Способ разделения стоков

 

Использование: разделение стоков животноводческих ферм. В животноводческие стоки в качестве коагулянта вносят фосфогипс в соотношении по весу 1:3-2:3 при естественном отстаивании в рециркуляционном цикле гидросмыва при очистке животноводческих помещений . 1 з.п.ф-лы, 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (11) (s1)s С 02 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 0

;(, .) (!. (21) 4677841/15 (22) 12.04.89 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Ставропольский сельскохозяйственный и н ститут (72) Н.Г.Чен, Л.Н. Некольченко и M.Н,Петровых (53) 628.543 (088.8) (56) Состояние и перспективы развития об- работки и утилизации осадков природных и сточных вод. Отчет ВНИИГПЭ о научно-исследовательской работе. — М., 1987, с.41.

Авторское свидетельство СССР

hL 1465419, кл. С 02 F 1/46, 1986.

Изобретение относится к области обработки стоков и может быть использовано на животноводческих фермах преимущественно при гидросмыве навоза.

Известна рециркуляционная система гидросмыва навоза, при которой после естественного отстаивания навоза жидкую фракцию из навозохранилища повторно подают на смыв навоза. При такой системе меньше расходуется воды, чем при прямом смыве. Однако при этом увеличивается загазованность воздуха в помещениях и низка степень осветления жидкой фазы, так как коллоидные частицы находятся во взвешенном состоянии.

Известен гравитационный способ разделения навоза на жидкую и твердую фракции, который осуществляется в навозохранилище или в отстойнике-накопителе. Для этого накапливаемый в навозохранилище или в отстойнике жидкий навоз подвергается естественному разделению на фракции. Плотную часть навоза ис(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СТОКОВ (57) Использование: разделение стоков животноводческих ферм. В животноводческие стоки в качестве коагулянта вносят фосфогипс в соотношении по весу

1:3-2:3 при естественном отстаивании в рециркуляционном цикле гидросмыва при очистке животноводческих помещений. 1 з,п.ф-лы, 5 табл, пользуют для удобрения почвы, а жидкую часть подают на орошение полей.

Недостатком естественного отстаивания жидкого навоза является продолжительность процесса, который длится 40 дней, и зловоние, отравляющее атмосферу при подсушивании навоза на открытой площадке.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты,в котором при электродиализе в суспензию дополнительно вводят фосфогипс при массовом соотношении (16-80):1.

Однако здесь очень низка степень использования фосфогипса, загрязняющего окружающую среду. Кроме того, применение связано с затратой электроэнергии.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения сроков на фракции и сокращения его длительности.

Указанная цель достигается применением фосфогипса в качестве коагулянта стоков и реимущественно животноводческих

1724606 ферм при их естественн ном отстаивании для сорбция органических веществ, сопровожразделения жидкои и тверд ердой фракций. дающаяся резким снижением цветности, б етения заключается в Здесь возможен мостиковый механизм агСущность изо ретени том, что для эффективног ффективного отделения твер- регации: молекулы органических веществ, дой фазы от жидкости в стоки добавляют 5 адсорбируясь на поверхности твердыхчасфосфогипс (отходы пр (оизводства ортофос- тиц фосфогипса, служат как бы мостиком форной кислоты) при м

) ри массовых соотноше- между частицами и, связывая их друг с друниях 3:1 — 3;2 (25-40 ). При этом фосфогипс гом, формируют крупные быстроседиментивызывает интенсивную коагуляцию твердых рующие агрегаты. частиц навоза, сокращая длитель а длительность про- 10 После коагуляции стоков животноводцесса осаждения с 16-18 сут до 1-2 ч, что ческих ферм фосфогипсом образуется оссопровождается ускоренной ной седимента- ветленная жидкость и осадок. Осветленную цией твердой фазы. жидкость, полученную от коагуляции навоВ табл.1 показано влияние коагулянтов за,можноиспользоватьдля повторногогид15 росмыва или подавать на орошение

