автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Улучшение условий труда работников при переработке и утилизации органических отходов животноводства

Улучшение условий труда рабошиков при переработке и утилизации органических отходов животноводства

Специальность 05 26 01 - Охрана груда ( в агропромышленном комплексе)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел - 2007

003162013

Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреяаденни «Всероссийский научно-исследова!ельский институт охраны труда» и ЗАО «Экология»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Загородних А Н

Научный консультант

кандидат биологических наук, доцент Баранов Ю Н

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, Заел деят науки РФ Лапин А П

кандидат технических наук, доцент Щербакова Е В

Ведущая организация Научно-исследовательский проектный институт «Градоагро-экопром» г Орел

Защита состоится « 13 » ноября 2007 года в 11 час на заседании диссертационного совета К 220 073 01 (по техническим наукам) при Федеральном государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт охраны труда» (ФГНУ ВНИИОТ), 302025, гОрел, Московское шоссе, 120, зал заседаний Ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГНУ ВНИИОТ Автореферат разослан « 12 » октября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

И А Хуснутдинов

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность Анализ данных профессиональной заболеваемости и травматизма работников на предприятиях агропромышленного комплекса России, занятых переработкой и утилизацией органических отходов животноводства, свидетельствуют о том, что в большинстве своем условия их труда не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям

Навоз содержит более 30 газовых соединений, принадлежащих к группе аминов, амидов, спиртов, сульфидов, меркаптанов, классических газов СНА, АИ,, Нг8, С02 >

которые оказывают вредное физиологическое воздействие на работника Воздействие таких газов, как меркаптана, аминов, индола, скотола и др вызывает у работника рефлекторную тошноту, головную боль, а в более высоких концентрациях действуют на центральную нервную систему, вызывают судороги, параличи и даже смерть от остановки дыхания

В структуре заболеваемости работников, занятых переработкой и утилизацией органических отходов животноводства, занимают болезни гортани (42%), хронический гнойный отит и другие болезни уха (соответственно 9 и 21%), болезни носа и придаточных пазух (17%) У 53,2% работников установлены заболевания внутренних органов Это поражение органов кровообращения - 50% работающих, в 1 ч 33% -гипертоническая болезнь, вегето-сосудистая дистония - 10,3%, неактивные формы ревматизма - 7%, ишемическая болезнь сердца - 4,3% Затем идут болезни органов пищеварения - 38%, среди которых чаще встречается хронический гастрит - 21,6%, хронический холецистит - 13,8%, и опорно-двигательного аппарата, в основном, ревматоидный и обменно-дистрофический полиартриты - 7,8%

На основании системного анализа организации безопасного технологического процесса можно утверждать, что условия труда операторов по переработке и утилизации органических отходов животноводства возможно улучшить за счет обеззараживания органических отходов озоно-воздушной смесью и ультрофиолетовым облучением Это и определяет актуальность выбранного направления исследования

Цель работы - улучшение условий труда работников при переработке и утилизации органических отходов животноводства

Задачи исследования

1 Выявить состояние условий труда операторов при переработке и утилизации органических отходов животноводства,

2 Обосновать принципы системного анализа организации безопасного технологического процесса и эффективность методов обеззараживания органических отходов животноводства,

3 Разработать безопасную технологическую систему по переработке и утилизации органических отходов животноводства,

4 Провести комплексную оценку системы технологического процесса требованиям охраны труда,

5 Разработать методики определения эффективности системы безопасного технологического процесса и провести исследования в производственных условиях

Объектом исследования являются опасные и вредные производственные факторы условий труда операторов, а так же безопасная технологическая система по переработке и утилизации органических отходов животноводства

Научная новизна

- обоснована система безопасного технологического процесса по переработке и утилизации органических отходов животноводства, позволяющая нормализовать условия труда операторов,

- разработаны критерии и методика оценки эффективности безопасной технологической системы,

- получены данные аналитических расчетов и экспериментальных исследований, которые позволяют оценить соответствие безопасной технологической системы требованиям охраны труда

Практическая значимость:

- разработана и реализована в практике безопасная технологическая система переработки и утилизации органических отходов животноводства, позволяющая улучшить условия труда работников занятых в этом процессе,

- разработана методика оценки эффективности, позволяющая на стадии проектирования оценить безопасность технологического оборудования

Методы исследования

1 В работе использовались методы а) математического моделирования, б) системного и структурного анализа, в) экспертных оценок, г) статистической классификации информации, д) теории вероятности, е) математической статистики

Достоверность результатов обеспечивается соответствующим выбором расчетных моделей, использованием адекватного математического аппарата, современной вычислительной техники и программного обеспечения, а также подтверждается соответствием результатов данным эксперимента

Положения выносимые на защиту

- анализ условий труда, профессиональной заболеваемости и несчастных случаев работников, занятых переработкой и утилизацией органических отходов животноводства,

- принципы организации безопасного технологического процесса по переработке и утилизации органических отходов животноводства и его конструктивная реализация,

- безопасная технологическая система по переработке и утилизации органических отходов животноводства,

- результаты теоретических и экспериментальных исследований

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях и симпозиумах

1 Международной выставке-форуме «\VASMA-2005 Управление отходами», 2005, г Москва

2 Четвертой Международной выставке и конгрессе по управлению отходами Вэйст Тэк - 2005, г Москва

3 Седьмой Международной выставке и конгрессе «АКВАТЭК-2006», г Москва

4 Второй Всероссийской экологической конференции «Новые приоритеты национальной экологической политики в реальном секторе экономики», 2006 г, г Москва

5 Всероссийской конференции «Экология и производство Перспективы развития экономических механизмов охраны окружающей среды», 2007 г, г Санкт-Петербург

6 Пятой Международной выставке и конгрессе по управлению отходами и природоохранными технологиями ВэйстТэк-2007, г Москва

7. Научно-практической конференции «Вопросы эффективного использования обьектов интеллектуальной собственности и инновационной деятельности предприятия», 2007 г., г.Орёл.

Реализация результатов исследования. Разработанная безопасная технологическая система по переработке и утилизации органических отходов животноводства внедрена в производство ООО AKI1 «Воронежский» Владимирской области, К ал [.путинского района. Устройство по обеззараживанию органических отходов животноводства внедрено в производство: ОАО «Васильевская» Пензенской области, Бессонове кого района и ОАО «Лузннскин» Омской области, Омского района.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в том числе 2 патента РФ и подана заявка иа изобретение.

Структура и объём диссертации. Диссертация содержит введение, пять глав, общие выводы, список литературы из 135 наименований и 5 приложений. Основной текст изложен на 170 страницах и включает 36 рисунков и 24 таблицы.

Вы введении обоснована актуальность темы, отмечена научная новизна и отражены основные положения, выносимые на защиту.

первой главе «Состояние проблемы и выбор направления исследования» дан анализ органических отходов животноводства, а также опасных и вредных факторов, возникающих при их хранении. Рассмотрена профессиональная заболеваемость и травматизм работников, занятых переработкой и утилизацией органических отходов животноводства и установлена снизь чтих заболеваний и травматизма с присутствием в зоне рабочего воздуха вредных газовых соединений, выделяемых органическими отходами животноводства.

В ходе анализа несчастных случаев было получено процентное отношение фактов травмирования работников в зоне скопления органических отходов по месяцам года. Результаты распределения представлены на рис.1.

14 i 12 ■

10 • г ■

s -

4 -

Рис. I. Распределение травматизма работников в зове скопления органических отходов животноводства ни месяцам года в % от общего числа случаев

Из рис.1 видно, что примерно 75 % от всех исследуемых случаев приходится на период с мая по октябрь, а наименьшее число — на зимний период. Такое распределение объясняется, в первую очередь, повышением температуры окружающей среды, в результате чего происходит обильное скопление отравляющих газов (аммиака, ме-

Кра гкое Содержание работы

II III IV V VI VII VIII IX X Xi XII вещи

тана, сероводорода, оксида углерода) и жижесборниках, усиливающееся из-за разложения микроорганизмов,

Анализ Существующих технологических систем по переработке и утилизации органических dixодон животноводства показал. Что нее они являются потенциальным источником загрязнения воздуха рабочей зоны вредными веществами, а следовательно воздействуют на работников, принимающих непосредственное участие в этих технологиях.

Проблеме улучшении труда работников животноводства посвящены исследования Лапина А.П., Гальянова И.13., Шкрабака U.C., Тюрикова Б.М., Платонова В.В. и других учёных ¡'осени, а также научных коллективов учебных заведений и научно-исследовательски х институтов С.-Пб. ГАУ, Московского ГАУ им В.П.Горячкина, Челябинского ГАУ, Брянского ГСХА, ФП1У «ВНИИОТ» и многих других.

