Способ получения удобрения из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического ила или испражнений скота

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социвлистическик

Республик оц998452 (89) 201654 ЧССР (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12. 79 (21) 7771014/30-15 (5$) М. Кд.з

С 05 F 3/ОО

С 05 Р7/ОО с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 230283. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 23.02. 83 (5.3) УДК 631 ° 862 (088.8) Иностранец1 Ярослав Кришкоуфек (ЧССР) („.. „, 1

Иностранное предприятие

"Устреди про выналезы а оойевы ЧСАВ" :.!;-; (ЧССР) (72) Автор изобретени я (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ИЗ ЖИДКИХ СУБСТРАТОВ=, ПОЛУЧЕННЫХ ПУТЕМ МЕТАНОВОГО БРОЖЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО

ИЛА ИЛИ ИСПРАЖНЕНИЙ СКОТА

Предметом изобретения является слособ получения концентрированных азотных и органо-фосфатноизвестковых конечных продуктов из органических веществ, испражнений скота, илов из канализационных очистительных станций .и подобных ве ществ, возникающих в сельском хозяйстве, коммунальной сфере и некоторых отраслях пищевой и химической промышленности.

В настоящее время используется несколько способов решения проблемы переработки перечисленных Отходов. Особенно настоятельно требует решения вопрос переработки жидкого навоза при крупносерийном разведении поросят, Для ликвидации навоза используются технологические приемы, неудовлетворительные с некоторых точек зрения. Известные технологические приемы заключаются в развозе навоза, аэробной очистке, анаэробном метановом брожении.

Развоз является наиболее широко распространенным и заключается в вывозе навоза на поля. Это связано с гигиеническими, ветеринарными и эстетическими недостатками и неосуществимо в дождливую погоду, зимой на снегу и в вегетационный период многих культур. В этих случаях приходится хранить навоз. На покатых земельных участках, даже при самой большой осторожности, часть на.воза смывается дождем. С эКсплуатационной точки зрения требуются значительные механизированные средства и маятниковая перевозка на значительные расстояния. Поэтому развоз осуществим на небольших объектах, тогда как в крупносерийном производстве это связано с исключительными трудностями. Преимущество этОго метода заключается в использовании удобрительных свойств навоза.

Существует несколько технологических и конструкционных вариантов аэробной очистки, общий недостаток которых заключается в недостаточной действенности очистки:в образовании большого количества трудно перерабатываемого ила, в трудностях,со стабилизацией процесса, в образовании обильной пены, в неприятном запахе и образовании вредного с гигиенической точки зрения аэрозоля. Процесс требует большого расхода электрической энергии. РешаЮщий недосжатОк Метода заключается в тсзм, что не на998452 ходят. употребления вещества, содержащиеся в навозе, и образуются ,нитраты, присутствие которых в сточ ных водах весьма нежелательно.

Хнаэробное метановое брожение навоза основано на принципе, используемом для переработки илов в канализационных очистительных станциях. Процесс протекает в закрытых резервуарах при отсутствии какоголибо запаха, а в качестве подобного 10 продукта возникает иловый газ, в состав которого входит около 60% .

СН4 и 35% СО „ в количестве, отвечающем приблизительно 600 л/кг сухого вещества ила. 15

Теплотворная способность газа составляет около 6000 ройал/Йм,, меньшая часть продукции"газа используется, как правило, для отопления объекта очистительной станции, излишняя большая доля, как правило, не утилизируется. Основной недостаток этого процесса заключается в недостаточном использовании полезных веществ и Яеприемпемо высоком остаточном загрязнении воды, выходящей из процесса. Это остаточное загрязнение исключает возможность выпускания воды без дополнительной очистки, осуществление которой представляет значительные трудности и осуществимо лишь при значительном разбавлении с городскими сточными водами. Это ус .ловие препятствует созданию самостоятельных крупных животноводческих 35 ферм и заставляет располагать их вблизи крупных городов, хотя это и нежелательно по экономическим ги) гиеническим,.урбаническим и другим соображениям. Весьма нежелательным 4Q

llpH метановом брожении, как и при аэробной очистке, является тот факт, что.богьшая часть азота, являющегося самьвл ценным компонентом навоза, переводится в аммиачной форме в раствор, а при последующей дополнительной биологической очистке окисля ется в азотистые соединения, которые остаются в очищенной воде как весьма вредная примесь.

