Спосіб одержання органо-мінерального добрива з осадів міських стічних вод

 

Винахід відноситься до області екології і сільського господарства і може бути використане при утилізації осадів стічних вод, що утворюються на міських біологічних очисних спорудах, з отриманням органо-мінеральних добрив.

Відомий спосіб переробки стічних вод (патент РФ №2457909 від 10.08.2012 р.), що полягає в обробці осадів стічних вод амінокислотним реагентом-детоксикантом, що містить іони міді, цинку, свинцю, хрому, кобальту, нікелю та кадмію. Оброблені опади стічних вод витримуються до досягнення рН 7,2-7,5 з подальшим їх розподілом на мулових картах. Далі проводиться повторна обробка перемішаного з водою амінокислотним реагентом-бактерицидом на основі гідратів гидроксоаминокислотних комплексних сполук міді (2+) з витримуванням обробленого осаду по часу, що залежать від обсягу осаду на одному майданчику і числа місць дозування на мулових картах. Подальша обробка осаду, розподіленого на карті, проводиться амінокислотним реагентом-детоксикантом, приготавливаемим з білковмісні матеріалів, перемешенним з водою у відсотковому вмісті 10% реагенту-детоксиканта до 90% води і витримкою опадів протягом 20 днів.

Недоліком известног�таллов у комплексні сполуки, збільшення вмісту металів у ґрунті в зв'язку з їх наявністю у використовуваному реагенте.

Відомий спосіб одержання органо-мінерального добрива з осаду стічних вод за допомогою компостування (патент РФ №2489414 від 10.08.2013 р.), що включає змішування опадів міських стічних вод з наповнювачем, розпушувачем і детоксикантом, в якості яких використовують соснові тирса з розміром фракції до 2 мм, які змішуються з опадами міських стічних вод з розміром фракції до 5 мм в масовому співвідношенні 1:0,5 відповідно, з подальшим компостуванням.

До недоліків відомого способу відносять тривалий період компостування, який досягає 98 днів.

Найбільш близьким способом того ж призначення до заявленого винаходу за сукупністю ознак є спосіб одержання органо-мінеральних добрив з осадів стічних вод (патент РФ №2445297 від 20.03.2012 р.), згідно з яким опади стічних вод терміном зберігання менше 3 років змішують з торфом при об'ємному співвідношенні відповідно 0,5:0,5 або 0,6:0,4. Після змішування проводиться аеробне компостування суміші в присутності біоактиватора в кількості не менше 15% від обсягу компостируемой суміші. Як біоактиватора в компостируему�-691, Streptomyces sp.Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в кількості 1·106-1·107клітин в 1 мл на 1 т пташиного посліду. Даний спосіб прийнятий за прототип.

Ознаки прототипу, що є загальними з заявляється рішенням, - реагентна обробка осадів міських стічних вод з подальшим компостуванням суміші.

Недоліком відомого способу, прийнятого за прототип, є необхідність внесення великої кількості торфу (від 40 до 50%), підготовки спеціального посівного компосту, тривалий процес компостування, що ускладнює і здорожує технологію одержання органо-мінерального добрива.

Задача, розв'язувана пропонованим способом, полягає в розробці екологічно безпечного та економічно ефективного способу утилізації осадів міських стічних вод з отриманням органо-мінерального добрива, який виражається в підвищенні ефективності зв'язування іонів важких металів у міцні комплексні сполуки, збереженні удобрительной цінності опадів, зменшення тривалості процесу детоксикації опадів, спрощення технології утилізації осадів.

Технічним результатом реалізації способу отримання органо-мінерального добрива з осадів міських стічних вод яв�ів, отримання органомінерального добрива по більш низькій вартості, використання та зменшення кількості відходів виробництва, що спрямовуються на мулові карти і илонакопители, залучення відходів у вторинний обіг.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі одержання органо-мінерального добрива з осадів міських стічних вод, що полягає в реагентної обробки осадів міських стічних вод з подальшим компостуванням суміші, в якості реагенту використовують органо-мінеральну композицію, що містить оксид кальцію і низинний торф у масовому співвідношенні до осадів міських стічних вод, що дорівнює(25-75):(2-3,5):10 відповідно осади міських стічних вод: оксид кальцію: низинний торф, а компостують оброблені опади протягом не менше 7 днів на повітрі.

