Electro-ozonization technology of manure effluent treatment: mathematical model implementation | Электроозонная технология очистки навозных стоков: реализация математической модели

英语. The disposal of animal waste products is especially urgent at large livestock facilities. To develop an effective technology of processing animal manure effluents an effective method of these wastes treatment was developed. An experimental installation that is a manure effluent treatment station equipped with an electro-ozonizer was designed as well. At the first purification stage, manure effluent is subjected to separation and flotation to remove large dispersed impurities; at the second stage, liquid fraction is treated with ozone. The technical result is achieved by fine atomization of manure effluents with a droplet diameter from 1.0 to 10.0 microns in the ozone-air mixture at an ozone concentration of 450 to 500 mg/m3. Calculations based on the developed mathematical model have shown that fine atomization of manure effluents in a chamber with the ozone-air mixture increases the ozone concentration gradient and ozone mass transfer through the interface in 360 times as compared with barbotization of ozone into liquid. This makes it possible to increase significantly the rate of ozone consumption in chemical reactions, increase the efficiency factor, and reduce energy consumption for manure effluent treatment. The experiment was conducted at one of the pig-breeding farms situated in the Krasnodar region, Russia. The results of chemical, organoleptic and microbiological analyses confirm the high efficiency of the developed method and equipment for treatment of pig farm wastewater. The developed electro-ozonization technology and equipment improve the ecological situation on livestock farms by preventing the discharge of harmful emissions of ecologically toxic volatile compounds into the atmosphere.

俄语. Проблема утилизации продуктов жизнедеятельности животных является особенно актуальной на крупных животноводческих комплексах. С целью совершенствования технологии переработки навозных стоков животноводства разработан эффективный метод их очистки и создана экспериментальная установка – станция очистки навозных стоков, включающая в себя электроозонирующий блок. Очистка осуществляется в два этапа: на первом этапе навозные стоки подвергаются сепарации и флотации для удаления крупнодисперсных примесей, на втором этапе жидкая фракция обрабатывается озоном. Технический результат достигается при тонкодисперсном распылении навозных стоков с диаметром капель от 1,0 до 10,0 мкм в озоновоздушной смеси при концентрации озона 450…500 мг/м3. Расчеты, выполненные на основании разработанной математической модели, показали, что тонкодисперсное распыление навозных стоков в камере с озоновоздушной смесью в сравнении с барботированием озона в жидкость в 360 раз увеличивает градиент концентрации озона и передачу массы озона через границу раздела фаз. Это дает возможность значительно повысить скорость потребления озона в химических реакциях, повысить коэффициент полезного действия, снизить энергозатраты на обработку навозных стоков. Эксперимент проводился на свиноводческом комплексе ООО "Новые аграрные технологии" хутора "Бейсужек второй" Выселковского района Краснодарского края. Результаты химических, органолептических и микробиологических анализов подтверждают высокую эффективность разработанного метода и оборудования для очистки сточных вод свинокомплекса. Разработанная электроозонная технология очистки навозных стоков позволяет улучшить экологическую обстановку в животноводческих хозяйствах, исключаются вредные выбросы экологически токсичных летучих соединений в атмосферу.