Миксеры-аэраторы

17.08.2021

МИКСЕРЫ-АЭРАТОРЫ

М. Леонов, генеральный директор
И. Щеголева, руководитель отдела технологий и ООС

В России с 2012 года понтонные миксеры-аэраторы успешно вошли в сферу применения для перемешивания навоза в навозохранилищах (лагунах). Они показали высокую эффективность гомогенизации жидких органических удобрений при их внесении на поля. При этом в мировой практике основное назначение подобных устройств - очистка сточных вод и водоёмов.

Принцип действия

Использование комбинированного способа пере­мешивания (механический + барботажный).

Воздух с помощью компрессора нагнетается вниз через полый вал (рис.1) в зону действия пропеллера и выходит в воду в высокоскоростном вихревом пото­ке пузырьков, мелкий размер которых позволяет:

-    увеличить перенос кислорода,
-    увеличить время осаждения поднятых частиц донного осадка.

Возможность изменения угла наклона вала винта миксера в зависимости от этапа работ и остаточной глубины жидкости в лагуне позволяет оптимизиро­вать процесс перемешивания содержимого лагун.

Все это способствует качественной подготовке жидкого навоза к использованию в качестве органи­ческого удобрения и исключению накопления осадка в процессе эксплуатации миксеров-аэраторов.

Миксеры-аэраторы характеризуются универсаль­ным применением — они предназначены как для се­парированной жидкой фракции навоза, так и нераз­деленного навоза свиней и крупного рогатого скота.

Преимущества использования:

•   предотвращение повышенных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. При подаче воздуха, насыщенного кислородом, в массу навоза тормозится развитие анаэробных бактерий, являю­щихся причиной выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. При работе же аэробных микроорганиз­мов происходит образование из органического веще­ства воды, углекислого газа и нелетучих соединений азота. Также при этом на поверхности жидкости об­разуется газированный биологический слой, который препятствует распространению неприятных запахов. Это особенно важно при подготовке к внесению на поля органических удобрений на основе навоза сви­ней, ведь только на увеличении выбросов загрязня­ющих веществ при перемешивании обосновывается запрет хранения несепарированного свиного навоза в навозохранилищах;

•   суммарная мощность электродвигателей 21-25 кВт. Экономное энергопотребление являет­ся важным преимуществом миксеров-аэраторов при выборе технических средств для перемешивания навоза. Так, электрические миксеры-аэраторы по­требляют до 25 кВт, а лагунные помпы и миксеры от ВОМ трактора требуют мощность от 110 кВт. При приобретении электрического оборудования для пе­ремешивания целесообразно на лагуне иметь стаци­онарный источник электричества.

Если на площадке лагун отсутствует источник электричества, то как временный вариант можно рас­смотреть применение дизель-генератора;

•   нет жестких требований по ширине дамб, в отличие от оборудования от ВОМ. Ширина хотя бы одной дамбы должна обеспечить работы по спуску- подъему миксера-аэратора длиной до 4 м, в отличие от лагунного оборудования от ВОМ трактора боль­шей длины, которому требуются технологические площадки на разных сторонах секций лагун;

•   возможность работы на больших навозох­ранилищах, где лагунное оборудование от ВОМ не охватывает всю площадь сооружений. При­мерное количество миксеров-аэраторов определяет­ся исходя из расчета 2 штуки на объем 20 тысяч ку­бометров. Также эффективен и вариант совместной работы миксера-аэратора и лагунной помпы от ВОМ трактора;

•   колеса для спуска и подъема из секций лагун: с их помощью обеспечивается сохранность геомембранных покрытий, для перемещения и установки не требуется кран, достаточно трактора мощностью 80 л. с.;

•    небольшой вес оборудования (до 1000 кг),

что облегчает работы по транспортированию, пере­становки по секциям лагун, определяет конструктив­ные объёмы понтонов;

•   простота управления: для управления аэрато­ром достаточно одного человека, за ним может сле­дить и оператор насосной станции;

• минимальные затраты на техобслуживание.

Простота конструкции обеспечивает надежность, ми­нимум обслуживаемых узлов и расходных материа­лов.

Модели миксеров-аэраторов

Миксеры-аэраторы выпускаются в двух модифи­кациях, отличающихся способами перемещения по поверхности навоза лагун.

Миксеры-аэраторы понтонные с двумя тросами перемещаются в заданные точки лагун путем смены мест крепления тросов на стояках, устанавливаемых на дамбах лагун (рис.2).