Несмотря на многочисленные исследования в дайной области, проблема улучшения условий груда работников по переработке и утилизации органических отходов животноводства остаётся актуальной, К. решению данной проблемы не применялись методы обеззараживания органических отходов животноводства озоновоз-душной смесью совместно с ультрафиолетовым облучением.

Ни второй главе «Безопасная технологическая система но переработке и утилизации органических отходов животноводства» предложен новый подход к реализации поставленной цели, за счёт но но го способа обеззараживания органических отходов животноводства озоновоздушной смесью совместно с ультрафиолетовым облучением.

Его схема представлена на рис.2.

Рис.2, Безопасная тех политическая система ло переработке и утилизации органических отходов живот ко пол cm л

Работа осуществляется следующим образом. Органические отходы животноводства (1) загружаются в бункер-накопитель (2), где происходит их тщательное перемешивание. Затем эта масса подаётся на устройство сепарирования (3), где проис-

ходит ее разделение на две фракции а) жидкую (4) с влажностью пульпы до 97% и твердую (5) с влажностью до 40%

Жидкая фракция (4) после сепарации, характеризуемая слабощелочной реакцией, сбалансированным соотношением фосфора, азота и калия - 1,4 1,0 1,6 и содержанием коллоидных взвешенных веществ менее 1%, подается в усреднительную емкость-накопитель (6) предварительного хранения, а затем в агрегат (7), в котором осуществляется обеззараживание и удаление запаха посредством озоно-воздушной смеси, поступающей из озонатора (21) Далее обеззараженная жидкая фракция поступает в сообщающиеся между собой емкости (8), где орошается и обогащается полезными аэробными и анаэробными бактериями типа "Байкал" и хранится для последующего применения

Отсепарированная твердая фракция (5) -сухая, пористая, рассыпчатая биомасса с низкой адгезией, подается ленточным транспортером (9) на измельчитель (10), в котором происходит ее равномерное измельчение до размеров (5- 25 мм) Затем она подается в шнековый транспортер закрытого типа (труба) (11), куда одновременно по ходу ее движения подается озоно-воздушная смесь из озонатора (21) Озо-но-воздушная смесь, постепенно перемещаясь вверх и равномерно перемешиваясь в шнековом транспортере (11) с измельченной биомассой, производит ее обеззараживание, вступая в реакцию окисления и уничтожения патогенных микроорганизмов и токсичных газообразных продуктов гниения

При выходе из шнекового транспортера (11) твердая фракция попадает на наклонный вибростол (12) с закрепленными над ним ультрафиолетовыми лампами, которые вторично уничтожают оставшуюся бактериальную флору и вирусы

В шнековом транспотере (трубе) (11) следует организовать разряжение путем прокачки озоно-воздушной смеси через твердую фракцию отсосом с последующей многократной прокачкой (рециркуляцией) ее через рабочую зону до снижения концентрации озона (он расходуется на окисление) до минимума

Далее твердая фракция поступает на шнековый конвейер (13), где в период перемещения она доводится до влажности порядка 50-55 % и обогащается колониями аэробных и/или анаэробных бактерий типа "Байкал," путем подачи жидкости, обогащенной этими бактериями, из емкости-дозатора (14), куда она поступает из емкостей (8) Подготовленная таким образом твердая фракция выгружается в биобарабан (15), куда для активизирования процессов ферментации компоста подается подогретый калорифером (16) до температуры 45-55°С воздух В биобарабане (15) происходит двухстадийный биохимический процесс начала разложения твердой фракции с участием микроорганизмов в анаэробных и аэробных условиях

После окончания процесса перемешивания и предварительной подготовки, полученная компостная биомасса укладывается в бурты (17) для дальнейшего дозревания, сроком от 45 до 60 суток (в зависимости от времени года) Дозревшая (переработанная штаммами бактерий) компостная масса погрузчиками подается на устройство просеивания «сито-грохот» (18) с ячейками сит не более 4-6 мм и разделяется на два потока, порошковый компост (19) и балласт (20) Порошковый компост (19) фасуется в пакеты и реализуется через торговую сеть населению как органическое удобрение Более крупный балласт (20) используется в сельском хозяйстве как органическое удобрение для различных культур

Жидкая фракция, собираемая в емкости (8), помимо функций, выполняемых в рассматриваемом технологическом процессе, может использоваться в качестве органического удобрения при орошении почв

li третьей гл h ne «Теоретические исследования» изложены: принципы системного анализа организации безопасного технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства путём построения уровней и иерархии организации производственно го процесса; теоретические основы смешивания и перемещения отходов в ншсковом транспортёре; обоснование эффективности действия озона на патогенные микроорганизмы; математический расчет количества озона, необходимого для дето к с икании и обеззараживания биогаза обрабатываемой биомассы; обоснованна эффективности действия ультрафиолетового излучения на патогенные микроорганизмы; математическое описание сопротивляемости разных микроорганизмов воздействию УФ излучения; расчёт производственной Мощности безопасной технологической системы по переработке и утилизации органических отходов животноводства; комплексная оценка системы технологического процесса обеззараживании, переработки н утилизации органических отходов животноводства требованиям охраны т руда.

Превращение исходного сырья н промежуточный продукт или промежуточного продукта н конечное изделие происходит в результате нескольких операций, совокупность которых образует конкретную подсистему. Учитывая условие агрегации таких подсистем и ФХ'ГС, можно ввести следующие уровни иерархии безопасного технологического процесса по переработке и утилизации органических отходов животноводства и птицеводства (ем. рис.3).

ООСП

\ уровень

2 уровень

3 уровень

4 уровень

5 уровень

6 уровень

Рис.3. Граф системы безопасного технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства

Вершиной графа (первый уровень) являются вторичные энергоресурсы в виде органических отходов животноводства (ООЖ), получаемые в процессах с применением твердых (Т), жидких (Ж), газообразных (Г) веществ и волновой энергии (В), т е электромагнитного поля (второй уровень) Третий уровень определяет вид предприятий по переработке (ПП), на которых исследуются технологические процессы с использованием ООЖ •— сепарирования (С), измельчения (И), перемещения (П), обеззараживания (ОБ), ферментации компоста (ФК), образующих четвертый уровень На пятом уровне показано оборудование экобиозащитного блока, работающее в режиме технологической безопасности, — устройство сепарирования (УС), устройство измельчения (УИ), вибростол (В) и обеззараживание и детоксика-ция сырья, полуфабрикатов и продукции - шнековый транспортер (ШТ), УФ-облучатель (УФ), озонатор (О), биобарабан (ББ) На шестом уровне графа используется оборудование обеспечивающие безопасность работающих ограждения, кожухи шнековых транспортеров, биобарабана, защитные решетки измельчителя (ОГ), блокировка предотвращающая развитие опасной ситуации, например, автоматическое отключение УФ-облучателя при открывании защитного кожуха (БЛ), предохранительные устройства обеспечивающие безопасную эксплуатацию, например, при повышении уровня давления озона в озонаторе (ПР), устройства дистанционного управления (ДУ)

Граф показывает элементы системы безопасного технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации вторичные энергоресурсы в виде органических отходов животноводства (ООЖ), операторы получения и их использования и результирующую систему — показатель уровня безопасности (ПУБ), для оптимизации которого необходимы исследования зависимостей выхода продукции от параметров и расходов первичных органических отходов животноводства на предприятии по обеззараживанию, переработке и утилизации с учетом системы безопасного технологического процесса

Для решения задач на верхнем уровне предложено использовать технико-экономическую линейную модель, которая отражает взаимосвязь по линии «сырье—продукция»

В данном случае математическая модель будет выражена следующим образом

С, ¿У,; ъ ¿Ру

} = 1,2,...,т; 1 = 1,2,.., п,

где <7, - количество г-го вещества - сырья, т — число технологий (производственных систем), аи — коэффициент эффективности переработки г-го продукта ву - ой подсистеме, аи < О, если / - сырье, ац > 0, если /-продукт производства, а = О характеризует матрицу преобразования вещества в результате реализации технологий, л, - количество вещества, перерабатываемого7-й подсистеме, g¡ —количество г -го вещества-продукта производства, 5, - количество сырья, (11 - требуемое количество /-го сырья, р, - ограничение по мощности у-й подсистемы, п — число различных веществ в системе (сырье, полупродукты, продукты)

Аналогично решается задача на среднем и нижнем уровнях иерархии (с учетом применения для процессов предварительной подготовки и последующей переработки органических отходов животноводства разнообразным оборудовани-