Недостатки применяемых методов устраняет способ переработки субстратов после метанового брожения в концентрированные азотосодержащие органа-фосфатно кальциевые удобрения s соответствии с изобретением, сущность которого заключается в том, что субстрат после метанового брожения нагревается до точки кипения, что приводит к удалению углекислого аммония. Процесс продолжает- 60 ся до тех пор, пока концентрация аммиака не снизится до 250 мг/л. После удаления основной массы аммиака субстрат выпускается в качестве предварительно очищенной воды,известкует-.ág ся известью, добавляемой в количестве 1-20 г СаО на литр, с одновременным удалением выделяющегося аммиака, после чего сатурируется иловым газом, получаемым в процессе метанового брожения, до конечной щелочности 0,01-1,5 г/л, После этого смесь подвергают сепарации, в результате чего органо-кальциево-фос-: фатное удобрение отделяется от чистой воды.

Предлагаемый процесс может осуществляться в относительно несложном реакторе обычного типа, сущест венной частью которого является колонна для удаления аммиака. Весь реактор, в том числе и технологическое оборудование (газодувка, насосы, теплообменники, устройство для приготовления и дозировки извест кового молока и пр.), тоже стандартного типа. Благодаря этому не требуется ни больших капиталовложе— ний, ни сложный поставок оборудования. Для обезвоживания и переработки ила, а также для переработки газа, возникающего при удалении аммиака, могут быть использованы обычные установки. Что касается тепловой энер-. гии, то все расходы процесса можнополностью покрыть теплом, получаемым при сжигании илового газа, являющегося побочным продуктом процесса метанового брожения, который до нас1 тоящего времени бесполезно сжигается на факелах очистительных установок. .Используя с помощью теплообменников тепло жидкостей и газов, участвую- . .щих в процессе, требования к расходу тепла можно снизить до минимума. Из вспомогательных веществ в процесс необходимо добавлять лишь из весть, которая является обычным, дешевым и доступным средством. В качестве сатурирующего газа будет использоваться иловый газ, получаемый в результате брожения и содержащий

35% СО ) на очистительных установках подобного типа имеющийся в распоряжении в достаточном количестве.

Процесс обеспечивает надежную и эф1 фективную переработку концентри.рованных отходов и очистку сточной воды до такой степени, которая отвечает самым высоким требованиям, дает возможность самостоятельного и независимого существования произ- ° вольно больших животноводческих ферм в любых областях, даже в самых строгих водохозяйственных и гигиенических условиях, решает вопрос полной утилизации всех полезных веществ и энергии, содержащихся в жидком навозе и подобных отходах, и приводит к производству конечных продук- тов, пригодных в качестве концентрированного удобрения или, в некото998452 рых случаях, корма. Он основывается лишь на воздействии тепла, извести и углекислого газа, поэтому получаемые продукты не загрязняются никакими посторонними примесями. Добавляемая в процесс известь переходит в конечные продукты -в качестве по лезного компонента. В результате осуществления тепловой обработки полу-, ченные продукты и очищенная вода бактериологически и паразитологически стерильны. Это имеет основное гигиеническое и ветеринарное значение. Для обезвоживания твердого продукта не требуется сложного центрифугирования. Достаточна пользоваться обычными методами, причем сточ- 1З ная вода благодаря коагуляционно-стерилизующему воздействию тепла и флокуляционно-адсорбирующим свойствам извести очищена настолько полно, что это позволяет экономно использовать Щ ее повторно при эксплуатации фермы. Процесс обеспечивает высокую степень восстановления органических веществ, практически полное удаление

Фосфора и азота и обезвреживание болезнетворных микробов в сточной воде. Тем самым обЪединяет в себе. с водохозяйственной точки зрения функции вторичной и третичной очистки. ,=?то касается твердых отходов, то

;процесс представляет собой беэотходную технологию, так как в результате не возникает никаких твердых отходов, а все первоначально присутствующие компоненты жидкого навоза пере ходят в полезные и применимые соединения.