Ознаки, відмінні від прототипу: в якості реагенту використовують органо-мінеральну композицію, що містить оксид кальцію і низинний торф у масовому співвідношенні до осадів міських стічних вод, що дорівнює(25-75):(2-3,5):10 відповідно осади міських стічних вод:оксид кальцію:низинний торф; компостують оброблені опади протягом не менше 7 днів на повітрі.

В присутності оксиду кальцію вироб� і зв'язуванні важких металів.

Спосіб здійснюють наступним чином.

Осади міських стічних вод (ОСВ) вологістю 86% обробляють оксидом кальцію і низинним торфом у масовому співвідношенні осади міських стічних вод:оксид кальцію:низинний торф, рівному(25-75):(2-3,5):10 відповідно. Низинний торф служить джерелом гумінових сполук, а оксид кальцію використовувався для вилуговування гумінових речовин. Оброблені опади компостують протягом не менше 7 днів на повітрі без необхідності постійного перемішування суміші. В процесі обробки осадів реагентами відбувається утворення міцних комплексних сполук важких металів з гуміновими речовинами, знезараження суміші та отримання екологічно безпечного товарного продукту.

Дослідження за реагентної обробки осадів міських стічних вод проводили на прикладі опадів стічних вод міських біологічних очисних споруд р. Пермі. Для обґрунтованого вибору методу детоксикації опадів стічних вод були проведені дослідження фізико-хімічних властивостей і хімічного складу зразків ОСВ.

Результати хімічного аналізу зразків ОСО, попередньо висушених при 105°С до постійної маси, представлені в табл.1. Показники хімічних засоб="c0" nameend="c4">Таблиця 1Фізико-хімічний склад ВСППоказникиЗначення показникаНадлишковий активний мул (ИАИ)Осад первинних відстійників (ОПН)Вологість, %87,1598Масова частка органічних речовин, % (на суху речовину)6466Масова частка золи, % (на суху речовину)3634,0Масова частка загального азоту, % (на суху речовину)5,7-Масова частка загального фосфору (Р205), % (на суху речовину)5,5-рН водної витяжки6,66,5PO43-, МГ/КГ41057,8Хлорид-іон, мг/кг1050017080ХТТК водної витяжки (1:5), мгО2/л35144440,5Вміст рухомої сірки, мг/кг40505380

Для визначення потенційної небезпеки ОСО проведено аналіз хімічного складу на вміст у них важких металів.

В табл.2 представлені результати аналізу на вміст у зразках важких металів (мг/кг сух. зразка).

Таблиця 2
Вміст металів в ОСО
ПоказникиЗначення поrowspan="1">Валове утримання ТМ
Залізо, мг/кг12000-15000-
Кадмій, мг/кг11,250
Мідь, мг/кг200-230450
Марганець, мг/кг900-95086
Нікель, мг/кг75-77300
Свинець, мг/кг34,742,2
Хром, мг/кг305-310820
Цинк, мг/кг700-800580
Зміст ТМ у рухомій формі
Цинк, мг/кг516,14391,6
Хром, мг/кг10,89,8
Свинець, мг/кг6,82,2

Високий вміст вуглецю, азоту, фосфору, кальцію, мікроелементів дозволяє розглядати ОСВ в якості органо-мінеральних добрив. Однак висока бактеріальна забрудненість та утримання в опадах іонів важких металів вимагає додаткової обробки ОСО перед їх використанням у якості добрив.

