Техника для добычи сапропеля и очистки водоеомов от заиления. Инновационная технология добычи озерного сапропеля береговым оборудованием Оборудование для добычи сапропеля

Мало кто не слышал о сапропеле, это органическое отложение на дне озера, ценное удобрении.
Из сапропеля делают экологически чистые органические удобрения для рассады, комнатных и балконных цветов, огородов, фермерских хозяйств, кормовые добавки, строительные материалы, зеленые корма и прикормки.
Где добывается сапропель? На дне старых озер, стариц, заросших водоемов небольшой глубины.
План действия.

Определяем количество и качество сапропеля на дне водоема, подготавливаем бизнес-план предприятия, получаем разрешение в местных властей на земельный отвод и лицензии на водопользование, приобретаем или самостоятельное изготавливаем оборудование добычи, переработки и расфасовки сапропеля, создаем сеть реализации. При минимуме затрат можно уложиться на открытие бизнеса в 120 тыс. рублей. Срок окупаемости не боле 6 месяцев. До разработки бизнес плана необходимо получить свидетельство Частного Предпринимателя, лицензии не требуется.
Теперь о самой технологии и способах добычи столь ценного удобрения.
Добыча сапропеля со дна озера требует специальной подготовки местности. Для этого необходимо удалить древостой и кустарники. Бульдозер подготавливает участок для дальнейшей его разработки в течение двух смен. Технология добычи сапропеля предусматривает наличие карт намыва, в которые транспортируется пульпа. Карты обваловываются бульдозером в течение 4 дней.
Высота дамбы 3 метра. В каждой карте размером 100*80 м для сброса осветленной воды устраиваются сбросные колодцы из дренажных труб диаметром 700 мм. Добыча сапропеля из водоема ведется земснарядом ЭКО-31. Сборка земснаряда и монтаж трубопровода осуществляется на месте.
Сама добыча сапропеля начинается в мае. Земснаряд ЭКО-31 засасывает сапропель вместе с водой и по пульпопроводу транспортирует пульпу на берег в карты намыва, расположенные в преурезной части береговой кромки озера. Всасывающая труба земснаряда закрывается рыбозащитной сеткой. Диаметр всасывающего трубопровода - 400 мм, сбрасывающего - 300 мм. Протяженность трубопровода с учетом расположения карт намыва не превышает 300 м.
Карты намыва, имея глубину 3 метра, заполняются пульпой лишь на половину, для лучшего промерзания в зимний период. По окончании работ по заполнению карт намыва, которые продолжаются с мая по октябрь, рабочие консервируют земснаряд на зимнее время. С октября в течение 3 месяцев пульпа находится в картах намыва, пока не достигнет влажности не более 60 %.
После этого пульпа из первых двух карт складируется в бурты трактором ДТ-75.
В мае сапропель влажностью 60% грузят погрузчиком на КамАЗ и транспортируют до цеха по переработке сапропеля. Сапропель размельчают на двух дробильных машинах, которые работают по две смены каждая, до крошки фракции 2-6 мм. Эта крошка по рукаву поступает на дозирующую, а затем на упаковочную линию Б-350 П, Фл2 и ПУСК-6, где происходит фасовка и упаковка сапропелевой крошки в полиэтиленовые мешки массой 5кг, 10кг, 15кг, 25кг и полипропиленовые - массой 35кг.
Это очень выгодный бизнес, рентабельность достигает 100 %. А само удобрение пользуется высоким спросом.
Сегодня наиболее распространенными способами добычи сапропеля из-под воды являются:
- гидравлический
- гидромеханический
- грейферный
- экскаваторный
- шнековый и пневмо-шнековый
- точечно-вакуумный
- всасывающий
- скреперно-всасывающий
- с помощью запирающего цилиндра
Гидравлический способ добычи сапропеля
С помощью размытия залежи струей воды с последущим всасыванием пульпы и транспортировки ее по плавучему трубопроводу на берег. Обладает большой производительностью, требует больших капитальных затрат и площадей для хранение добытого материала и его подготовки к переработке. Один из самых экологичеси небезопасных способов.
Способ не применим в малом и среднем бизнесе из-за значительной стоимости капитальных затрат : закупа оборудования, сооружения отстойников, значительного времени на обезвоживание добытого материала.
