Способ подготовки жидких отходов животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования
Владельцы патента RU 2725235:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" (RU)
Изобретение относится к очистке и утилизации сточных вод, в частности к способу подготовки жидких отходов животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования. Изобретение направлено на создание технического решения (способа), способного значительно упростить процесс приготовления реагента, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повысить эффективность разделения на жидкую и твердую фракции и обеспечить высокий эффект дезодорации при сокращении времени отстаивания, улучшить физические свойства получаемой твердой фракции и исключить в нем содержание тяжелых металлов. Техническим результатом является получение органоминерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов и исключение токсического воздействия получаемого продукта, а следовательно, расширение областей его применения. Технический результат достигается тем, что в жидкие отходы свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования последовательно вводится щелочной коагулянт - известковое молоко или суспензия шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН 10-12 и подкисляющего реагента до рН 7,5-9,0 с выделением образующегося осадка. 1 табл.
Изобретение относится к очистке и утилизации сточных вод, в частности к способу подготовки жидких отходов животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования.
Известен способ [Патент Франция №9913312, МПК C02F 1/28] для очистки сточных вод от переработки сельскохозяйственной продукции, включающий термообработку сточных вод при температуре от 250 до 650°С при одновременном дозировании СаО (в виде гранулята 5 мм).
Недостатками данного способа очистки являются: трудоемкость процесса и сложность технологии, большой расход электроэнергии, низкая удобрительная ценность образовавшегося материала из-за полной деструкции органических и минеральных загрязнений.
Известен способ [Патент США №5562829, МПК C02F 1/52] очистки сточных вод молочной фермы, включающий обработку суспензией Са(ОН)2 при дозе 0,2-1,0 г/дм3 при рН=9,3-11,8.
Недостатком способа является то, что полученные после обработки жидкая и твердые фазы имеют значения рН=11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве.
Наиболее близким к заявленному, взятым за прототип техническому решению является способ [Патент РФ №2257353 C02F 1/52, C02F 1/58, C02F 103/20 опубликовано 22.09.2003] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - известкового молока до рН=10-12 и подкисляющего реагента до рН=6,5-8,5. В качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена- суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и суспензии шлама карбида кальция в определенной пропорции при непрерывном перемешивании в течении 2-5 мин. В качестве подкисляющего реагента используют суспензию простого или двойного суперфосфата.
Недостатками этого способа являются: высокие дозы подкисляющего реагента и, соответственно, повышение затрат на обработку. Также недостатком является необходимость введения глауконита, что усложняет технологический процесс, увеличивает объемы образующихся фракций и длительность процесса отстаивания смеси.
Изобретение направлено на создание технического решения (способа), способного значительно упростить процесс приготовления реагента, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повысить эффективность разделения на жидкую и твердую фракции и обеспечить высокий эффект дезодорации при сокращении времени отстаивания, улучшить физические свойства получаемой твердой фракции и исключить в нем содержание тяжелых металлов. Техническим результатом является получение органоминерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов и исключение токсического воздействия получаемого продукта, а следовательно расширение областей его применения.
Технический результат достигается тем, что в жидкие отходы свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования последовательно вводится щелочной коагулянт - известковое молоко или суспензия шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН=10-12 и подкисляющего реагента до рН=7,5-9,0 с выделением образующегося осадка.
Присутствие в техническом решении щавелевой кислоты (С2Н2О4) необходимо для нейтрализации обрабатываемой смеси до рН=7,5-9. Щавелевая кислота относится к сильным органическим кислотам, не содержит примесей и имеет низкую стоимость. Отсутствие биогенных элементов в составе щавелевой кислоты позволяет снизить их количество в получаемом органо-минеральном удобрении и, соответственно, расширить зоны его применения. Основное достоинство щавелевой кислоты заключается в ее химической чистоте и высокой растворимости, а следовательно в более быстром достижении технического результата-нейтрализации (подкисления) до рН 7,5-9,0.
Технология подготовки жидких отходов свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем Жидкий навоз обрабатывают одним из щелочных коагулянтов до рН 10-11, г/дм3: известковым молоком -1,2-1,5 или суспензией шлама карбида кальция -2,0-3,0, или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в пропорции 0,5-1:1-2,5 при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин, затем для нейтрализации смеси вводят раствор щавелевой кислоты (1-2 г/дм3) при перемешивании в течение 2-3 минут, тем самым снижая рН до 7,5-9. После отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. Эффект разделения на жидкую и твердую фракции при известном способе обработки составлял 90%. Предложенный способ позволяет повысить эффективность реагентного фракционирования сточных вод до 95% при сокращении времени отстаивания с 1,2 ч до 30 мин.
Пример. Осуществим реагентную обработку суточного расхода сточных вод ОАО «Батайское» объемом 150 м3.
По известному способу жидкий навоз обрабатывают известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равной-1,3 г/дм3; шламом карбида кальция - 2,5 г/дм; смесью известкового молока - 1 г/дм со шламом карбида кальция - 1 г/дм. Для снижения рН до 7,5 вводили в смесь 4 г/дм по Р2О5 суспензии простого суперфосфата; 2 г/дм3 двойного суперфосфата. После этого вносили глауконит в количестве 20% от объема обрабатываемой смеси. Время отстаивания составило 1,2 при эффективности разделения фракций, равной 90%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 45 до 60 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую транспортировке.
По предложенному способу сточные воды обрабатываем известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равная 1-3 г/дм3 Для нейтрализации до рН 7,5-9 вводим раствор щавелевой кислоты - 1-2 г/дм. Время отстаивания составило 30 мин при эффективности разделения фракций, равной 95%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 10 до 20 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую дальнейшей обработке.
Сравнительная характеристика показателей реагентной обработки сточных вод по известному и предлагаемому способам представлены в Таблице 1.
Примечание: ПСФ - простой суперфосфат, ДСФ - двойной суперфосфат.
Способ подготовки жидких отходов животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта - известкового молока или суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН 10-12 и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,0 с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используют раствор щавелевой кислоты при следующем соотношении компонентов (г/дм3):
| известковое молоко в пересчете на СаО | 1,2-1,5 |
| или суспензию шлама карбида кальция в пересчете на СаО | 2,0-3,0 |
| или смесь известкового молока и шлама карбида | |
| кальция, соответственно, в отношении | 0,5-1: 1-2,5 |
| щавелевая кислота | 1,0-2,0 |