Рис. 2. Понтонный миксер-аэратор

Миксеры-аэраторы колесные радиоуправляемые крепятся на одном тросе, оборудованы станцией управления и лебедкой с электродвигателем (рис. 3).

Рис. 3. Колесный радиоуправляемый миксер-аэратор

Их установка в любую точку лагуны осуществля­ется с пульта управления путем регулирования дли­ны троса и направления оси миксера. Для увеличе­ния надежности плавающего средства кроме 4 пон­тон-колес конструкция дополнена двумя балластами (понтонами).

Последовательность работы миксеров-аэраторов

Перемешивание содержимого лагун (рис. 4) не­обходимо начинать за 1-2 суток до начала работ по откачиванию навоза и продолжать до завершения работ по внесению навоза на поля.

Работа миксеров-аэраторов должна быть направ­лена на перемещение осадка в сторону забора удо­брения насосной станцией, устанавливать которую рекомендуется около заливной трубы, так как около этого места скапливается основная масса осадка и в этом случае можно добиться максимального очище­ния лагуны. Если на лагуне предусмотрен приямок, то забор навоза всасывающим шлангом осуществля­ется из него.

При работе по размыву донного осадка ось вин­та устанавливается на максимальный угол; в даль­нейшем, когда осадок будет разрушен, угол наклона вала уменьшается для увеличения горизонтального движения массы, также рекомендуется его уменьше­ние и при падении уровня жидкого удобрения в ла­гуне. На понтонном миксере-аэраторе регулировка угла осуществляется вручную, на колесном — в дис­танционном режиме во время работы.

Рис. 4. Перемешивание содержимого лагун с помощью понтонного миксера-аэратора

На предварительном этапе осуществляется раз­мыв осадка в зоне установки ДНС для ее запуска.

Второй этап — обработка всей площади для раз­мыва донного осадка и его перемещения в сторону забора ДНС.

Третий этап — заключается в закручивании со­держимого лагуны, при этом фракция, состоящая из больших кусков осадка, за счет вращательного дви­жения жидкой фракции будет разрушаться.

В процессе обработки скорость движения массы должна быть не менее 0,8 м/с (при меньшей скорости будет происходить дальнейшее осаждение взвешен­ных веществ на дно).

При вращательном движении в середине обра­батываемой площади скорости движения стремятся к нулю и там будет происходить оседание рыхлого осадка (по аналогии с перемешиванием сахара в ста­кане), поэтому периодически нужно повторять пере­мешивание центральной части лагуны.

Завершение: вывод аэратора при окончании ра­бот производится со стороны забора удобрения или через приямок, если таковой существует.

Особенностями работы миксера-аэратора колес­ного радиоуправляемого на одном тросе является то, что запуск аэратора на сектор осуществляется строго перпендикулярно базе, размытие осадка начинается на максимальной длине троса. Только на предва­рительном этапе размыва осадка для запуска ДНС начальная длина троса может быть меньше. Длина троса миксера-аэратора колесного радиоуправляе­мого 100 м и при перемешивании лагун объемом до 20 тысяч кубометров его база перестанавливается со стороны забора навоза на смежную сторону.

При работе двух колесных миксеров-аэраторов на больших лагунах их базы устанавливаются на проти­воположных углах (наиболее эффективный вариант) или на смежных сторонах лагуны. Работа также име­ет последовательность:

•   размыв осадка для запуска ДНС,
•   размыв и перемещение осадка в сторону забора,
•   создание вращательного движения массы,
•   периодическое прерывание кругового движения для перемещения осажденной рыхлой фракции из середины в сторону насосной станции.

Опыт использования миксеров-аэраторов

Распространение применения миксеров-аэрато­ров объясняется не только факторами удобства про­ведения работ (такими как компактность при пере­возке, отсутствие потребности тракторов при работе оборудования, возможность спуска оборудования в лагуну при узких дамбах), но и высокой эффективно­стью перемешивания.

Миксеры-аэраторы могут применяться даже на за­пущенных, с накопленным донным осадком лагунах. В некоторых случаях может понадобиться дополни­тельная подача воды или жидкой фракции навоза для разбавления массы до влажности, которую мо­жет забрать насосная станция (можно сказать, про­изводится «реанимация» лагун). Влажность осадка в лагунах с поверхностным жидким слоем составляет 90-91%, и в зависимости от величины слоя накоплен­ного осадка варьируется и потребное количество до­полнительной воды.

Почти 10-летний опыт использования комбиниро­ванного перемешивающего устройства показал, что миксеры-аэраторы — самый экономичный способ го­могенизации навоза по расходу энергии, трудозатра­там, техническому обслуживанию.