Способ экономически не приемлем малому предпринимательству по его значительным оснвным средствам, редублирования процессов (размыв и разубоживание при добыче сапропеля, обезвоживание и сушка - после извлечения на поверхность)
Применяется специализированными предприятиями только при уже имеющемся ранее закупленном для других целей оборудовании при условии площадного окультуривания рядом находящихся территорий, пастбищ, угодий При учете всех параметров технологическго процесса автор не рекомендует этот способ как эффекивный в малом и среднем бизнесе
Гидромеханический способ добычи сапропеля
Включает рыхление залежи механической фрезой, частичное смешение сапропеля с водой, откачку полученного материала грязевым насосом на поверхность. Один из наиболее распространенных. Отличается хорошей производительностью.
Целесообразен для добычи сапропеля идущего на удобрения, кормовые добавки, рекультиванты. Выпуск навесного малогабаритного фрезерного оборудования и мощных грязевых насосов к нему позволяет компоновать производство механизмами различной производительности и типоразмера, под заказ, с учетом потребности малого предприятия.
Ограничением в применении способа являются значительная глубина озера, охраняемый природный водоем, малые портебности в сапропелевом сырье.
Грейферный способ добычи сапропеля
Извлечение сапропелевого сырья из-под воды с помощью установленного на платформе грейфера. Рационален в малом бизнесе, экономически оправдан, требует незначительных производственных площадей.
Неудобен в транспортировке сапропеля к берегу, требует дополнительного транспортирующего оборудования, имеет прерывистость цикла.
Отличается экономичностью, хороший трансформер (практически все оборудование может применяться в других производственных процессах вне добычи сапропеля) с боьшим диапазоном регулирования по производительности. Рекомендован автором при малых площадных залежах сапропеля, малой требуемой производительности комплекса, разнообразном выпуске продукции из добываемого сырья
Экскаваторный способ добычи сапропеля
Применим в осушаемых озерах и с небольших глубин. Не везде возможен.
Шнековый и пневмо-шнековый способ добычи сапропеля
Извлечение сапропеля из дна водоема осуществляется при помощи шнекового насоса с подачей или без нее воздуха для разжижения извлекаемого материала. Один из перспективных методов ведения добычных работ для малого и среднего бизнеса.
Отличается незначительной стоимостью оборудования, большим диапазоном по производительности, не требует отстойников и обезвоживания. Возможен забор сапропеля естественной влажности. исключает ряд подготовительных стадий между добычей и переработкой сапропеля. Экономичен.
Точечно-вакуумный способ добычи сапропеля
Извлечение сапропеля из-под воды осуществляется вертикальным вакуумным забором цилиндрической формы с запорным механизмом в нижней части. Вакуум в заборе создается в целях исключения загрязнения водоема и смешения сапропеля с водой
Малопроизводительный способ. Применим для лабораторных работ, добычи сапропеля для кормовых добавок, в лечебных целях, др.
Экономичен. Популярен в фермерских хозяйствах и в оздоровительных грязелечебницах.
Всасывающий способ добычи сапропеля
Забор сапропеля с водоема осуществляется с помощью мощных самовсасывающих насосов для перекачки вязких веществ. Его применение целесообразно при наличии сапропеля во взвешенном состоянии незначительной плотности. Становиться популярен после появления на европейском рынке соответствующих малогабаритных и надежных насосов. Перспективный и экономичный при небольших потребностях сапропеля с доставкой его после извлечения на поверхность на небольшие расстояния
Скреперно-всасывающий способ добычи сапропеля
Забор полезного ископаемого осуществляется скреперным наездом на сапропелевый пласт с последующей откачкой материала самовсасывающим насосом на берег. Применим при плотных залежах сапропеля на незначительной глубине. В основном пригоден для производства сапропелевых удобрения.
Способ добычи сапропеля запирающим цилиндром
Добыча сапропеля естественной влажности с установленной в нижней части фрезы-замка. Малопроизводителен. Экономичен.

