Способ разделения сброженного шлама птичьего помета

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к переработке птичьего помета, и может быть использовано при производстве удобрений, получаемых из отходов. Сущность изобретения заключается в том, что для эффективного отделения твердой фазы от жидкости в сброженный шлам добавляют фосфогипс в количестве 60-70 г на 1 л шлама, затем разделяют его на фракции электрофлотацией при плотности тока 50-60 мА/см². При этом фосфогипс вызывает коагуляцию высокодисперсных и коллоидных частиц твердой фракции шлама, обеспечивая флотацию последних пузырьками электролитических газов. 2 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к переработке птичьего помета, и может быть использовано при производстве удобрений, получаемых из отходов.

Известны способы разделения различных суспензий, в том числе и жидкого навоза электрофлотацией с применением флотационных реагентов.

В соответствии с ними разделяемая суспензия смешивается с коагулянтом - соли серной, соляной, карбоновой кислот [1] Общим недостатком этих способов является использование в качестве коагулянта продуктов химической промышленности, требующих значительных энергозатрат на свое производство, что в свою очередь повышает эксплуатационные расходы процесса очистки животноводческих стоков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению и принятое авторами за прототип является способ разделения животноводческих стоков на твердую и жидкую фракции, включающий внесение в стоки в качестве коагулянта отхода производства фосфорной кислоты фосфогипса и последующее отстаивание загрязнений [2] Недостатком данного способа является то, что время разделения, составляющее 1-2 ч и степень разделения 60-67% не отвечают достаточной эффективности процесса. Кроме того, для обеззараживания стоков требуется не менее 20 сут экспозиции перед внесением твердой или жидкой фракции в качестве удобрения.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения сброженного шлама птичьего помета на фракции, сокращение его длительности и эксплуатационных затрат на процесс.

Поставленная цель достигается введением в разделяемый шлам фосфогипса в качестве коагулянта с последующей электрофлотацией скоагулированных примесей.

Сущность изобретения заключается в том, что для эффективного отделения твердой фазы от жидкости в сброженный шлам добавляют фосфогипс в количестве 60-70 г на 1 л шлама, затем разделяют его на фракции электрофлотацией при плотности тока 50-60 мА/см². При этом фосфогипс вызывает коагуляцию высокодисперсных и коллоидных частиц твердой фракции шлама, обеспечивая флотацию последних пузырьками электролитических газов.

Механизм коагуляции частиц шлама фосфогипсом сложен. Здесь имеет место электролитическая коагуляция, протекающая по правилу Шульце-Гарди, взаимная коагуляция, происходящая между разноименно заряженными коллоидными частицами; взаимодействие катионов с ионизированными группами гидрофильных органических соединений.

Укрупнение загрязнений в результате их коагуляции обеспечивает интенсификацию электрофлотационного процесса.

Плотность тока является фактором, влияющим на концентрацию газовых пузырьков. Установлено, что величина оптимальной плотности, обеспечивающая максимальную скорость электрофлотации и наибольшую эффективность разделения, зависит от физико-химических свойств жидкой системы.

В табл. 1 и 2 приведены опытные данные, показывающие влияние концентрации фосфогипса и плотности тока на разделение сброженного шлама на фракции.

В соответствии с данными табл.1 и 2 разделение сброженного шлама вели добавлением в шлам фосфогипса до концентраций 50; 60; 70; и 80 г/л с последующей электрофлотацией при плотности тока 40,50,60,70 мА/см² в течение 10 и 20 мин соответственно.

Пример 1. В качестве контроля вели электрофлотацию шлама без применения коагулянта. При плотности тока 50 мА/см² эффективность разделения составила через 10 мин, процесса 11,3% 20 мин 13,9% Пример 2. В сброженный шлам вносили фосфогипс до концентрации 50 г/л и вели электрофлотацию при плотности тока 50 мА/см². Эффективность разделения составила через 10 и 20 мин процесса 68,5 и 72,3% соответственно.

Пример 3. В сброженный шлам вносили фосфогипс до концентрации 60 г/л и вели электрофлотацию при плотности тока 40 мА/см². Эффективность разделения составила через 10 и 20 мин процесса соответственно 67,1 и 70,5% Пример 4. В сброженный шлам вносили фосфогипс до концентрации 60 г/л и вели электрофлотацию при плотности тока 60 мА/см². Эффективность разделения составила через 10 и 20 мин процесса соответственно 72,8 и 76,4% Пример 5. В сброженный шлам вносили фосфогипс до концентрации 80 г/л и вели электрофлотацию при плотности тока 60 мА/см². Эффективность разделения составила через 10 и 20 мин соответственно 68,4 и 72,0% Пример 6. В сброженный шлам вносили фосфогипс до концентрации 60 г/л и вели электрофлотацию при плотности тока 70 мА/см². Эффективность разделения составила через 10 и 20 мин процесса соответственно 70,1 и 73,4% Зависимость эффективности разделения сброженного шлама птичьего помета от концентрации вводимого фосфогипса и плотности тока электрофлотации при времени процесса 10 мин даны в табл.1; зависимость эффективности разделения сброженного шлама птичьего помета от концентрации вводимого фосфогипса и плотности тока электрофлотации при времени процесса 20 мин в табл.2.

Таким образом, оптимальными величинами для концентрации фосфогипса является 60-70 г/л, для плотности тока -50-60 мА/см².

Внесение фосфогипса в количестве, меньшем указанной величины, не позволяет в полном объеме осуществиться процессу коагуляции.

Превышение же концентрации фосфогипса 70 г/л будет приводить к возникновению седиментационных процессов и отрицательно сказываться на электрофлотационном разделении.

Варьирование величины плотности тока в более широких пределах, с одной стороны, может привести к недостаточной концентрации рабочих органов процесса флотации пузырьков электролитических газов, с другой стороны пресыщению среды последними и возникновению турбулентных потоков, что в обоих случаях снижает эффективность процесса.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с аналогичным заключается в применении в качестве коагулянта отхода производства фосфогипса, а следовательно, и меньших эксплуатационных затрат, а с прототипом в увеличении эффективности разделений до 75-76% сокращению времени процесса до 20 минут. Кроме того, установлено, что процесс электрофлотации обеспечивает обеззараживание животноводческих стоков на 95-99% что исключает экспозицию продуктов разделения перед их использованием.

Формула изобретения

Способ разделения сброженного шлама птичьего помета, включающий введение в шлам в качестве коагулянта фосфогипса и последующее разделение твердой и жидкой фаз электрофлотацией, отличающийся тем, что фосфогипс вносят в шлам до концентрации 60 70 г/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1