ем, которое желательно рассматривать в свете функционирования всей технологической линии, т е решать основную задачу ФХТС)

Анализ операторной модели, её уровней, целей подсистем и их параметров показал, что работу всей системы определяют подсистемы обеззараживания при транспортирования сырья и его ферментация в биобарабане. При их исследовании и функциональном анализе целесообразно рассматривать не систему машин и аппаратов, а систему протекающих в них процессов При этом технологический процесс может быть представлен как преобразование множества «входов» (исходное состояние шихты) в множество «выходов» (промежуточное или конечное состояние изделия)

В результате анализа физического процесса, происходящего в шнековом транспортере-смесителе при движении рабочих органов, установлены и теоретически определены основные затраты мощности, необходимые на преодоление трения материала о внутреннюю поверхность кожуха шнека, подъем материала, преодоление перемещения спиральной лопасти в массе, преодоление трения материала о винтовую поверхность шнека, перемешивание и дробление груза, преодоление трения в подшипниках вала шнека, преодоление трения в передаточном механизме

Мощность (N1, кВт), затрачиваемую на преодоление трения материала о внутреннюю поверхность кожуха шнека можно определить из уравнения

N, = 10 (2)

где f = tgp - коэффициент трения материала о поверхность кожуха шнека, обычно принимаемый равным коэффициенту трения материала о шнек, р - угол трения материала о сталь, Рс центробежная сила, прижимающая отходы к внутренней поверхности кожуха шнека, Н, 9а - абсолютная скорость материала, м/с

Центробежную силу ( Р€) определим из выражения

с

2

Рс = | ^уНёрскв^ ру/

£ о

где у - плотность материала, кг/м3, ШрсЬ - объем параллелепипеда, у которого с1р(Ь -площадь поперечного сечения, Н - высота подъема материала, м, Шу - угловая скорость вращательного движения материала, с"1, ск> = рс1а - элементарная дута, ограниченная элементарным утлом с1сс, \р- коэффициент заполнения кожуха шнека (ф = 0,3 0,5)

После интегрирования получим

о

£ ч

где £> и <5?- соответственно наружный диаметр шнека и диаметр вала шнека, м

Мощность (Ы2, кВт), необходимая на подъем материала и на преодоление трения материала о поверхность шнека может быть найдена из выражения

^2 = 10-3(РХ + ^)(®-®,), (3)

где />' - окружная сила на среднем радиусе винтовой поверхности шнека, Н, Лч,- средний радиус винтовой поверхности, и - угловая скорость шнека, с"1, ри - окружная сила на наружной кромке шнека, Н

Мощность (N3, кВт), потребную на преодоление перемещения спиральной лопасти в массе материала можно определить по формуле

2я ^

Г, 1 ¥х, V.4 4 ) 1

—+ —СОЭ—1п-;-- +—эт И'. +

2 2 2 (к 12

ПГт

1 [ 3 „ 4

+- СОБ—Щ. -4- 3 СОБ 1п ——7-

48 V 22)

® 4 4

+ -281пу, -0,58111

при коэффициенте заполнения 1/// = 360°= 2к рад формула упрощается и имеег вид

А^з = 7,85 Ю'^Ьа>К^та{133кх+к2а>^,), №

к

где ¿и Я, - соответственно ширина и радиус лопасти, м, а - угол установки лопасти рад, г - число лопастей, К/ ик2 - эмпирические коэффициенты, которые зависят от физико-механических свойств материала (щи сыпучих материалов к, —5 2-104 кг/(мс)2 и к, =480 кг/м3)

Мощность ( N0, кВт) на валу вертикального шнека фанспортера-смесителя 1,.

где ка - коэффициент, учитывающий перемешивание и дробление материала (для мучнистых материалов к0 = 1,2 1,25), г;„ - коэффициент полезного действия подшипников вала шнека (% = 0,97 0,99)

Необходимая мощность двигателя ( Л^, кВт)

(6)

где к„ - коэффициент, учитывающий перегрузку в момент пуска шнека под нагрузкой (к„ = 1,2 125), г]т - коэффициент полезного действия подшипников вала шнека (г/,,, = 0,97)

Анализ уравнений, составляющих формулы (5) - (6) показывает, что в вертикально-шнековых транспортерах-смесителях расходуемая энергия на смешивание зависит от следующих факторов физико-механических свойств органической смеси, которые характеризуются соответствующими коэффициентами, кинематического режима и конструктивных параметров смесителя угла подъема винтовой линии шнека, радиуса внутренней поверхности кожуха шнека, количества лопастей, угла установки и радиуса лопастей ширины лопасти и коэффициента заполнения

Конструктивные параметры смесителя, входящие в формулы, определяются исходя из требуемой однородности смеси и производительности

Как было показано ранее одной из подсистем, определяющей работу всей системы безопасного технологического процесса переработки и утилизации органических отходов животноводства, осуществляется обеззараживание при транспортировании сырья в шнековом транспортере и на наклонном вибростоле

Проведенный анализ показал, что по силе воздействия на патогенные микроорганизмы, бактериальную флору, вирусы и токсичные газообразные продукты гниения наиболее эффективными являются озон и ультрафиолетовое облучение

Сопротивляемость разных микроорганизмов воздействию УФ излучения существенно различается Доля микроорганизмов, выживающих после воздействия УФ излучения, определяется следующим приближенным соотношением

Nt/N0 = exp (-k Eeff t), или (7)

In (N/ N0) = - к Eeff t (8)

где, N, - число микробов в момент времени t, N0 - число микробов до облучения, к -коэффициент, зависящий от вида микроорганизмов, Eeff - эффективная плотность облучения (Вт/м2)

Произведение Eeff t называется эффективной дозой Heff, эта величина выражается в Вт*с/м2 или в Дж/м2 Таким образом, если требуется уничтожить 90% микроорганизмов, уравнение (8) принимает вид 2,303 = k Hefr

Для уничтожения 99 % микроорганизмов, уравнение (8) принимает вид 4,605= k H,ff

Приведенные выше уравнения позволяют построить графики, на которых показана доля выживающих микроорганизмов в зависимости от дозы облучения (рис 4)

Выживаемость №/No

01

0,01

0001

0,0001

одот

о 1000 2300 3000 «оо Доза(0*/иг1 _к=01_--К=0,э__К=0Д1 к=0Д)3 _ К=0Д)1

Рис 4 Доля выживающих микроорганизмов в зависимости от дозы облучения и коэффициента к

Проведенные расчеты показали, что концентрация озона в озоно-воздушной смеси должна бьпь не менее 0,5 мг/м3 (это в несколько раз больше ПДК) В связи с этим в шнековом транспотере следует организовать разряжение путем прокачки озоно-воздушной смеси через твердую фракцию отсосом, с последующей многократной прокачкой (рециркуляцией) ее через рабочую зону до снижения концентрации озона (он расходуется на окисление) до минимума

Ультрафиолетовые излучатели должны быть с длиной волны 205-310 нм и мощностью не менее (учитывая запыленность зоны облучения) 500 МДж/см2

1 \ X, 'Ч

it •. !\ ч. *"Ч V.

11 п ! \ • i

1\ s \

1 \ \ \ 1 1 1

Технологический процесс обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства мсвкно рассматривать как функционирование человеко-машинной системы, которая содержит три основных элемента.

работники (персонал), технические устройства (машины и оборудование), условия (организация) их взаимодействия

Следовательно, внутренними предпосылками несчастных случаев на производстве могут быть

ошибочные или несанкц ионированные действия работников, отказы или неисправности (поломки) технических уст ройств,

нерациональная организация производственного процесса, включая неэффективную систему мер по предупреждению несчастных случаев

В свою очередь, комплекс мер, осуществляемых на предприятии по предупреждению возникновения несчастных случаев, направлен на недопущение (снижение до минимума) ошибочных и несанкционированных действий работников, устранение предпосылок (условий) и предупреждение возникновения отказов, неисправностей и поломок технических устройств и оборудования, обеспечение рационального взаимодействия человека и машин, т е правильную организацию производственной деятельности (систему менеджмента качества по современной терминологии)

Комплексная оценка системы технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства осуществляется экспертным методом

Пусть число экспертов Р — нечетное Обозначим —• число экспертов, давших паР +1

раметру локальную оценку 1 (1 = 1,2,3), ц, + ц2 = Р Если „ < , то локальная оценка соот-

2

вегивия равна 1 Если ^ , ^ + 1. ^ > ^ + 1, то локальная оценка соответствия

р I 1 р , 1

равна 2 Если д, + < -_ и> следовательно, > , то локальная оценка соответствия равна 3