Приклади 1-4

Осади міських стічних вод вологістю 86% з рН, що дорівнюють 5,0, обробляли оксидом кальцію і низинним торфом у співвідношеннях осади міських стічних вод:СаО:низинний торф відповідно 50:2:10, 75:2:10, 50:3,5:10, 25:2:10. рН одержуваної суміші становить від 7,0 до 13,0. Оброблені опади компостували протягом 7 днів на повітрі без необхідності постійного перемішування суміші. Ефективність зв'язування важких металів контролювали за вмістом цинку і міді в рухомій формі. Цинк і мідь обрані в якості індикатора у зв'язку з найбільшим його вмістом у вихідних ОСВ.

Ефективність детоксикації опадів даними способом підтверджується наступними показниками: зниження вмісту рухомих форм важких металів (зокрема цинку) в 5,6 разів, покращення органолептичних характеристик (зниження різкого запаху), ускор в таблиці 3.

Таблиця 3
Результати детоксикації опадів міських стічних вод
№ при міраСпіввідношення опади:СаО:торфТривалість компостуваннярН середовищаВміст важких металів у рухомій формі, мг/кг сух. зразка
ZnCuPb
Прототип1 місяць5,5-8,535001500500
Вих. ОСО05,05166,83,8
150:2:107 днів10-1175:2:107 днів7-8873,31,7
350:3,5:107 днів12-13602,391,2
425:2:107 днів11-12763,011,5

Обробка опадів заявляється способом згідно прикладами 1-4 показала, що ефективність детоксикації опадів стічних вод підтверджується зниженням вмісту цинку, міді та свинцю у рухомій формі в опадах в 6,5-8,6 рази, 2,15-2,84 рази і 2,2-3,2 рази відповідно при різних рН.

Найбільша ефективність зв'язування іонів важких металів у міцні комплексні сполуки досягається обробкою опадів сумішшю оксиду кальцію і торфу у співвідношенні опади:СаО:торф відповідно 50:3,5:10 (приклад 3).

Оброблені заявляється способом опади стічних вод пропонується використовувати в якості органо - архітектурно-планувальних заходах, для рекультивації порушених земель та благоустрою.

Використання одержуваної суміші в якості органо-мінерального добрива підтверджено проведенням серії випробувань з вирощування на ньому сільськогосподарських культур (вівса) з дозою внесення в грунт 40 г/л

Дослідження показали, що використання отриманого згідно прикладами 1-4 органо-мінерального добрива сприяє швидкому наростання зеленої маси вівса - приріст біомаси становить від 20 до 74%, проявів токсичного впливу на овес (хлороз листя, уповільнення зростання) не відзначалося. Надходження в біомасу вівса таких важких металів як Сі, Zn і Рb посилюється, але при цьому їх зміст залишається значно нижче максимально допустимого рівня (МДР) у 3,1, 1,27 та 2,9 разів відповідно, що підтверджується результатами, представленими в таблиці 4.

Таблиця 4
Вміст важких металів у зеленій масі
ПробаЗміст ТМ (мг/кг сухої маси)
NiCu2,03,017,00,70,065
Вих. ОСО14,035,078,57,280,614
Приклад 38,8689,57339,281,720,22
МДО3,030,050,05,00,3

Таким чином, проведення процесу обробки осадів міських стічних вод у заявленому режимі дозволяє розробити комплексну ресурсозберігаючу і екологічно безпечну технологію утилізації ОСВ з отриманням органо-мінерального добрива, використовуваного при вирощуванні сільськогосподарських культур, а також в якості технічного грунту при благоустрої територій.

Техніко-економічні переваги заявленого способу полягають у підвищенні ефективності�користування одержуваних продуктів в якості органо-мінерального добрива.

Спосіб одержання органо-мінерального добрива з осадів міських стічних вод, що полягає в реагентної обробки осадів міських стічних вод з подальшим компостуванням суміші, відрізняється тим, що в якості реагенту використовують органо-мінеральну композицію, що містить оксид кальцію і низинний торф у масовому співвідношенні до осадів міських стічних вод, що дорівнює(25-75):(2-3,5):10 відповідно осади міських стічних вод: оксид кальцію: низинний торф, а компостують оброблені опади протягом не менше 7 днів на повітрі.