По эффективности коагулирующего земледельческих полей, а осадок после отдействия фосфогип ф ф гипс не уступает известно- деления от жидкой фазы выдерживают в т я обезму коагулянту(суль ат (с льфат алюминия). Для опы- отстойнике-накопителе 20-30 сут для о езтов дозу сульфата алюминия ф юминия выбирали зараживания овоцидным действием фосфообщепринятую(1 от общей массы), а дозу 20 гипса(табл,1). фосфогипса приняли мак и максимально возмож- После обеззараживания осадок предн ю (40 ), что отвечает интересам утилиза- ставляет собой суспензированное органоную (), что отвеч т ии с опытными данными производства. мелиоративное уд р об ение, свойства ции

В соответствии с опытными данными которого представлен ны в табл.2. табл.1 коагуляцию сток в стоков животноводче- 25 Из табл.2 видно, что физико-химические об ения ф с ествляют смешиванием их с . свойства органомелиоративного удо рения фосфогипсом в массовых соотношениях 3:1 — отвечают необходимым требованиям. ри

3:2 с последующим перемешиванием, при- внесении 20 т этого удобрения на 1 га в лом концентрации фос- солонцовую почву поступают, например, 8,8 фогипса в стоках является 25 (3:1), 30 тСа304,10тжидкогонавоза, 6- кгазота, 2 -30кгазота, средним 33 (3:1,5) и верхним 40 (3:2). 100-150 кг фосфора (P>0>) и 10-36 кг калия

Для практического применения невыгодно (КгО). брать ниже нижнего предел него предела концентра- При применении предлагаемого спосоции, так как в этом случае используется ми- ба в рециркуляционной системе гидросмынимум фосфогипса, утилизация которого 35 ва навоза после разовой коагуляции и является нерешеннои про л нной проблемой, и замед- повторного использования осветленной ляется процесс коагуляции. жидкости для смыва навоза фосфогипс

При концентрации фосфогипса выше вновь используют для коагуляции следую40 (3:2) процесс разделения фракций за- щей партии жидкого навоза, поступающего

-за не остатка жидкости, поэто- 40 в навозохранилище, затем этот цикл повтому дальнейшее повышение концентрации ряют до прекращения коагуляции (предельфосфогипса нецелесообразно. ная коагуляция), При этом лагодаря

Таким образом, оптимальными соотно- антисептическому и адсорбционному дейстшениями смешения стоков с ия токов с фосфогипсом вию фосфогипса выделения газа снижаютдля коагуляции являются весовые отноше- 45 ся, что улучшает санитарное состояние в помещениях. Кроме того, повышается стеМеханизм коагуляции частиц навоза пень осветления жидкои фракции д, 3 есь имеет место вие коагуляции и седиментации коллоидных электролитическая коагуляция, протекаю- частиц навоза и увеличивается эффективщая по правилу Шульце-Гарди; взаимная 50 ность рециркуляции. коагуляция, происходящ сходящая между разно- После предельной коагуляции фосфоименно заряженными коллоид лоидными части- гипс полностью насыщается органическим цами; взаимодеистви ие катионов с удобрением, поэтому содержание питательтивных обионизированными групп группами гидрофильных ных веществ в органомелиоративных удоорганических соединении, сп особствующее 55 рениях намного возрастает, что повышает коагуляции и седиментации; ации механическое рентабельность применения стоков живоувлечение хлопьев навоза грубодисперсны- тноводческих ферм (табл.3). ми частицами фосфогипса при в и са при выпадании При внесении 10 т на 1 ra этого удобреих в осадок. Кроме того, на и поверхности ния, например, с массовым соотношением твердых частиц фосфогипса происходит ад1724606

3:1,5 в почву поступает 100 кг азота, 200 кг фосфора (РгОь) и 116 кг калия (KzO).

Влияние в полевых условиях полученных предложенным способом органомелиоративных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы приведено в табл.4.