Таким образом, проведена комплексная оценка соответствия по всем струюурным элементам Одним из возможных вариантов подхода к решению данной задачи является оценка на основе матричных сверток Проведенная на ее основе комплексная оценка соответствия системы технологического процесса требованиям охраны труда, определила показатель равный 2, что подтверждает правильность заложенных технических решений

В четвертой главе «Методики экспериментальных исследований Результаты исследований» дается описание методик экспериментальных исследований, приведены результаты экспериментальных исследований

В настоящее время применяется большое количество способов и методических принципов анализа производственного травматизма в агропромышленном комплексе Российской Федерации

Исходными материалами для анализа травматизма на предприятиях являются отчеты по травматизму по форме 7 — травматизм и копии актов по форме Н-1 и других материалов расследований

Для анализа исследуемого травматизма нами была использована база данных по производственному травматизму ФГУ «ВНИИОТ»

Одним из важнейших мероприятий по уменьшению загрязнения воздуха рабочих зон вредными газами является герметизация оборудования А одним из глав-

ных возможных источников загрязнения воздуха рабочей зоны вредными газами образующимися и используемыми в технологическом процессе является шнековый транспортер

Герметичность оборудования характеризуется величиной потерь из данного оборудования за единицу времени

При испытаниях на герметичность в трубной проводке — шнековом транспортере, поднимают давление до пробного равного 101,3 кПа (1атм ) и выдерживают 60 минут, после чего снижают до атмосферного, при котором проводят осмотр и выявление неплотностей

Результаты испытаний признаются удовлетворительными, если за время испытания на герметичность не произошло падения давления более чем на 5%

Давление в различных сечениях воздухопровода можно определить путем измерения мало изменяющегося по сечению статического давления и прибавления к нему (в нагнетательной части трубопровода, а во всасывающей — вычитания) динамического давления

Динамическое давление, вычисляется по средней скорости V из уравнения

Результаты измерений приводят к нормальным условиям

Определение поглощения вредных газов и концентрации озона по длине шне-кового транспортера осуществляется путем взятия проб воздуха из трубопровода и дальнейшего его анализа по нижеописанным методикам

Взятие проб проводится по всей длине шнекового транспортера через вмонтированные в трубопровод штуцеры Штуцеры монтируются по всей длине с интервалом 1000 мм Отбор проб проводится по каждому компоненту вредных газов образующихся и используемых в технологическом процессе

Кроме того, в процессе эксперимента проводился отбор проб воздуха из рабочей зоны

Объем выборки п, при котором погрешность результатов измерения не превышает заданной, связан с определением доверительного интервала исследуемой величины

Предельная абсолютная ошибка Д, которая допускается при замене математического ожидания X случайной величины X на его оценку X и, согласно доверительному интервалу математического ожидания

где у - а - квантель / - распределения, который зависит от принятого уровня значимости а = I - у и числа степеней свободы V = п - 1 скорректированной дисперсии

Предельная относительная ошибка (при объеме выборки п - V + 1)

Р = Р ±92£-"" 2

ст

гарантируется с вероятностью у

Откуда (9)

где Ух - оценка коэффициента вариации

Следуя системному подходу к получению статистической информации, на основании предварительных опытов или априорной информации определяем оценки

X , , Vх Затем составляем интерполяционный многочлен Р(у), аппроксимирующий значения на интервале, в котором предположительно находится величина п Тогда получаем уравнение

и = рл-1)Р^у, (10)

которое решаем численным методом относительно и

При проведении экспериментальных исследований для измерения концентраций вредных газов в воздухе использовался газоанализатор универсальный УГ-2

В некоторых случаях исследований, когда концентрация вредных газов была велика (40-60 мг/м3), газоанализатор УГ-2 не давал ясной картины, использовали газоопределители ГХ-М

Оценка запахов состоит обычно из двух частей (категорий) определение пороговой концентрации пахучих веществ и установление типа и интенсивности запахов в атмосфере

Различают четыре свойства запаха, поддающиеся измерению

Свойства запаха Определение

Интенсивность Сила ощущения

Распространяемость Изменение силы ощущения или приемлемости запаха при разбавлении Обнаруживаемость

Качество Сходство обонятельного ощущения, химического строения или наличия функциональных групп Характерные особенности

Приемлемость Степень приятности или неприятности обонятельного ощущения

Указанные выше свойства запаха, за исключением качества, оценивают по

шкале субъективных ощущений Обычно применяют пятибалльную шкапу 0 - Ощущение отсутствует 1 - Очень слабое ощущение 2 - Слабое ощущение 3 - Легко заметное ощущение

4 - Сильное ощущение 5 - Чрезмерное ощущение

При испытаниях трубной проводки - шнекового транспортера на герметичность выявлено (рис 5), что величина падения давления за единицу времени, оказалась меньше предельно допустимого (96,2 кПа) Это свидетельствует о достаточной герметизации изделия препятствующей попаданию вредных веществ из шнекового транспортера в воздух рабочих зон

Измеренная скорость воздушного потока на выходе из шнекового транспортера составила 0,5+ 0,04 м/с При такой скорости воздушного потока динамический напор составит 0,15 Па, а расход воздуха, проходящий через шнековый транспортер при его заполнении биомассой на 50% составит 0,01 м3/с

Рис.5. Изменение давления в шнековом транспортере та единицу времени

Полное давлений! с учетом Измеренного статического давления в различных частях трубной проводки - шнекового транспортера находится в пределах -10 Па. Создание разряжения внутри транспортера также исключает попадания вредных газов образующихся и используемых в технологическом процессе в воздух рабочих зон, что соответственно обеспечивает безопасность работающих.

Результаты определения поглощения вредных газов н озона по длине шнекового транспортера показаны на рис.6.

МИ К

3 4 5 3 7 Длина шненодого тра^спортора.ы

Рие.6. Изменение концентрации сероводорода по длине шнексвОго транспортера

Как видно из рис.6 окисление сероводорода озоном происходит практически но всей длине шпеконого транспортера. Химическая реакция выражается следующей формулой:

ЗН28 + 4ОХ=ЗН2504

В дальнейшем образующаяся серная кислота нейтрализуется аммиаком до соли.

Концентрация сероводорода на уровне ПДК (3 мг/м3) достигается на длине около 6 м,, после 8 м. обнаруживаются только следы.

Динамика окисления меркаптана в шнековом транспортере (рие.7) практически такая же, как и у сероводорода, после 7м, обнаруживаются только его следы. Химическая реакция взаимодействия выражается следующим уравнением:

з *

Длина ш ненов ого транспортера, м

Рис,7 Изменение концентрации меркаптана по длине вшекового транспортера

к-вн + 03 = Я-503Н ,

а резул ьтатс реакции образуются алкил.-арилсульфо кислоты, которые вступают я реакцию нейтрализации и образуют нетоксичные соли.

Реакция окисления фосфина происходит более интенсивно {рис.8), чем предыдущих вредных газов, в шиековом транспортере уже после 3 м. его концентрация обнаруживается на уровне ПДК (0,1 мг/м3). Химические реакции могуг быть записаны в следующем виде:

31'Нз + 40] = ЭН3РО4; |Я-РН2 + 40з = ЗЙ-Н2Р04

В результате первой реакции образуется фоа[юрная кислота, а во второй фос-фониевые кислоты.

Степень окисления аммиака (рис.9) незначительная из-за высокого окислитель! ю-вое стан о в (¡тельного потенциала. МН3 + 0^ НЫ03 + Н20.

Удаление аммиака из воздушного пространства шнекового транспортера идет за ечег его расхода на образование солей аммония с кислотами: серной, сернистой, фосфорной, азотной, которые образуются в вышеописанных химических реакциях.

Рнс.8. Изменение концентрации фосфина но длине шнекоыо! о трансноргера

Рис.Изменение концентрации аммиака по длине шнекового транспортера

Концентрация озона (рис,10), участвующего во всех окислительных реакциях, изменяется от максимальной равной 3,6 г/м3 до остаточной не прореагирую ищи концентрации 1,8 г/м5, которая идет повторно в озонатор.

Рис. К). Изменение концентрации озона по длине шнекового транспортера

Концентрация метана и углекислого газа в период окисления в тисковом транспортере практически не изменяется.

Взрывоопасная смесь (С1+ О] + О;) при данных концентрациях и скоростях не образуется; Содержание углекислого газа больше 35% предохраняет горючие газы от возгорания.