 

Схожі патенти:

Спосіб і пристрій для просушування пастоподібних матеріалів, зокрема, мулистих відкладень станцій очищення стічних вод, з виробленням теплової енергії

Винахід відноситься до сушильної техніки. Спосіб просушування пастоподібних матеріалів, зокрема мулистих відкладень станцій очищення стічних вод, що включає два щаблі просушування, в якому здійснюють першу сходинку просушування, реалізовану першим пристроєм (1) для просушування непрямого типу, питомого є теплоносієм текучої середовищем, причому ця перша щабель забезпечує отримання на виході (1a, 1b) попередньо просушених мулистих відкладень і водяної пари, етап формування мулових відкладень на виході зі згаданого першого пристрою для просушування, другу, реалізовану другим пристроєм (7) для просушування, ступінь просушування вже попередньо просушених мулистих відкладень, які піддаються нагріванню за допомогою нагріваючого газу, зокрема гарячого повітря, причому ця друга ступінь просушування дає на виході (7b) остаточно просушені мулисті відклади. При цьому попередньо просушені мулисті відклади, що надходять з першого пристрою (1) для просушування, вводять в екструдер (б) для мулистих відкладень, має можливість формувати шнури з цих мулистих відкладень або подібні форми, які падають під другий пристрій (7) длгают механічного впливу (19) для того, щоб надати їм гранульовану форму, і принаймні частина отриманих таким чином гранул піддається спалюванню (23) для того, щоб виробити теплову енергію; і, щонайменше, частина цієї теплової енергії використовують для нагрівання є теплоносієм текучого середовища в першому пристрої для просушування. Винахід має забезпечити зниження енерговитрат. 2 н. і 9 з.п. ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до сільського господарства. Спосіб підвищення ефективності дії опадів міських стічних вод як органо-мінерального добрива включає напівперепрілий гній великої рогатої худоби (ВРХ), причому для підвищення ефективності дії опадів міських стічних вод (ОГСВ) як органо-мінерального добрива напівперепрілий гній ВРХ додається до ОГСВ при співвідношенні 1:1 і вноситься з розрахунку: ОГСВ - 40 т/га гній ВРХ - 40 т/га. Винахід дозволяє додатково збагатити осади міських стічних вод органічними речовинами природного походження, широким набором макро - і мікроелементів, корисною мікрофлорою, що дозволяє в комплексі підвищувати ефективність ОГСВ як добрива. 2 табл.
Винахід відноситься до галузі сільського господарства. Спосіб включає внесення добрива перед основною обробкою грунту. В якості основного добрива використовують складний компост, що складається з полуперепревшего гною великої рогатої худоби, фосфогіпсу, соломи, відходів годівлі тварин, відходів зерна в процесі його доочищення, післяжнивних рослинних решток соняшнику та цукрових буряків, осадів стічних вод та курячого посліду при наступному співвідношенні компонентів (мас.%): фосфогіпс - 7-8, солома - 2-3, відходи годування тварин - 2-3, відходи зерна в процесі його доочищення - 2-3, рослинні залишки соняшнику та цукрових буряків - 3-4, осадки стічних вод - 6-7, курячий послід - 3-4, напівперепрілий гній великої рогатої худоби - інше, які компостують у весняно-літньо-осінній період протягом 4-5 місяців, змішуючи в середині травня гній, солому, фосфогіпс, різні види відходів годівлі тварин і зерна у процесі його доочищення, опади стічних вод і курячий послід з додаванням рослинних залишків соняшнику в серпні-вересні та цукрових буряків на початку вересня, перемішуючи його кожен місяць-півтора до дозрівання. Потім отриманий складний компост вносять у ґрунт у другій по� зерно. Спосіб дозволяє підвищити ефективність вирощування кукурудзи на зерно, поліпшити екологічну обстановку навколишнього середовища за рахунок утилізації побутових відходів, відходів промислових і сільськогосподарських виробництв, а також поліпшити на 4-5 років агрономічні властивості ґрунту. 1 пр.

