на ребрах жесткости ее стенок, для укладки растительных отходов на ней, снабжена трубопроводом для подвода воды в полость, образованную между дном и сетчатой перегородкой, двумя воздухопроводами, т.е. одним для барботирования через его ниппелевые жиклеры воды в ней в зоне контакта с сетчатой перегородкой и другим для сбрасывания избыточного воздуха в процессе барботирования из нее в атмосферу, и трубопроводом для откачки илоподобного перегноя из отстойника.2. A device for producing humus from plant waste, i.e. fallen leaves, is a spatial thin-walled structure of a polymeric material with a hydrophobic surface in the form of an open box-type container, which contains a bottom with a gutter-shaped settler located in it for collecting ripened humus and a mesh partition installed detachably above it with support and fixation on its stiffeners walls, for laying plant waste on it, is equipped with a pipeline for supplying water to the cavity formed between the bottom and the mesh partition, two air ducts rows, ie, one for sparging through its nipple jets of water in it in the zone of contact with the mesh partition and the other for discharging excess air during sparging from it into the atmosphere, and a pipeline for pumping the sludge-like humus from the sump.

Images