Способ получения органоминерального удобрения

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения удобрений из осадка сточных вод. Цель изобретения - улучшение качества удобрения за счет извлечения тяжелых металлов из осадка сточных вод и предотвращение загрязнения окружающей среды. Осадок сточных вод смешивают с раствором серной кислоты концентрацией 0,52 - 0,86 моль/дм³ при 40 - 70°С в течение 10 - 20 мин. Полученную смесь фильтруют на барабанном вакуум-фильтре. Остаточную кислотность осадка нейтрализуют щелочными агентами. 1 табл.

Изобретение относится к получению удобрений путем обработки отстоя промышленных сточных вод и может быть использовано при производстве удобрений.

Известен способ утилизации осадка сточных вод (ОСВ) с получением органоминерального удобрения, в котором ОСВ обрабатывают последовательно с помощью FeSO₄, HNO₃ и NH₃ в соотношении 1:2:9. При этом изменяется структура и свойства ОСВ, что упрощает его фильтрацию. Недостаток способа низкое качество получаемого удобрения при содержании в ОСВ большого количества тяжелых металлов (ТМ).

Известен способ получения органического удобрения путем обработки осадка сточных вод, при котором ОСВ смешивают с торфом в соотношении 1:1-1:8 и обезвоживают отстаиванием. Недостаток способа в заключается том, что не происходит удаления ТМ из смеси, а только распределение их в большей массе, что не обеспечивает необходимого качества удобрения.

Наиболее близким к изобретению является способ обработки ОСВ, в котором используют механическую фильтрацию осадка сточных вод после нейтрализации остаточной кислотности ОСВ щелочным агентом. Однако в известном способе не происходит выделения из осадка тяжелых металлов, что обусловливает низкое качество таких осадков при использовании их в качестве удобрения.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе получения органоминерального удобрения, включающем обработку осадка сточных вод, механическую фильтрацию и нейтрализацию остаточной кислотности щелочным агентом, обработку ведут раствором серной кислоты концентрацией 0,52-0,86 моль/дм³, а смешение при 40-70^оС в течение 10-20 мин.

Изобретение обеспечивает повышение качества и экологической безопасности получаемых продуктов за счет снижения содержания в них тяжелых металлов.

Способ получения органоминерального удобрения заключается в следующем. Осадок сточных вод помещают в реактор с мешалкой и обогревом для выщелачивания, добавляют раствор серной кислоты концентрацией 0,52-0,86 моль/дм³. Процесс выщелачивания ведут при соотношении твердой и жидкой фаз не ниже 1: 1, преимущественно из интервала 1:1-1:5 при 40-70^оС в течение 10-20 мин при перемешивании критерий Рейнольдса (≥1^. 10⁵). После выщелачивания осадок фильтруют. Обезвоженный осадок подают в смеситель, где проводят нейтрализацию остаточной кислотности (т.е. установление значения рН в интервале 7-8) смеси с помощью щелочных агентов, например гидроксидов калия, кальция и аммония КОН, Са(OH)₂, NH₄OH. После фильтрации смеси фильтрат доводят с помощью NaOH до рН=9-10, а осадок гидроксидов металлов подвергают сушке и последующей переработке для разделения металлов.

Использование для выщелачивания растворов серной кислоты приводит к эффективному выделению из ОСВ таких металлов как Zn, Ni, Cr, Cu и др. При начальной концентрации H₂SO₄, равной 0,86 моль/дм³ (5%-ный раствор), и 70^оС в течение 10 мин удаляется около 70-90% Zn, 50-60% Ni, 80-90% Cr и 50-70% Cu. Снижение концентрации кислоты ниже 0,52 моль/дм³ в свою очередь снижает скорость процесса, а увеличение более 0,86 моль/дм³ приводит к излишнему расходу реагентов. Снижение температуры до 40^оС замедляет скорость процесса, при этом не происходит термокоагуляции садка, что усложняет фильтрацию. Повышение температуры процесса до 70^оС и выше приводит к излишнему коррозионному износу аппаратуры. Увеличение времени выщелачивания более 20 мин не дает существенного результата, так как скорость процесса заметно падает, что связано с удалением трудноизвлекаемой части ОСВ.

П р и м е р 1. Осадок подают в реактор для выщелачивания из нержавеющей стали с мешалкой и обогревом, затем добавляют воду и серную кислоту до получения концентрации Н₂SO₄ 0,52 моль/дм³ (3%-ный раствор) при соотношении твердой и жидкой фаз 1:5. Далее перемешивают смесь при значениях критерия Рейнольдса 1 ^.10⁵ и 70^оС в течение 20 мин. После выщелачивания смесь фильтруют на рамном пресс-фильтре. Отфильтрованный осадок подают в смеситель для нейтрализации остаточной кислотности при помощи гидроксида кальция до рН смеси 7,5. Фильтрат доводят при помощи NaOH до рН=10.

П р и м е р 2. Процесс обработки ОСВ ведут аналогично приведенному в примере 1, но выщелачивание ведут раствором Н₂SO₄ концентрацией 0,86 моль/дм³ (5%-ный pаствоp) при 50^оС.

Остаточное содеpжание металлов в очищенном ОСВ в соответствии с приведенными примерами дано в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ, включающий обработку осадка сточных вод, механическую фильтрацию и нейтрализацию остаточной кислотности щелочным агентом, отличающийся тем, что обработку ведут раствором серной кислоты концентрацией 0,52-0,86 моль/дм³, а смешение ведут при 40-70^oС в течение 10-20 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1