Опытные данные табл.4 показывают, что урожайность при применении органомелиоративных удобрений увеличивается. Например, прибавка урожая озимой пшеницы составляет 12,2-13,8 ц/га. При этом по содержанию белка и клейковины опытное зерно не уступает зерну озимой пшеницы, выращенной с применением. обычных туков, и превышает по этим показателям контроль (без удобрений), Изучение неорганического состава зерна озимой пшеницы (табл.5) показывает, что зерно всех вариантов по составу мало отличается, за исключением, немногих полезных элементов. Так, например, зерно озимой пшеницы контрольного варианта содержит

0,08 СаО, а в опытных вариантах — 0,2, что объясняется стремлением растений к преимущественному поглощению кальция, если удобрение, внесенное в почву, содержит в определенном соотношении кальций и стронций. При этом анализ свидетельствует, что зерно озимой пшеницы всех вариантов не содержит фтора, свинца, стронция, мышьяка и других вредных элементов, Таким образом, предлагаемый способ позволяет утилизировать два отхода производства — стоки животноводческих ферм и фосфогипс, обеспечивает рентабельность применения жидкого навоза, упрощает технологию обработки животноводческих стоков благодаря овоцидному действию фосфогипса, Причем, продуктом обработки жидкого навоза фосфогипсом является органомелиоративное удобрение, повышающее урожайность сельскохозяйственных культур. Кроме того, улучшается санитарное состояние и повышается эффективность гидросмыва.

Пример 1, В естественном отстойнике или навозохранилище животноводческой фермы смешивают навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 3:1. После коагуляции навоза осветленную жидкость подают .на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.

Пример 2. В естественном отстойнике или навозохранилище смешивают жидкий навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 3:2. После коагуляции и седи5

55 ментации навоза осветленную жидкость подают на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.

Пример 3. В естественном отстойнике или навозохранилище смешивают жидкий навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 4:1. После коагуляции и седиментации навоза осветленную жидкость подают на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения. Однако в этом случае используется минимум фосфогипса, что невыгодно для утилизации отхода производства, загрязняющего окружающую среду.

Пример 4. В естественном отстойнике или навозохранилище смешивают жидкий навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 1:1. После коагуляции и седиментации навоза осветленную жидкость подают на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения. Однако при такой концентрации фосфогипса затруднен процесс разделения фракций из-за недостатка жидкости, поэтому массовое соотношение 1:1 нецелесообразно.

П р им е р 5, В отстойнике биологической очистки сточных вод смешивают жидкий биологический ил с фосфагипсом в массовом соотношении, например, 3:1,5, После коагуляции и седиментации ила осветленную жидкость подают на орошение полей, а осадок после обеззараживания (30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.

Пример 6, В отстойнике биологической очистки сточных вод смешивают жидкий биологический ил с фосфогипсом в массовом соотношении, например, 3:1. После коагуляции и седиментации ила осветленную жидкость подают на орошение полей, а осадок обрабатывают минеральными удобрениями для повышения концентрации действующих веществ до 5-30 и после обеззараживания (20 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.

Формула изобретения

1, Способ разделения стоков, преимущественно животноводческих ферм, включающий внесение в стоки в качестве коагулянта фосфогипса, отстаивание с по1724606 следующим разделением на жидкую фракцию и осадок, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения, а также сокращения его длительности, фосфогипс вносят в стоки в, соотношении по массе 1:3 — 2;3.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фосфогипс вносят в стоки животноводческих ферм при естественном отстаивании в рециркуляционном цикле гидросмыва

5 при очистке животноводческих помещений.

Таблица

Время осаждения/время до момента измерения оптической плотности

Срок наступления гибели

Содержание коагулянта, ь/массовое соотношение

Содержание взвешенных веществ, после отстаивания/до отстаивания, Стоки яиц гельминтов сут