Отбор н анализ проб воздуха из рабочей зоны для определения вредных газов образующихся и используемых в технологическом процессе осуществлялся около используемого оборудования до и после включений устройства обеззараживания отходов. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Как видно из табл.1 концентрации вредных газов до и после включения устройств;! обеззараживания отходов около подготовительного оборудования бункера накопителя и ленточного транспортера практически одинакова и находится на уровне ПДК, В то же время до включении устройства обеззараживания концентрация вредных веществ около шнекового транспортера и биобарабана гораздо ниже ПДК, что видимо, связана е герметичностью их конструкции. После включения устройства обеззараживания концентрации вредных газов около этого оборудования закономерно снижаются. Концентрации аммиака и сероводорода около полуфабриката и готового

Таблица 1 Результаты исследований проб воздуха

Наименование оборудования Концентрация газов, мг/м3

03 МН3 Н28 РН3

ПДК = 0,1 ПДК = 20 ПДК = 3 ПДК = 0,1

до после до после до после до после

Бункер накопитель - - 18+5 20+4 10+2 10+2 0,2+0,05 0,2+0, 05

Ленточный транспортер - - 12+3 12+2 8+2 8+2 0,2+0,05 0,2+0, 05

Шнековый транспортер - следы 6+1 2+0,5 5+1 следы 0,2+0,05 следы

Биобарабан - следы 8+1 2+0,5 8+2 2+0,5 - -

Бурты компостной биомассы - - - 4+1 - 3+1 - -

Емкость с по- рошко-вым компостом - - - 2+0,5 - 3+0,5 - -

компоста незначительны и на наш взгляд связаны с наличием остаточных количеств отходов, не вступивших в реакции при переработке

Несмотря на то, что озон вступает в реакции не в полном поступающем объеме, его концентрация около шнекового транспортера находится на уровне следов Это свидетельствует о высокой защитной эффективности системы обеззараживания за счет герметизации и создания разряжения внутри шнекового транспортера

Определение запахов при использовании системы безопасного технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства проводилась группой испытуемых из пяти практически здоровых (не имеющих ЛОР-заболеваний) человек в возрасте от 20 до 45 лет, имеющих трудовой стаж от 3 до 25 лет по методике изложенной выше

На первом этапе определения запахов испытуемые на основе оценки пороговых концентраций определили наличие запахов двух основных газов на фоне других неприятных запахов находящихся в воздухе рабочих зон Этими газами являлись аммиак и сероводород

В табл 2 дана оценка свойств запахов находящихся в воздухе рабочих зон около технологического оборудования

Как видно из таблицы 2 оценки по интенсивности (силы) и распространяемости (обнаруживаемое™) запахов аммиака и сероводорода около технологического оборудования коррелируются с данными по их концентрации в воздухе рабочих зон

Качество обнаруженных запахов легко ассоциируется с обонятельными ощущениями известных одорантов - аммиака (нашатырный спирт) и сероводорода (тухлых яиц), поэтому оценка у всех испытуемых была одинаковой

Приемлемость (степень приятности или неприятности) запаха оценивалась также равнозначно по каждому веществу, причем аммиак получил 4 балла (сильное ощущение), а сероводород был более неприятен

Таблица 2 Оценка свойств запахов находящихся в воздухе рабочих зон около технологического оборудования_

Наименование оборудования Свойства запаха, балл

Интенсивность Распространяемость Качество Приемлемость

ИНз Н28 1ЧН3 Н28 ИНз Н28 ЫН3 Н?8

Бункер накопитель 4,2 3,9 2,5 2,5 3,5 3,5 4,0 4,5

Ленточный транспортер 4,2 4,0 2,5 2,5 3,5 3,5 4,0 4,5

Шнековый транспортер 1,0 0,6 0 0 3,5 3,5 4,0 4,5

Биобарабан 1,3 0,6 0 0 3,5 3,5 4,0 4,5

Бурты компостной биомассы 2,2 2,5 1,0 1,0 3,5 3,5 4,0 4,5

Емкость с порошковым компостом 2,3 2,5 1,0 1,0 3,5 3,5 4,0 4,5

Кроме того, в процессе функционирования системы обеззараживания и деток-сикации, около шнекового транспортера ощущался запах озона с интенсивностью 1,5 балла

В целом система безопасного технологического процесса обеззараживания отходов сельскохозяйственного производства достаточно эффективна и обеспечивает защиту работающих от вредных и опасных веществ

В пятой главе излагается экономическая эффективность от безопасной технологической системы при переработке и утилизации органических отходов животноводства, которая составила 1 млн 200 тыс рублей на одном объекте

Общие выводы

1 В результате анализа условий труда операторов при переработке и утилизации органических отходов животноводства выявлено, что воздух рабочей зоны загрязняется вредными веществами, в концентрациях превышающих ПДК в 5-10 раз Кроме того в воздухе находятся вещества - носители неприятных запахов, которые вызывают ощущение подавленности, тошноты, головную боль и т д

2 Установлено что воздействие вредных факторов может привести к пред-травматической ситуации и, что более 80% несчастных случаев происходит в зоне скопления органических отходов животноводства под воздействием одного и более газов, на основе анализа существующих технологических систем по утилизации выявлены их недостатки, касающиеся формирования вредных воздействий на работников и разработана новая технологическая система

3 Использование принципов системного анализа позволило определить приоритетность технологической подсистемы, определяющей безопасную работу системы в целом К ней относится обеззараживание органического сырья при транспортировке и перемещении в шнековом транспортере

4 Приведенные теоретические основы смешивания и перемещения органических отходов в шнековом транспортере позволяют, на стадии разработки, определить

конструктивные параметры, исходя из требуемой однородности органической смеси и производительности, что способствует более эффективному процессу ее обеззараживания

5 Определена эффективность действия озона и ультрафиолетового излучения на патогенные микроорганизмы

6 Проведенная комплексная оценка соответствия системы технологического процесса требованиям охраны труда, определила показатель равный 2, что подтверждав! правильность заложенных технических решений

7 Проведенные исследования эффективности системы безопасного технологического процесса, на основе разработанных методик, показали достаточную защиту работающих от вредных и опасных веществ

8 Экономическая эффективность от внедрения безопасной технологической системы при переработке и утилизации органических отходов животноводства составляет 1 млн 200 тыс рублей на одном объекте

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1 Парахин Ю А Современный метод сортировки смешанных отходов [Текст]/ Парахин Ю А , Ермаков И Д, Ермакова Г Ю , Литвиненко Н В / Твердые бытовые отходы, №11, 2006, №11, С 32-37,

2 Парахин Ю А Принципы системного анализа организации безопасного технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов сельскохозяйственного производства [Текст] / Загородних А Н , Парахин Ю А / Вестник охраны труда, Орел ФГНУ «ВНИИОТ» Минсельхоза России, №3, 2007, С 32-38,

3 Парахин Ю А Заболеваемость обслуживающего персонала при работе на животноводческих комплексах и фермах [Текст] / Загородних А Н , Парахин Ю А , Баранов ЮН/ Вестник охраны труда, Орел ФГНУ «ВНИИОТ» Минсельхоза России, №3,2007, С 38-42,

4 Парахин Ю А Новый подход при переработке и утилизации органических отходов животноводческих комплексов и птицефабрик [Текст] / Загородних А Н , Парахин Ю А / Вестник охраны труда, Орел ФГНУ «ВНИИОТ» Минсельхоза России, №3, 2007, С 42-48,

5 Парахин Ю А Новый подход к переработке отходов агропромышленных комплексов в органоминеральные удобрения с решением вопросов охраны труда [Текст] /Парахин Ю А , Загородних А Н /Механизация и электрификация сельского хозяйства, №10, 2007, С 14-16

6 Парахин ЮА Способ обеззараживания и переработки твердых отходов [Текст] /Парахин Ю А, Мельников ГИ, Акимов И Я / Патент РФ №2238157, от 20 10 2004,

7 Парахин Ю А Устройство для обеззараживания перерабатываемых твердых отходов [Текст]/Парахин Ю А, Мельников Г И , Седов Ю А, Майоров С А /Патент РФ №2306190, от20 09 2007

Подписано к печати «11 »октября 2007 г Формат 64x84/16, объем 1,0 уч -изд л Заказ № 42 Тираж 100 экз

Отпечатано на полиграфической базе ВНИИОТ 302016, Орел, ул Московское шоссе, 120

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ органических отходов животноводства.

1.2 Анализ опасных и вредных факторов, возникающих при хранении органических отходов животноводства.

1.2.1 Фактор запахов и загрязнения воздушной среды.

1.2.2 Санитарно-эпидемиологический фактор.

1.2.3 Фактор загрязнения грунтовых вод.

1.3. Анализ влияния опасных и вредных факторов на заболеваемость работников животноводства.

1.4. Анализ влияния опасных и вредных факторов на возникновение предтравматической ситуации.