Пример 1. Органический ял или навоз транспортируется от места возникновения в камеру метанового брожения, из которой удаляются иловый40 газ и перебродивщий субстрат. Субстрат подается на сепаратор грубых суспензий и далее через теплообменник в колонну для удаления аммиака, обогреваемую иловым гаэом. Из ко- 4 лонны удаляются в газообразной форме аммиак и углекислый газ, которые поступают на дальнейшую переработку.

Жидкая фаза, удаляемая из колонны в качестве основного пРодукта с содержанием аммиака менее, чем

250 мг/л, транспортируется через теплообменник в сепаратор, в кОтором отделяется иловая органическая фрак;ция, а очищенная вода отводится для дальнейшей очистки обычными би-.

-ологическими методами или просто выпускается в канализацию.

Hp и м е р 2, Органический ил или навоз транспортируется от места возникновения в камеру метанового ф) брожения, иэ которой удаляется иловый газ и перебродивший субстрат. ,Субстрат подается к сепаратору грубых суспензий и далее через теплообменники в колонну для удаления аммиака, обогреваемую иловым газом.

Из колонны удаляются в газообразной форме аммиак и углекислый газ, которые направляются на переработку, повыбору, в аммиачную воду, безводный аммиак, углекислый аммоний или же другие конечные продукты. Жидкая фаза, выходящая иэ колонны в качестве основного продукта при температуре около 1000 С, содержание аммиака. в которой меньше 250 мг/л, в известковальной камере известкуется в горячем состоянии при добавлении 1-20 г

CaQ, в зависимости от содержания су-. хого вещества, причем выделяющийся аммиак объединяется с аыкиачнрй газовой фазой, выходящей кз колонны для удаления аммиака. Добавление

СаО можно осуществлять в отдельной закрытой емкости или непосредственно в нижней части колонны для удаления аммиака, приспособленной дЛя. этой цели. Йепосредственно лосле добавления СаО смесь сатурируется иловым газом в закрытом пространстве при температуре 80-90 С до окончательной щелочности 0,01-1,5 г/л СаО.

Иэвестковальная камера и сатурационная емкость обеспечиваются- тепловой изоляцией. Для известкования к сату" рации может быть использована одна емкость, хотя на технологической схеме приводятся для большей наглядности отдельные ем.<ости. Иловый газ, нагревающийся в процессе сатурации, возвращается через теплообменник в газгольдер. Возникающий в результате сатурации грубозернистый осадок фосфорнокислого кальция и углекислого кальция с адсорбированнымк органическими примесями отделяется в отстойнике от воды. Горячая вода иэ отстойника протекает через теплообменник, где отдает свое тепло питающему. патрубку колонны для удале- -. ния аммиака и как совершенно безвред. ная выпускается в канализацию или как техническая вода снова возвращается в эксплуатацию; Сгущенный органа-фосфатио-кальциевый концентрат транспортируется из отстойника непосредственно в мокром состояник или после дальнейшей обработки.

Формула изобретения

Способ получения удобрения из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического кла или испражнений скота, о т л и ч а — . ю шийся тем, что субстрат наг. ревают до кипения, отдистклкровывают из него углекислый аммоний до ociaточного содержания менее 250 мг/л, затем горячий субстрат известкуют добавлением 1-20 г/л СаО с одновременным удалением выделяющегося аммиака, сатурируют иловым газом, полу998452

Составитель Л. Рубинова

Редактор Г. Безвершенко Техред N,Tåïåð

Корректор М. Шароши

Эаказ 10б4/42 Тираж 432

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4.чаеваим в результате метанового брожения, до конечной щелочности 0,011,5 г/л, а полученный осадок отделя-, ют .от воды механической сепарацией.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ве домством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики.