Способ получения гумуса из водных дисперсных систем, содержащих органические вещества в виде природных биополимеров

 

Изобретение относится к технологии получения гумуса и может быть использовано при переработке стоков, содержащих органические вещества в виде природных биополимеров. Способ предусматривает дробление твердых частиц в стоках, окисление органических веществ до начала распада биополимеров, комплексование с ионами металлов, последующую коагуляцию полученной массы и отделение твердой фракции. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения гумуса и может найти применение в народном хозяйстве при переработке стоков животноводческих комплексов, птицефабрик и т.д. Целью изобретения является повышение качества гумуса, увеличение его выхода и интенсификация процесса. Способ включает в себя несколько стадий: дробление сырья, окисление, комплексование, коагуляцию, разделение фаз с получением готового продукта (гумуса) и очищенного стока. В качестве исходного сырья используют различные водные дисперсные системы, содержащие органические вещества в виде природных биополимеров, а именно: жидкие стоки животноводческих комплексов, птицефабрик, бытовые сточные воды и отстои и т.д. Могут быть использованы и твердые органические отходы, в этом случае их предварительно смешивают с водой или жидкими стоками и проводят гомогенизацию. Дробление сырья осуществляют, используя какой-либо вид энергии: ультразвук, электрический разряд, механическое перемешивание и т.д. Полученную гомогенную дисперсную систему подвергают электрохимическому окислению. Окисление ведут до начала распада биополимеров, определяемого по показателю химической потребности в кислороде (ХПК). Окисленную дисперсную фазу подвергают комплексованию с ионами металлов, например, электрохимическим путем при напряженности поля 10-12 в/см в течение 1-2 мин, после чего проводят электрокоагуляцию при плотности тока 5-7 а/л. Для интенсификаации процесса коагуляции в электролизер можно вводить кислый коллоидный раствор, например глину, в количестве 5-6% от объема обрабатываемой жидкости. Разделение после коагуляции производят в отстойниках или каким-либо иным известным способом. Отстой (жидкая фаза), содержащий в небольшом количестве низкомолекулярные органические вещества, может быть направлен на биологическую доочистку или в цикл на орошение. Твердая фаза представляет собой готовый продукт гумус, который подвергают анализу на фракционный состав. П р и м е р 1. В качестве водной дисперсной системы для получения гумуса был использован сток Граковского комплекса, который после сгущения в гидроциклоне и дробления ультразвуком обрабатывали в окислительной емкости электрохимическим путем в течение 15 мин при плотности тока 0,40 А/дм². Через каждые 0,5 мин отбирали пробы и анализировали на ХПК с помощью прибора "Ионикс". По окончании процесса окисления сток переливали в емкость реактора, где проводили комплексование электрохимическим методом в течение 1 мин при напряженности электрического поля 12 B/см, после чего добавляли 2%-ный кислый коллоидный раствор мелкодисперсной глины с рН 5 и продолжили процесс при плотности тока, равной 6 а/л, в течение 5 мин. По окончании сток фильтровали на воронке Бюхнера. Жидкая фаза была прозрачна, слегка желтоватого цвета. Содержание хлоридов снизилось по сравнению с исходным стоком в 4 раза. На фильтре получен осадок серого цвета, который анализировали на фракционный состав по методике Кононовой Бельчиковой. Результаты испытаний представлены в таблице в сопоставлении с природным гумусом. Для сравнения использованы данные по гумусу, выделенному из лугово-черноземной поверхностно-гелеевой почвы на лесовой основе (наиболее близкий природный аналог согласно Атласу почв Украины). Как видно из представленных результатов, полученный продукт близок по фракционному составу к природному гумусу. П р и м е р 2. Свойства полученного гумуса проверяли в вегетативных опытах на песчаной почве на овсе в трехкратной повторности. Контрольный опыт проводили на той же почве с добавкой минеральных удобрений из расчета N₄₀, Р₄₀, К₄₀. Ту же дозу питательных веществ вносили с полученным гумусом. Эффективность его оценивали по приросту биомассы овса по сравнению с контролем. Прибавка биомассы на песчаной почве при внесении искусственного гумуса составила 9-12% в оптимальных условиях влажности. В специально смоделированных условиях засухи прибавка составила 105-107% по сравнению с контролем. Таким образом, данный способ позволяет получить продукт, обладающий основными полезными свойствами природного гумуса, а именно: свойствами биорегулятора, повышающего сопротивляемость организма растений воздействию неблаго- приятных факторов. Метод прост в аппаратурном оформлении, может быть легко автоматизирован, не требует дефицитного сырья и высококвалифицированного обслуживающего персонала. Предложенное изобретение позволяет решать также и экологические вопросы (оздоровление и дезинтоксикацию почв, очистка сточных вод и т.д.).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМУСА ИЗ ВОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ВИДЕ ПРИРОДНЫХ БИОПОЛИМЕРОВ, включающий кавитационное воздействие на дисперсную систему с последующим окислением органических веществ, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта, увеличения его выхода и интенсификации процесса, окисление ведут до начала распада биополимеров, затем проводят комплексование с ионами металлов, а полученную массу подвергают коагуляции с последующим отделением твердой фракции.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---