1.5. Анализ технологических систем переработки и утилизации органических стоков животноводства.

1.5.1 Технологическая система очистки жидких органических стоков животноводства.

1.5.2 Технологическая система мелиорирования.

1.5.3 Технологическая система внесения органических стоков животноводства при вспашке.

1.5.4 Технологическая система компостирования.

Выводы.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Принципы системного анализа организации безопасного технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства путём построения уровней и иерархии организации производственного процесса.

2.2 Теоретические основы смешивания и перемещения отходов в шнековом транспортере.

2.3 Эффективность действия озона на патогенные микроорганизмы.

2.4 Аналитический расчет количества озона, необходимого для детоксикации и обеззараживания биогаза обрабатываемой биомасы.

2.5 Эффективность действия ультрафиолетового облучения на патогенные микроорганизмы.

2.6 Оценка сопротивляемости разных микроорганизмов воздействию УФ облучения.

2.7 Расчёт производственной мощности безопасной технологической системы по переработке и утилизации органических отходов животноводства.

2.8 Комплексная оценка системы технологического процесса обеззараживания, переработки и утилизации органических отходов животноводства требованиям охраны труда.

Глава 3. БЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

ЖИВОТНОВОДСТВА.

3.1 Структурное взаимодействие различных элементов в безопасной технологической системе переработки и утилизации органических отходов животноводства.

Глава 4. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Методика анализа производственного травматизма при технологических процессах переработки и утилизации органических отходов животноводства.

4.2 Методика определения эффективности системы безопасного технологического процесса обеззараживания органических отходов животноводства.

4.3 Методика определения концентрации вредных газов, образующихся и используемых в технологическом процессе.

4.4 Приборы и аппаратура для проведения экспериментальных исследований.

4.5 Методика математической обработки опытных данных экспериментальных исследований.

4.6 Результаты экспериментальных исследований эффективности системы безопасного технологического процесса обеззараживания органических отходов животноводства.

Глава 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В последние годы в стране наметилась тенденция восстановления промышленного животноводства, которая набирает темпы в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК». В ряде регионов стали реконструировать действующие и строить новые свинокомплексы, а также фермы молочного направления с содержанием до 7 тыс. коров и др. Современные крупные свинокомплексы и фермы проектируются и строят с самосплавной системой непрерывного и периодического удаления бесподстилочного навоза. Поэтому проблема переработки и утилизации органических отходов животноводства стала первоочередной. При этом ужесточились требования к охране труда людей, задействованных в переработке и утилизации органических отходов животноводства. Это связано с тем, что анализ профессиональной заболеваемости и травматизма работников, занятых переработкой и утилизацией органических отходов животноводства, свидетельствуют о том, что в большинстве своём условия их труда не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям.

Навоз выделяет более 30 газовых соединений, которые оказывают вредное физиологическое воздействие на человека. К примеру, воздействие таких газов, как меркаптана, аминов, индола, скотола и др. вызывает у человека рефлекторную тошноту, головную боль, а в более высоких концентрациях действуют на центральную нервную систему, вызывают судороги, параличи и даже смерть от остановки дыхания.

В структуре заболеваемости работников, находящихся в выше указанных условиях, занимают болезни: гортани, уха, носа и придаточных пазух, а также внутренних органов, кожи и многие другие.

Использование системного анализа организации безопасного технологического процесса позволило выявить, что условия труда операторов по переработке и утилизации органических отходов животноводства можно улучшить за счёт их обеззараживания озоно-воздушной смесью и ультрафиолетовым об6 лучением. Это и определяет актуальность выбранного направления исследования.

Настоящая диссертационная работа выполнена в ФГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте охраны труда и ЗАО «Экология» в период с 2004 по 2007 год.

Цель работы - улучшение условий труда работников при переработке и утилизации органических отходов животноводства.

Задачи исследования:

1. Выявить состояние условий труда работников при переработке и утилизации органических отходов животноводства;

2. Обосновать принципы системного анализа организации безопасного технологического процесса и эффективность методов обеззараживания органических отходов животноводства;

3. Провести комплексную оценку системы технологического процесса требованиям охраны труда;

4. Разработать безопасную технологическую систему по переработке и утилизации органических отходов животноводства;

5. Разработать методики определения эффективности системы безопасного технологического процесса и провести исследования в производственных условиях.

Объектом исследования являются опасные и вредные производственные факторы условий труда работников, а так же безопасная технологическая система переработки и утилизации органических отходов животноводства.

Научная новизна:

- обоснована система безопасного технологического процесса переработки и утилизации органических отходов животноводства, позволяющая нормализовать условия труда работников;

- разработаны критерии и методика оценки эффективности безопасной технологической системы; 7

- получены данные аналитических расчётов и экспериментальных исследований, которые позволяют оценить соответствие безопасной технологической системы требованиям охраны труда.

Практическая значимость:

- разработана и реализована в практике безопасная технологическая система переработки и утилизации органических отходов животноводства, позволяющая улучшить условия труда работников занятых в этом процессе;

- разработана методика оценки эффективности, позволяющая на стадии проектирования оценить безопасность технологического оборудования.

Методы исследования:

1. В работе использовались методы: а) математического моделирования; б) системного и структурного анализа; в) экспертных оценок; г) статистической классификации информации; д) теории вероятности; е) математической статистики.

Достоверность результатов обеспечивается соответствующим выбором расчётных моделей, использованием адекватного математического аппарата, современной вычислительной техники и программного обеспечения, а также подтверждается соответствием результатов данным эксперимента.

Положения выносимые на защиту:

- анализ условий труда, профессиональной заболеваемости и несчастных случаев работников, занятых переработкой и утилизацией органических отходов животноводства;

- принципы организации безопасного технологического процесса переработки и утилизации органических отходов животноводства и его конструктивная реализация;

- безопасная технологическая система переработки и утилизации органических отходов животноводства;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях и симпозиумах:

1. Международной выставке-форуме «WASMA-2005: Управление отходами», 2005, г.Москва.

2. Четвёртой Международной выставке и конгрессе по управлению отходами ВэйстТэк - 2005, г.Москва.

3. Седьмой Международной выставке и конгрессе «АКВАТЭК-2006», 2006, г.Москва.

4. Второй Всероссийской экологической конференции «Новые приоритеты национальной экологической политики в реальном секторе экономики», 2006, г.Москва.

5. Всероссийской конференции «Экология и производство. Перспективы развития экономических механизмов охраны окружающей среды», 2007, г.Санкт-Петербург.

6. Пятой Международной выставке и конгрессе по управлению отходами и природоохранными технологиями ВэйстТэк-2007, г.Москва.

7. Научно-практической конференции «Вопросы эффективного использования объектов интеллектуальной собственности в инновационной деятельности предприятия», 2007, г.Орёл.

8. Учёном Совете Федерального государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт охраны труда», 2007, г.Орёл.

Реализация результатов исследования. Разработанная безопасная технологическая система по переработке и утилизации органических отходов животноводства внедрена в производство ООО АКП «Воронежский» Владимирской области Кольчугинского района. Устройство по обеззараживанию органических отходов животноводства внедрено в производство: ОАО «Васильевская» Пензенской области Бессоновского района и ОАО «Лузинский» Омской области Омского района. 9

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ в том числе 2 патента РФ и подана заявка на изобретение.

Структура и объём диссертации. Диссертация содержит введение, пять глав, общие выводы, список литературы из 111 наименований и 5 приложений. Основной текст изложен на 147 страницах и включает 36 рисунков и 20 таблиц.

Общие выводы

1. В результате анализа условий труда работников при переработке и утилизации органических отходов животноводства и существующих технологических систем, задействованных в этом процессе, выявлено их несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям, а именно загрязнение воздуха рабочей зоны опасными и вредными факторами в виде газовых соединений, концентрации которых превышают ПДК в 5-10 раз. Это приводит к профзаболеваниям и предтравматической ситуации, так как более 80% несчастных случаев происходит под воздействием одного и более газов.

2. Использование принципов системного анализа позволило определить приоритетность технологической подсистемы, определяющей безопасную работу системы в целом. К ней относится обеззараживание органического сырья при транспортировке и перемещении в шнековом транспортёре.

3. Приведённые теоретические основы смешивания и перемещения органических отходов в шнековом транспортёре позволяют, на стадии разработки, определить конструктивные параметры, исходя из требуемой однородности органической смеси и производительности, что способствует более эффективному процессу её обеззараживания.

4. Определена эффективность действия озона и ультрафиолетового излучения на патогенные микроорганизмы.

5. Проведённая комплексная оценка соответствия системы технологического процесса требованиям охраны труда, определила показатель равный 2, что подтверждает правильность заложенных технических решений.

6. Разработана новая технологическая система переработки и утилизации органических отходов животноводства.

7. Проведённые исследования эффективности системы безопасного технологического процесса, на основе разработанных методик, показали достаточную защиту работающих от вредных и опасных веществ.

136

8. Экономическая эффективность от внедрения безопасной технологиче ской системы при переработке и утилизации органических отходов животно водства составляет 1 млн.200 тыс. рублей на одном объекте.

137

1. Овцов Л.П. Опыт безопасного использования органических отходов животноводства и птицеводства Текст. / Овцов Л.П., Михеев В.А., Лысенко В.П. и др./- М.: ФГНУ «Олсинформагротех», 2006. - 60 с.

2. ГОСТ 20431-83 «Удобрения. Термины и определения».

3. Шкрабак B.C. Проблемы снижения травматизма и улучшения охраны труда в животноводстве Текст. / В.С.Шкрабак, П.А.Лапин, И.В.Гальянов / -Орёл: ФГНУ ВНИИОТ, 2002. 420 с.

4. Блинова В.Т. Тезисы докладов молодых научных работников Текст. -Изд. Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, 1962.

5. Шугаев В.Г. Вопросы гигиены труда, профессиональной патологии, промышленной токсикологии Текст. Материалы докладов научной конференции. Ярославль, 1961. - С. 33.

6. Гусаков А.Е. Метод количественной оценки комбинированного действия двух токсичных компонентов Текст. / Гусаков А.Е., Тодеришин М.Г /. -Гигиена и санитария, № 12, 1991. С. 80-82.

7. Калыгин В.Г. Промышленная и экологическая безопасность Текст.-М.:Химия, Колос, 2000.

8. Лысенко В.И. Переработка отходов производства Текст. Сергиев Пассад: ВНИТИП, 1985.

9. Имшенецкий А.А. Биология термофильных микроаргонизмов Текст. -М.: АН СССР, 1986.

10. Научные основы охраны природы Текст. Сб. научн. тр. М: МСХ СССР, Центральная лаборатория охраны природы, Вып. 4, 1976.138

11. Яковлев В.И. Технология микробиологического синтеза Текст. JL: Химия, 1987.

12. Хижняк Н.И. Санитарно-гельминтологическая оценка орошения сточными водами методом дождевания Текст. Киев: «Гигиена и санитария», № 3, 1973.

13. Беляков Г.И. Охрана труда Текст. М.: Агропромиздат, 1990.-320 с.

14. Асанов A.M. Современная стратегия защиты водоисточников от загрязнения жидкими отходами животноводства Текст. Мелиорация и водное хозяйство, № 6,1995. - С. 50-55.

15. Астахова О.В. Природоохранные мероприятия на крупных животноводческих комплексах Текст. . Достижения науки и техники АПК, № 4,1998. -С.20-23.

16. Гриднев П.И. Механико-технологическое обоснование эффективного функционирования технических систем подготовки навоза к использованию Текст. Авт. диссер. д.т.н. М., 1997. - 42 с.

17. Гриднев П.И. Повышение эффективности функционирования технических систем подготовки навоза к использованию Текст. / Гриднев П.И., Морозов Н.М. и др./ М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. - 84 с.

18. Сероводород и его влияние на организм человека, http://www.uwt.-kiev.ua/chemistry.doc.

19. Аммиак и его влияние на организм человека http://www.edu.of.-ru/volsch31/default.asp.ob.

20. Переработка и утилизация навоза и помёта. http://www. biokomlehs.ru.

21. Barker I. We'll turn your slurry into gold, says Compost firm // Farmer's weekly, 1988. Vol. 108. N 7. P. 28.

22. Овцов Л.П. Надёжность мелиоративных систем при утилизации навозных стоков с учётом охраны окружающей среды Текст.- М.: Минсельхоз РФ, НИИССВ «Прогресс», 2001.- 144 с.

23. Юн А.Б. Многоопорная дождевальная машина кругового действия Текст./ Юн А.Б., Овцов Л.П., Никитин B.C. и др./Патент на полезную модель. М.: № 44454, 2005.

24. Рекомендации по технологии полива при вспашке навозными стоками и сточными водами Текст. -М.: Минводхоз СССР, ВНПО «Прогресс», 1987. -22 с.

25. Рекомендации по утилизации навозных стоков комплекса КРС с применением полива при вспашке в ОАО «Агрофирма Мценская» Текст. — М.: Минсельхоз РФ, ФГУП НИИССВ «Прогресс», 2002. 96 с.

26. Северин ДЭВИСШЕР Текст. По материалам «Компост». Изд-во Университета Пикарди, 1997.

27. Сизенко Е.И. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России Текст./Справочник.- М.:1999.- 466 с.

28. Goldstein N. Solid waste composting in the USA // BioCycle, 1989. Vol. 30. No 11. P. 32-37.

29. Grundlage fur Umweltzeichenvergabe // RAL-UZ N 45, January 1989.32. Патент РФ №2112764.33. Патент РФ №1813085.34. Патент РФ №2141464.

30. ГОСТ 2.111—68 «ЕСКД. Нормоконтроль».

31. ГОСТ 3.1120—83 «ЕСТД. Общие правила отражения и оформления требований безопасности труда в технологической документации».

32. Калыгин В.Г. Безопасность Жизнедеятельности Текст. М.: Химия, Колос. С.45-58.

33. Калыгин В.Г Безопасность в техногенных чрезвычайных ситуациях Текст./ В.Г.Калыгин, В.А.Бондарь, Р.Я.Дедеян/«Промышленная и экологическая безопасность» под редакцией В.Г.Калыгина М.:Химия, Колос, 2006. -520с.140

34. Корнеев П.В. Транспортеры и элеваторы сельскохозяйственного назначения Текст. М.:, Машгиз, 1961.

35. Селезнев А.Д. Исследование и обоснование параметров смесителя комбикормов для условий сельскохозяйственного производства Текст. Автореф. канд. дис. Минск:, 1975.

36. ГОСТ 12.1.005 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования".

37. Применение озонаторов в народном хозяйстве, http://ptfsapsan.ru/-prim.shtml.

38. Очистители воздуха для помещений содержания и разведения домашних животных и птиц. http://www.ele-spb.ru/AIR4.php.

39. Электрохимический потенциал озона и других окислителей, http:-www.waterline.ru/goods/ozon/ozon.php.

40. Сторчевой В.Ф. Ионизация и озонирование воздушной среды Текст.-М: МГУП. 2003, С.138.

41. Скорость разложения озона в воздушной или водной среде.Ьйр:-www.waterline.ru/goods/ozon/ozon.php.

42. Озонаторы воздуха и воды, http://www.lbms.ru/0429989623.

43. Гурвич В.И., Лифшиц А.Б., ЗАО " Фирма Геополис", E-mail: geopol@dol.ru;141

44. Биогазовые технологии, Чербаев Д.М. http://www. belapk.-ru/belagro/text/cherb6.asp.

45. Биогаз. http://www.fommhouse.m/fomml3/thread2785.html.

46. Малая энергетика, когенерация и газовые электростанции http://www.cogeneration.ru/application/biogas.html.

47. Мировой опыт малой энергетики и когенерации. Биогазовая ТЭЦ на свиноферме, esco-ecosys.narod.ru.

48. Очистители воздуха. http://airlife-l.lipetsk.ru/SPOOHIST.htm.

49. Методы применения ультрафиолетового излучения. http://specsvet-ru/obnufo/info/general .htm

50. Вероятностный характер стерилизации ультрафиолетового излучения. http://steril.narod.ru.

51. Распределение микроорганизмов по росту сопротивляемости. http://www.dobrota.ru/info/info 112.htm.

52. Фейрчайлд, Стокингер (Fairchild, Stokinger), Am. Ind. Hyg.Assoc. J., 19, 171 (1958).

53. Фосс (Voss), J. Invest. Dermatol., 31, № 5, 279 (1958).

54. Каннелакис. Тарвер (Canellakis, Turver), Arch. Biochem., 42, 446 (1953).

55. Льюингрен, Норберг (Ljuinggren, Norberg), Acta physion. scand., 5, 248 (1943).

56. Пуликовский К.Б. Комплексеая оценка соответствия опасных производственных объектов требованиям безопасности Текст. / К.Б. Пуликовский, А.В.Щепкин / Безопасность труда в промышленности. №5, 2007. - С.34-37.

57. Бурков В.Н. Производственные объекты и безопасность труда Текст. / В.Н.Бурков, В.В.Кондратьев, В.В.Цыганов, А.М.Черкашин /. М.: Наука, 1984.