Спосіб підвищення родючості ґрунту для деревних і трав'янистих культур (варіант російської логіки - версія 7)

Спосіб підвищення родючості ґрунту для деревних і трав'янистих культур включає витяг мулу з місць його формування, після видобутку мулу з нього видаляють надмірну вологість, після чого упаковують у контейнери для подальшого транспортування, перед посадкою деревних рослин або трав'янистих культур в ґрунті формують траншею і послідовно укладають у неї шар витягнутого мулу і віддаленої грунту, після чого виконують посадку деревних або трав'янистих культур. Траншею формують вздовж майбутньої посадки деревних або трав'янистих культур до нижнього рівня родючого грунту, а послідовну укладання шару витягнутого мулу і віддаленої грунту виконують після початку формування траншеї, після чого між траншеями перед майбутньою посадкою деревних або трав'янистих культур формують додаткову траншею і у нього засипають пісок, потім укладають кілька паралельних послідовностей жолобів, над якими з капілярним зазором розташовують послідовність герметично сполучених пластикових труб з нижніми поздовжніми пазами, початок пластикових труб і їх кінець з'єднують з трубопроводом для подачі поливної води і трубопроводом для видалення повітря з пластикових т�дкі мулу і віддаленої грунту періодично формують отвори, які заливають водою і в них вводять біологічні організми для перетворення мулу і підвищення родючості грунту, після цієї процедури виконують посадку деревних або трав'янистих культур. Технічним результатом винаходу є підвищення родючості ґрунту. 2 іл.

Спосіб підвищення родючості ґрунту для деревних і трав'янистих культур (варіант російської логіки - версія 4)

Спосіб підвищення родючості ґрунту для деревних і трав'янистих культур включає витяг мулу з місць його формування, після видобутку мулу з нього видаляють надмірну вологість і упаковують у контейнери для подальшого транспортування, перед посадкою деревних рослин або трав'янистих культур в ґрунті формують траншею і послідовно укладають у неї шар витягнутого мулу і віддаленої грунту, виконують посадку деревних або трав'янистих культур. Траншею формують між поздовжніми рядами деревних культур до нижнього рівня родючого ґрунту, після чого укладають одну або кілька паралельних послідовностей жолобів, над якими з капілярним зазором розташовують послідовність герметично сполучених пластикових труб з нижніми поздовжніми пазами. Початок пластикових труб і їх кінець з'єднують з трубопроводом для подачі поливної води і трубопроводом для видалення повітря з пластикових труб, після чого послідовно укладають шар витягнутого мулу і віддаленої грунту і в місцях укладання мулу і віддаленої грунту періодично формують отвори, які заливають водою і в які вводять біологічні організми для перетворення мулу і підвищення родючості п

Спосіб приготування компосту з осаду стічних вод (варіанти)