Технологический прогресс в зарубежных странах в области изготовления компактного и мобильного оборудования очистки водоемов от заиления и утилизации извлекаемого ила дает возможность использовать его по аналогии в процессах добычи и переработки сапропеля как сырья для производства экологически чистых удобрений, кормовых добавок, косметического и лечебного сырья.

Проведенные испытания универсального земснаряда-амфибии Труксор ДМ 4700В шведской фирмы Dorotea Mekaniska AB совместно с комплектом навесного оборудования дает основания эффективного его применения на озерных месторождениях сапропелей, плотных и вязких донных илов с глубиной залегания до 1.6 м. Усилия фирмы сохранить свое превосходство в этом направлении сейчас сосредоточено на увеличении глубины извлечения до 2.4 м и более. Первые машины такого класса с увеличенной глубиной забора ила выпущены в 2009 г. При мощности дизельного двигателя 27,2 л.с. насосная подвеска типа Dredgepump 2500 на оборудовании Труксор ДМ 4700В позволяет извлекать до 30 м3 сапропеля в час и перемещать его по плавучему гибкому трубопроводу на расстояния более 50 м. Управляет добычным процессом один человек. Оборудование сертифицировано европейским комитетом. Интерес к этой техники среди российского малого бизнеса и фермеров не случаен: земснаряд прост в управлении, мобилен, сам передвигается по воде, суше, болоту. Не требует монтажа и демонтажа при перемещении с одного озера на другое. В России есть представитель фирмы, обеспечивающий его своевременную доставку, растаможку, обеспечение необходимыми комплектующими и ремонтными узлами. Для управления оборудованием не требуется специальных навыков и разрешений. Цикл подготовки озерного месторождения сапропеля к разработке включает береговое укрепление, сооружение подъездов и причалов на воде, уборку водорослей и травы, очистку водной поверхности от веток, корней и стволов упавших деревьев, другое…. Смена навесного оборудования для таких операций осуществляется одним человеком не более чем за 20 минут. Стоимость доступна для предпринимателей и фермеров. Так в 2009 г. базовый комплект оборудования не превышал по стоимости 81 тысячу евро. Окупаемость Труксор ДМ 4700В в производственных схемах добычи и переработки сапропеля на удобрения не более 3, 5 лет. Для работы на озерном месторождении сапропеля требуется технологический регламент или проект. Проект согласовывается в местных органах власти, управлении природоохраны, др. На его основании выдается разрешение на водопользование и обеспечивается рентабельность всего бизнеса от начала добычи до переработки и фасовки. Проектирует участки производства удобрений из сапропеля и поставляет оборудование Центр по сапропелю. Обычные сроки выполнения комплекса работ от 1,5 до 2,5 месяцев. Проекты под малые производства включают в себя описание технологии ведения работ и экономическую расчетную часть с данными по спецификации оборудования, себестоимости единицы производимой продукции, сроки окупаемости предприятия, его рентабельность, энергоемкость, штатное расписание. Великолепные результаты показывает комплекс Труксор ДМ 4700В с контейнерами берегового обезвоживания илов geotube фирмы TenCate, особенно при производстве сапропеля для гранулированных удобрений и косметического сапропелевого сырья. Такой комплекс исключает склады-отстойники для промораживания сырья, механические обезвоживатели (сепараторы, центрифуги, декантеры). Аналогичное российское оборудование не производится. Комплект проект + оборудование не превышает по стоимости 4 млн. рублей и поставляется Центром по сапропелю втечение 3 месяцев. Продукция, выпускаемая фермерским хозяйством с применением данного оборудования и материалов: гранулированные и сыпучие удобрения, кормовые добавки, сапропеле-витаминная подкормка, вязкие лечебные грязи, медицинские и ветеринарные аппликации, косметическое сыре.

Подробно с содержанием проектов производств различных видов продукции в фермерских хозяйствах с использованием данной техники на неглубоких озерах можно ознакомиться в приложениях к www.saprex.ru

Новые технологические разработки Центра по сапропелю (Россия, Астрахань) открывают новые возможности в добыче озерных сапропелей без использования дорогостоящих плавучих земснарядов и наплавных пульпопроводов, способствуют переходу из сезонной на круглогодичную разработку месторождений, практически исключая сезонные простои оборудования и увеличивая его годовую производительность чуть ли не в два раза.

В 2017-2018 годах Центр на одном из месторождений сапропеля в северо-западной части России применил инновационную добычу необходимого для производства натуральных экологически чистых органических удобрений сырья через наклонные скважины, пройденные в нижней части продуктивного слоя с берега самоходным оборудованием наклонно-горизонтального бурения.

Для проведения опытно-промышленных испытаний предложенной технологии добычи сапропеля естественной влажности без вовлечения в процесс озерной воды был использован береговой комплекс из самоходного устройства ГНБ, передвижной дизельной гидростанции и скважинного насосного-добычного оборудования (СНДО) с наклонно-горизонтальной пульповыдачной трубой.

Месторождение имеет геологические запасы сапропеля 2,36 млн. т, ширину озера 380 м, длину 1.3 км, глубину разработки - от 4 до 14 м, мощность продуктивного слоя - от 3 до 8,7 м.

С восточного до западного берега по подошве продуктивного слоя сапропеля была пройдена технологическая скважина, по скважине проложена пульповыдачная труба диаметром 200 мм с установленным на ее конце насосно-добычным механизмом.

Насосно-добычной механизм представляет собой гидравлический скважинный высоконапорный погружной землесос типа Powerdredging PD3000 и насадку принудительного разрыхления. Он приводился в действие от передвижной дизельной гидростанции, установленной на берегу озера. Добыча сапропеля осуществлялась камерным забоем со стороны западного берега и по мере отработки продуктивного слоя продвигалась к восточному.

Землесос Powerdredging PD3000 применяется для выполнения различных горно-добычных работ, в т.ч. по добыче песков и ПГС, откачке и удалению коммунальных илов, очистки водоемов. Землесос позволяет перекачивать до 800 м 3 пульпы в час с максимальной концентрацией перекачиваемых материалов 47% воды и 53% сухого остатка. В комплекте к землесосу есть насадка-измельчитель крупных глинистых отложений, мусора, веток, ила, поросли, а также рыхлитель плотных слоев сапропеля. Характеристики землесоса представлены ниже:

** в комплект поставки входит напорный пульпопровод (1.5 м) с фланцевой оконечной связкой DN178 мм или 229 мм.

Землесос Powerdredging PD3000 в технологическом режиме разработки месторождения озерного сапропеля совместим с гидравлической дизельной станцией SWAMPKING 32-210, HYDRA-TECH 150DJD/150DJV, HYDRA-TECH 150DD/150DV или HYDRA-TECH 200DD/200DV.

При опытно-промышленной разработке месторождения сапропеля продвигание забоя производилось подтягиванием пульповыдачной трубы с насосно-добычным механизмом по ранее пройденной горизонтально-наклонной скважине береговым устройством ГНБ. Завершение процесса добычи происходило на восточной границе слоя сапропеля. Пастообразный жидкий сапропель по пульповыдачной трубе поступал в береговой склад из нескольких обвалованных чеков, служащих временным складом сырья перед его переработкой в товарный продукт.

После того, как работы завершались в одной горизонтально-наклонной скважине, процесс повторялся в следующей, пройденной параллельно предыдущей на расчетном расстоянии друг от друга.

В процессе эксплуатационных работ была достигнута производительность по сапропелю естественной влажности более чем 250 м 3 /час. Капитальные вложения, по сравнению с традиционной добычей сапропеля земснарядом, снизились на 42%, энергозатраты на добычу 1 м 3 сапропеля естественной влажности сократились на 28%, а себестоимость добычи составила меньше 52 руб./м 3 .

При выполненных геологических исследованиях на месторождении и подсчета его сапропелевых запасов подготовка по запуску добычных комплексов состоит из технологического обследования месторождения, выбора промплощадки для сооружения складов добываемого сырья и цехов переработки, составления технического проекта. По времени это занимает не более 2,5 месяцев.

Изготовление и доставка к месту работы скважинного и берегового оборудования занимает 1,5-2 месяца. Монтажные работы на месторождении и подготовка оборудования к работе во времени длятся не более 4 часов.

Стоимость добычного комплекса с техническим проектом, рассчитанным на производительность до 250 м 3 сапропеля естественной влажности в час с шириной озерного месторождения до 400 м, глубиной залегания слоя - до 14 м и дальностью подачи сырья в склады на расстояние не более 450 м не превышает 18 млн. рублей.

Из добываемого таким способом сапропеля технология предусматривает производство органических экологически чистых удобрений в пастообразном, гранулированном, таблетированном и сыпучем виде, почвообразователей и рекультивантов, идущих на нужды сельхозпроизводителей в России и на экспорт в страны Средней, Ю-В Азии, Ближнего Востока, как материал, способный воссоздавать сельхозугодья в пустынных слабо увлажненных районах, преобразовывать истощенные земли в почвы с высоким содержанием гумуса. Некоторые виды сапропеля идут на производство лечебно-косметических препаратов, гуматов калия и натрия, кормовой добавки для птицы, КРС, свиней.

Цех, перерабатывающий сапропель в товарную продукцию, состоит из комплекса оборудования по обезвоживанию, измельчению, просеиванию, смешению, сушке и фасовке готового продукта в различные виды тары.

Рыночная оптовая цена сыпучих удобрений из сапропеля по ГОСТ Р 54000-2010 с содержанием органики более 30% составляет на внутреннем рынке не менее 5800 руб./м 3 , на внешнем - $380 США, пастообразных косметических грязей - 34 тыс. руб. и $870 CША соответственно.