58. Глотков В.А. Векторная стратификация Текст. / Глотков В.А., Па-вельев В .В. / М. :Наука, 1984.142

59. Кондратьев В.Д. Комплексное оценивание в области безопасности дорожного движения Текст./ Кондратьев В.Д., Щепкин А.В./ М.: Институт проблем управления РАН, 2002.

60. Парахин Ю.А. Современный метод сортировки смешанных отходов Текст. / Парахин Ю.А., Ермаков И.Д., Ермакова Г.Ю., Литвиненко Н.В. // -Твёрдые бытовые отходы, №11, 2006. С.32-37.

61. Парахин Ю.А. Заболеваемость обслуживающего персонала при работе на животноводческих комплексах и фермах Текст. / Загородних А.Н., Парахин Ю.А./ Вестник охраны труда. Орёл: ФГНУ «ВНИИОТ» Минсельхоза России, №3, 2007. - С.38-42;

62. Парахин Ю.А. Новый подход при переработке и утилизации органических отходов животноводческих комплексов и птицефабрик Текст. / Загородних А.Н., Парахин Ю.А.//Вестник охраны труда. Орёл: ФГНУ «ВНИИОТ» Минсельхоза России, №3, 2007. - С. 42-48;

63. Парахин Ю.А. Новый подход к переработке отходов агропромышленных комплексов в органоминеральные удобрения с решением вопросов охраны труда Текст. / Парахин Ю.А., Загородних А.Н./"- Механизация и электрификация сельского хозяйства, №10, 2007. С.14-16 .

64. Парахин Ю.А. Способ обеззараживания и переработки твёрдых отходов Текст. / Парахин Ю.А., Мельников Г.И., Акимов И .Я. / Патент РФ №2238157, 20.10.2004;

65. Парахин Ю.А. Устройство для обеззараживания перерабатываемых твёрдых отходов Текст./ Парахин Ю.А., Мельников Г.И., Седов Ю.А., Майоров С.А ./ Патент РФ №2306190, 20.09.2007.143

66. Литинский Г.А. Автоматизация и метрология научных исследований Текст. / Литинский Г.А., Болога М.К. и др. / Классификация методов озоно-метрии. Кишинёв: Штинца, 1985.- С.155-171.

67. Ксенз Н.В. Электроозонирование воздушной среды животноводческих помещений Текст. Методические рекомендации. Под научной редакцией академика ВАСХНИЛ, д.т.н. Бородина И.Ф.- Зерноград : ВНИПТИМЭСХ, 1991 -171с.

68. Биккенин И.Х. Методы измерения концентрации озона Текст. Сб.научных трудов. Академия коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова, Вып.22, №3, 1963. - С.132-145.

69. Перегуд Е.А. Инструментальные методы контроля загрязнения атмосферы Текст./Перегуд Е.А., Горелик Д.Д./ Л.: Химия, 1981. -384 с.

70. Бритаев А.С. К вопросу об определении содержания озона химическим методом Текст. Атмосферный озон. Результаты работ международного геофизического года. -М.: Изд-во МГУ, 1961. С.18-31.

71. Гороновский И.Т. Автоматический контроль озонирования воды Текст. Озонирование воды и выбор рационального типа озонаторной станции. Кишинёв, 1965. - С. 72-75.

72. Райзвих В.Г. Разработка и обоснование основных положений по проектированию аппаратов ЭНТ сельскохозяйственного назначения с учётом образования озона Текст. Диссерт. на соиск. учён. степ. канд. тенх. наук. — Челябинск, 2002.

73. Красовский Г.И. Планирование эксперимента Текст. / Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф./ Минск: БГУ, 1982. - 302 с.

74. Китаев Е.Н. Групповые экспертные оценки Текст. М: Знание, 1975.- 123 с.

75. Добров Г.М. Экспертные оценки в научно-техническом прогнозировании Текст. Киев: Наук.думка, 1974. - 160 с.

76. Бешелев С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок Текст./ Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г./ М.: Статистика, 1974. - 159 с.

77. Бакулов И.А. Энизоология с микробиологией Текст. / Бакулов И.А., Ведерников В.А. и др./ М.: Колос, 2000. - 481 с.

78. Гальянов И.В. Системный подход к управлению безопасностью труда в животноводстве Текст.Сб. научн. трудов. -СПГАУ: СПб., 1999. С.66-73.

79. Гриднев П.И. Механико-технологическое обоснование эффективного функционирования технических систем подготовки навоза к использованию Текст. Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1997. - 42 с.

80. Гриднев П.И. Научные основы создания экологически безопасных технологий подготовки навоза к использованию Текст. Сб. научн. тр. «Проблемы механизации и автоматизации животноводства. Подольск: ВНИИМЖ, т.4, 1986.-С. 169-179.

81. Еськин П.И. Гигиеническое обоснование санитарно-бытового обеспечения работников животноводческих комплексов Текст. / Еськин П.И., Кирий

82. B.Г. и др. / Сб.научн.тр. «Безопасность труда в животноводстве» Орёл: ВНИИОТ. 1983 - С.107-117.

83. Платонов В.В. Инженерная этология на службе безопасности животноводов Текст. Вестник по охране труда. Орёл: ВНИИОТ, Вып.1-2, 1993.1. C. 24-25.

84. Концепция-прогноз развития животноводства России до 2010 года Текст. -М.:Росинформагротех, 2002. 135 с.

85. Кузеев А.И. Заболевания терапевтического профиля у женщин-животноводов Текст./Кузеев А.И., Шляпников Э.Д. и др./Сб.научн.тр. «Охрана труда женщин в сельском хозяйстве». Орёл: ВНИИОТ, 1979. - С. 155156.

86. Куплевацкий Н.М. Снижение травматизма в сельскохозяйственном производстве России путём профилактики Текст. Авт. канд.дис. JL: СХИ, 1990.-С. 5-6.

87. Кучерин Н.А. Экономические аспекты заболеваемости и производительности труда Текст.- JI: Медицина, 1978.

88. Лапин А.П. Охрана труда в животноводстве Текст. М: Информаг-ротех, 1997. -136 с.

89. Муругов В.Л. Методические рекомендации по применению оптического излучения в животноводстве Текст./ Муругов В.Л., Кожевников Н.Ф. и др./ М.: Энергоиздат, 1981. — 26 с.

90. Пешкова А.И. Оценка безопасности труда в животноводстве Текст. / Пешкова А.И., Маркова A.M. / Сб.научн.тр. «Безопасность труда при производстве и переработке продукции животноводства». Орёл: ВНИИОТ, 1989. -С. 22-27.

91. Платонов В.В. Биотехнические аспекты безопасности труда животноводов Текст. Сб.научн.тр. «Безопасность труда в животноводстве». Орёл: ВНИИОТСХ, Вып.5, 1983.

92. Платонов В.В. Пути повышения безопасности труда в животноводстве Текст./Платонов В.В., Копылов В.Г. и др./Сб.научн.тр. «Вопросы теории и практики охраны труда в сельском хозяйстве». Орёл: ВНИИОТСХ, Вып.1,1979.-С. 26-27.

93. Платонов В.В. Общая и специальная классификация способов и технических средств предупреждения травматизма животноводов Текст. Сб.научн.тр. «Безопасность сельскохозяйственной техники». Орёл: ВНИИОТ, 1985.-С. 99-103.

94. Платонов В.В. Принципы биотехнических систем животноводства Текст. Сб.научн.тр. «Безопасность труда при производстве и переработке продукции животноводства». Орёл: ВНИИОТ, 1989. — С. 3-13.

95. Платонов В.В. Профилактика травматизма в животноводстве Текст. Вестник охраны труда. Орёл: ВНИИОТ, 1990. - №> 3. - С.16-21.146

96. Гриднев П.И. Повышение эффективности функционирования технических систем подготовки навоза к использованию Текст. / П.И.Гриднев, Н.М.Морозов и др./ М.: ФГНУ «Росинформагротех». 2000. - 84с.

97. Профилактика борьбы с заразными болезнями, общими для человека и животных Текст. Сборник санитарных и ветеринарных правил. М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпидемнадзора России, 1996. - 256 с.

98. Рекомендации по профилактике травматизма работников мясного и молочного производства Текст. Орёл: ВНИИОТСХ, 1986. - 52 с.

99. Таршис М.Г. Болезни животных, опасные для человека Текст. М.: Колос, 1997.-298 с.

100. Торопов А.Е. Некоторые пути снижения травматизма и улучшения условий труда в животноводстве Текст. / Торопов А.Е., Овчинников А.А. / Сб.научн.тр. -Орёл: ВНИИОТ, 1989. С. 47-51.