16 суток гт

0,0

ill

40,0

1,5

3 0

1,2

Жидкий коровий навоз (жкн) 1-2 ч

1 сут

ЖКН + фосфогипс

ЖКН + фосфогипс

34,0

1-2 ч

1 сут

1,02

1-2 сут

0,99

33,0

ЖКН + фосфогипс

1 сут

18 суток

34,3

Tll

32 0

1,03

3,0

0,96

Жидкий свиной навоз (ЖСН) 0 0

1-2 ч

1 сут

ЖСН + фосфогипс

1-2 сут

ЖСН + фосфогипс

0,93

31,0

1 сут

17 суток

0,0

Жидкий биологический ил (ЖБИ) 1,15

2>9

38,6

ЖБИ + фосфогипс

3:1

1-2 ч

1 сут

1,12

ЖБИ + фосфогипс

1-2 ч

1 сут

1,10

37,9

36,2

ЖБИ + фосфогипс

1-2 ч

1 сут

1,05

36,6

ЖКН + сульфат алюминия

1-2 ч

1 сут

1,0

99:1

1,10

Таблица 2

Показатели

Исходные отходы произ водства

Органомелиоративные удобрения

ЖБИ

Из ЖН

Из ЖБИ

Плотность, т/м

1,1 1,03 1,46 . 1,48

Не течет 5,64 8,39 3,81

Вязкость, Па с

Температура замерзания, ОС

-12,3

-10,2

Скорость течения через отверстие диаметром

10 мм, мл/с Не течет 1,5, 0,96

21

2,59

Время перемешивания, с/продолжительность, сут

14

27

1 .

Химический состав, 4

CaS04 25-40

N0,,13-0, 15, Р О 0,5-0,8, К О 0,05-0,2

3:1

33,0

3:1,5

3:2

0,0

33,0

371,5

ТЛ

0,0

33

3:1.5

Оптическая плотность после отстаивания/до отстаивания

CaS0 25-40, N . 0,5-0,75, К 0 0,1-15

1724606

Таблица 3

Содержание основных элементов питания, Ф

Поглощение навоза на

100 мас.ч. фосфогипса, мас.ч./

/100 мас.ч.

Массовое соотношение

N Р20д КеО

ЖКН (контроль)

ЖКН + фосфогипс 20

ЖКН + фосфогипс 25

4:1

3:1

3:1,5

ЖКН + фосфогипс 33

ЖКН + фосфогипс 40

3:2

1:1

ЖКН + фосфогипс 50

ЖСН (контроль) 4:1

3:1

3:1,5

3:2

1:1

ЖСН + фосфогипс 20

ЖСН + фосфогипс 25

ЖСН + фосфогипс 33

ЖСН + фосфогипс 40

ЖСН + фосфогипс 50

Таблиц.а 4

Органический состав зерна озимой пшеницы, 3

Средний за

3 года урожай, ц/га

Опыт

Белки Клейковина Жир Клетчатка

1,0

14,2

2,0

29,2

0,8

2,0

30,3

15,5

0,8

2,0

14,7

15,1.

31,0

31,0

2,7

Содержание фосфогипса в жидком навозе и биологическом иле, Без удобрений (контроль) фосфогипс

Жидкий навоз (ЖН)

ЖН + фосфогипс

Сухие туки

ЖБИ + фосфогипс

НСРо, ц/га

24,0

32,2

32,0

36,2

30,0

37,8

1,83

3,8

24 66

23,2

22,5

17,47

11,61

4,2

22,4

19,6

16,92

12,05

10,33

7,6

6,.5

6,6

6,5

6,5

6,2

6,9

6,8

6,65

6,7

6,5

6,5

0,09

1 1

1,0

1,03

0,78

0,52

0,21

1,0

0,93

0,76

0,54

0,46

0,08

2.07

1,99

2,03

1,9

1,77 .0,08

1,9

1,87

1,82

1,73

1,69

0,19

1 23

1,15

1,16

0,87

0,58

0,28

1,34

1,16

1,01

0,72

0,61

1724606

Таблица 5

Неорганические ингредиенты зерна

Варианты опыта

Без удобрений Фосфогипс ЖН + фосфогипс (контроль) 2,7

0,24

М обций, Ф

2,2

0,26

РаЪ

СаО, Ж

0,5

0,2

70,0

140,0

400,0

7,0

7,0

4,0

5,0

0,1

0,12

0,0

0,0

35 0

50

Составитель Н. Чен

Техред М,Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор В. Петраш

Заказ 1146 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Мп, мг/кг

Fe, мг/мг

Mg, мг/кг

gn, мг/кг

Си, мг/кг

Мо, мгlкг

Cr, мг/кг

F, Sr, As, РЬ

0,5

0,08

80,0

180,0

400,0

28,0

0,29

0,6

0,2

80,0

180,0

400,0

36,0

30,0

6,0

5,0

0,04

0,0