На сегодняшний день Центр по сапропелю ведет поисково-оценочные работы продуктивных донных илов и сапропеля и подготавливает технологические решения по их разработке с применением инновационной технологии добычи не только в России и на постсоветском пространстве, но и в таких странах как Вьетнам, Польша, Эфиопия, Грузия, Эстония, Литва.

/ Добыча сапропеля

Добыча сапропеля

Что такое сапропель?

Сапропель (от греческих слов «сапрос» - гнилой и «пелос» - ил, грязь) - это многовековые донные отложения пресноводных водоемов, которые сформировались из отмершей водной растительности, остатков живых организмов, планктона, а также частиц почвенного перегноя.

Речной и прудовой ил - сапропель, издавна применяется как удобрение для повышения плодородия почвы - всем известно, что с древних времён Египетские хлеборобы получают по три хороших урожая в год, используя ил реки Нил.

Технология добычи сапропеля не только экологически безопасна для водоема, но и полезна: при добыче сапропеля водоемы омолаживаются на несколько тысяч лет, что способствует развитию как водоема, так и окружающей его среды.

Практически все виды сапропеля и ила (за исключением кремнеземистых, розового цвета, встречающихся в южных регионах) очень полезны для огородов и могут использоваться как органическое удобрение, если вблизи водоемов нет промышленных предприятий, отравляющих окружающую среду.

Наиболее чистый сапропель находится в местах, где водится рыба, есть водоросли, цветковые растения, ракообразные.

Сапропель - удобрение длительного действия, до 10 лет, и его избыток не губителен для растений.

Известны и другие направления использования сапропеля и продуктов его переработки: при проходке туннелей и бурении нефти, в качестве абсорбента; как наполнитель при производстве резины, а также как компонент в эмульсиях и как добавка к пище для рогатого скота.

Ресурсы сапропеля в мире

Особенно интенсивное образование сапропелей происходит в озёрах средней полосы Европы и Азии. На Американском континенте сапропелевые отложения приурочены к району Больших озёр (Канада и США). В Западной Европе ресурсы сапропеля сильно истощены. Водоёмы, содержащие сапропели были характерны для Германии, Польши, стран Скандинавии и в меньшей мере - для Франции и Великобритании. Многочисленные сапропелевые месторождения встречаются в Литве, Латвии, Беларуси и Украине, а Российская Федерация, располагая запасами сапропеля в 2,6 млрд. тонн, занимает одно из ведущих мест в мире.

Как добывают сапропель?

В природе не существует ничего одинакового, в том числе и сапропелей. Их разделяют по содержание органического вещества, по наличию минеральных частиц и составу золы. Поэтому при разработке, добыче и переработке сапропеля нужно понимать, что даже в одном водоеме в разных его частях и на разных глубинах может быть два, три и более видов сапропеля или ила, для каждого из которых требуется определенная методика добычи и дальнейшей переработки.

В зависимости от характеристик водоема, для добычи сапропеля можно использовать различные виды земснарядов.

Для малых и средних водоемов, старых озер, стариц, заросших прудов небольшой глубины (до 4-5 м) эффективно использование мини земснарядов Piranha .

Ручные земснаряды весят от 15 до 245 кг и могут транспортироваться в прицепе легкового автомобиля, при производительности до 30 куб.м в час, что делает возможным их применение даже на небольших дачных участках, где отсутствует доступ какой-либо другой техники, бензиновый привод двигателей позволяет использовать мини земснаряды на самых удаленных от инфраструктуры объектах, а низкий уровень шума двигателей дает возможность разрабатывать залежи сапропеля вблизи жилых домов и даже в природных заповедниках!

Благодаря конструкционным особенностям ручных земснарядов, в зависимости от типа перекачиваемых отложений, пруд-отстойник для донных отложений можно располагать на расстоянии 50-150 м от мини земснаряда , сохраняя его высокую производительность.

Мини земснаряд Piranha - отличное решение проблемы сбора сапропеля или ила для домовладений, расположенных в плотно застроенных или "обжитых" населенных пунктах, где нет возможности складировать откачиваемые донные отложения (пульпу). Специально для этих целей ручной земснаряд комплектуется мешком для сбора донных отложений , с помощью которого можно собирать ил или сапропель, не нанося вреда ландшафту участка.

Ручные земснаряды очень эффективны для очистки водоемов в гольф-клубах : извлекаемый ил можно сразу использовать для удобрения газонов, при этом доставка мини земснаряда вручную до водоема не причинит вреда дорогостоящему газону!

Обычно добыча сапропеля начинается в мае по мере понижения уровня воды и продолжается до заморозков.