Винахід відноситься до сільського господарства. Спосіб приготування компосту з осаду стічних вод включає змішування свіжого осаду стічних вод терміном зберігання менше 3 років з органічним компонентом, в якості якого використовують тирсу будь-яких деревних порід, з додаванням біоактиватора і подальше аеробне компостування отриманої суміші, причому перед змішуванням компонентів виробляють пошарове укладання тирси вологістю 30-40% і осаду стічних вод, вологість якої становить 79-81%, у співвідношенні 3:1, при цьому тирсу піддають біоактивації шляхом обприскування робочим розчином препарату ЕМ-1 «Байкал» при нормі витрати 5 л на 1 т з концентрацією його у робочій рідині 0,0001%, крім того, аеробне компостування отриманої суміші здійснюють в буртах, при цьому при досягненні компостируемой сумішшю температури 50-60°С суміш витримують 20 діб, після чого неодноразово виробляють перебивання бурту протягом 2-х місяців з інтервалом у 15-20 днів з наступною витримкою компосту протягом 14-15 діб. Винахід дозволяє отримати недороге екологічно безпечне органічне добриво, вирішити проблему утилізації осаду стічних вод. 2 н. і 2 з.п. ф-ли, 3 табл., 2 пр.
Винахід може бути використаний при переробки осадів стічних вод, зокрема міських стічних вод та їх утилізації в якості засобу для підвищення родючості ґрунту. Для здійснення способу отферментированние в природних умовах протягом не менше трьох місяців опади з вологістю 20-40% змішують зі сполучною добавкою і мінеральними компонентами, гранулюють при температурі 45-95°С, потім гранули сушать до вологості 8-16%. Зв'язуючу добавку - гумат натрію застосовують у кількості 2-3% від сухої маси опадів, а мінеральні компоненти джерело азоту - карбамід і джерело калію - хлористий калій - в кількості 5-7% та 5-6% від сухої маси опадів відповідно. Отримані гранули містять збалансований набір поживних елементів в легкозасвоюваній формі для широкого ряду сільськогосподарських культур. 1 з.п. ф-ли, 2 ін.
Винахід відноситься до галузі сільськогосподарського виробництва і може бути використане при отриманні почвогрунтов. Спосіб включає змішування мулового осаду з порошкоподібною низинним торфом, введення природного грунту, твердофазную ферментацію і фракціонування. Як мулового осаду використовують муловий осад станцій водопідготовки вологістю не вище 75% і подрібнений до фракції 5-7 мм. Такий муловий осад попередньо змішують з низинним торфом з вологістю не вище 50%. Масове відношення муловий осад: низинний торф становить 1:(1,7-1,8). Потім здійснюють ферментацію суміші шляхом її компостування в буртах при періодичному ворошении і перемішуванні з отриманням биокомпоста з вологістю 50-55%. Далі проводять підсушування отриманого биокомпоста до вологості 20-25% і змішують його з котловинним грунтом на основі покривних і алювіальних суглинків та флювіогляціальних пісків. Масове відношення котлованного грунту до запровадженого для отримання биокомпоста иловому осаду станцій водопідготовки становить (2,2-2,3):1. Отриманий цим способом техногенний почвогрунт містить котлованний грунт у кількості 44-46 в мас.% і биокомпост. Биокопмост являє собою ферментиро�спечивает високу схожість трав'яних сумішей на газонах. 2 н. і 2 з.п. ф-ли, 3 табл.

Спосіб приготування компосту з осаду стічних вод з застосуванням фототрофних бактерій

Винахід відноситься до комунальному господарству та екологічної біотехнології і може бути використане для біоконверсії осаду стічних вод з низьким вмістом важких металів в поєднанні з відходами пивоварного виробництва - пивною дробиною в компост. Спосіб включає змішування в певному об'ємному співвідношенні зневодненого осаду стічних вод з органічним компонентом у вигляді пивної дробини і з целлюлозосодержащіе компонентом у вигляді тирси, додавання компостної закваски в кількості не менше 15% від об'єму суміші і подальше аеробне компостування суміші. По закінченні високотемпературної стадії компостування природне підсушування суміші, розміщеної шаром близько одного метра, здійснюють з одночасним внесенням біоактиватора у вигляді рідкої культури, що містить 109-1010 клітин в одному мл суспензії аноксигенних пурпурових фототрофних бактерій Rhodobacter capsulatus в об'ємних співвідношеннях до суміші не менше 1:50 відповідно і з витримуванням без обов'язкової аерації протягом 25-30 діб з подальшою стабілізацією суміші в буртах протягом 30-35 діб. Здійснення винаходу дозволяє прискорити дозрівання і підвищити якість компосту за рахунок активізації мікробної снкц�х показників, знизити собівартість готового продукту. 5 табл., 5 пр., 1 іл.

Почвогрунт для рекультивації порушених земель

Винахід відноситься до сільського господарства
Up!