Способ приготовления удобрений из органических отходов

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при утилизации продуктов жизнедеятельности для приготовления удобрений из органических отходов. В органические отходы после удаления из них неорганических включений вносят щелочный агент, например оксид кальция, в количестве 3 - 10 мас.%, доводят при этом рН смеси до 9,5 - 11,0. После этого в отходы вносят дисперсный алюмосиликат, например глину, в виде порошка в количестве 5 - 30 мас.%. Полученное удобрение не содержит миграционно-активных форм тяжелых металлов, различных токсикантов, вредных микро- и макроорганизмов. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области утилизации органических отходов, например фекальных масс, активных илов городских станций аэрации естественных водоемов и прудов-отстойников животноводческих ферм и т.д. и может быть применено в сельском хозяйстве и для решения мелиоративно-экологических проблем.

Известен способ приготовления удобрений из городских отходов и осадков сточных вод, при котором отходы перед смешиванием с осадками подвергают саморазогреванию до 55-70^oC, см. авт. св. СССР N 642279. по кл. C 05 F 9/02 от 1979 г.

Недостатком этого способа является длительность срока приготовления, кроме того, саморазогревание не обеспечивает равномерного прогрева всей массы, в связи с чем необходимо периодическое ее перемешивание.

Известен способ приготовления удобрений из органических бытовых отходов, включающий удаление из них неорганических включений, измельчение, смешивание с осадком сточных вод городских станций аэрации, насыщение кислородом воздуха и дальнейшее биотермическое разложение органики; полученный компост высушивают при 75 - 105^oC до воздушно-сухого состояния, смешивают в сухом виде с основными минеральными удобрениями и микроэлементами, уплотняют и укладывают в тару, см., патент РФ N 2032646 по кл. C 05 F 9/00 от 22.12.92 г.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения. Этот способ позволяет несколько сократить срок приготовления удобрений в сравнении с описанным выше аналогом.

Однако ему присущ сложный и дорогостоящий набор технологических операций, обусловленных необходимостью дополнительного разогрева массы до высокой температуры и ее поддержания до получения воздушно-сухого состояния смеси. Основным же недостатком способа-прототипа (как и других известных нам способов приготовления удобрений из органических отходов-илов, фекалий и т.п.) является то обстоятельство, что получаемые удобрения содержат миграционно-активные формы тяжелых металлов и других токсичных веществ и патогенную микрофлору в активном состоянии. Это обусловливая экологическую опасность применения таких удобрений.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания такого способа приготовления удобрений из органических отходов - фекальных масс, активных илов, осадков водоемов и т.п., который обеспечил бы получение удобрений, не содержащих тяжелые металлы и токсиканты в миграционно-активной форме и патогенной микро- и макрофлоры.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе приготовления удобрений из органических отходов, например фекальных масс, включающем удаление из них неорганических включений, в органические отходы вносят щелочной реагент, например оксид кальция, в количестве 3 - 10 мас.%, доводят при этом pH смеси до 9,5 - 11,0, затем вносят дисперсный алюмосиликат, например глину в виде порошка, в количестве 5 - 30 мас.%, в полученную смесь дополнительно может быть внесен наполнитель: растительный грунт, торф, дисперсные растительные отходы.

Заявитель не выявил каких-либо технических решений с признаками, полностью идентичными настоящему изобретению. Это позволяет сделать выводы о соответствии изобретения критерию "новизна".

Реализация отличий изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы изобретения) обусловливает достижение принципиально нового технического результата, который состоит в следующем. Внесение щелочного реагента, преимущественно CaO, обеспечивает при доведении pH до 9,5 - 11,0 щелочной гидролиз высокомолекулярных органических соединений - жиров, белков, клетчатки, углеводов и т.п. с переводом их в мономерное состояние или с образованием различных органо-минеральных производных на основе CaO. Аналогичным образом происходит щелочной гидролиз органических веществ микро- и макроорганизмов. микрофлоры, яиц глистов и т.п. В результате достигается надежное обеззараживание смеси. Последующее внесение дисперсного алюмосиликата, например порошковой глины, в количестве 5 - 30 мас.% обеспечивает снижение pH смеси с 9,5-11,0 до нормальных значений (pH не выше 8). При этом происходит щелочной гидролиз алюмосиликата с образованием сорбционно-активной минеральной матрицы, которая, претерпевая восстановительное минералообразование вовлекает в процесс ионы тяжелых металлов и другие химически активные токсиканты. В результате осуществляется хемосорбция биологически опасных веществ и устраняется их миграция в окружающую среду.

Заявителю не известны какие-либо сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим можно сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Пример 1. Органические отходы - фекальную массу из выгребного туалета, после удаления из нее неорганических включений - камней, стекла, металлических предметов и т.п. смешивают равномерно с щелочным реагентом, в конкретном примере - с молотой негашеной известью (CaO) с постепенным доведением pH смеси до 10,0. Расход CaO составил 4,9 мас.%. При этом фекальные отходы теряют свойственный им неприятный запах и изменяют цвет. Микро- и макроорганизмы в сформировавшейся щелочной среде подвергаются щелочному гидролизу и погибают в течении 1 - 2 ч. Затем вносят дисперсный алюмосиликат, в данном примере порошковую глину, в количестве 7 мас.%. Смесь равномерно перемешали, в результате через 1 ч pH смеси снизилось до 7,9, через 2 ч pH смеси снизилось до 7,6 и практически не изменилось далее в течение 2 суток. В результате буферного действия глины на взаимодействующую с ней массу произошло формирование сорбционноактивной алюмосиликатной минеральной матрицы, которая обусловила хемосорбцию ионоактивных форм тяжелых металлов, в данном случае цинка, меди, свинца, ртути, железа, и токсикантов, в данном случае - ДДТ и пестицидов.

Пример 2. Органические отходы - фекальную массу из выгребного туалета, смешанную в соотношении 1 : 1 с активным илом из очистных сооружений, смешивали с щелочным реагентом - молотой негашеной доломитовой известью (CaO - 50%, MgO - 30%, шихта - остальное ) в количестве 10 мас.% и довели pH среды до 11,0. В качестве дисперсного алюмосиликата внесли бокситовый шлам в порошковой форме в количестве 30 мас.%. Через 1 ч pH смеси снизилось до 10,3, через 4 ч - до 9,5, через 6 ч - до 7,8, через 2 дня - до 7.5 и в дальнейшем не изменялось. В смесь был введен наполнитель - местный растительный грунт с pH≈6,5 в соотношении: 1 часть смеси (пластичной массы) к 2 частям наполнителя. В результате этого смесь приобрела рыхлую, землисто-влажную консистенцию, пригодную для укладки в тару, приготовления брикетов или непосредственного использования. После внесения наполнителя pH продукта составляло 6,7.

Реализация данного способа осуществляется с использованием простейших средств механизации, широко распространенных местных материалов без дополнительного расходования энергии на подогрев, усушку и т.д.

Формула изобретения

1. Способ приготовления удобрений из органических отходов, например фекальных масс, содержащий удаление из них неорганических включений, отличающийся тем, что в органические отходы вносят щелочной реагент, например оксид кальция, в количестве 3 - 10 мас.%, доводят при этом рН смеси до 9,5 - 11,0 и затем вносят дисперсный алюмосиликат, например глину, в виде порошка в количестве 5 - 30 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полученную смесь дополнительно вносят наполнитель в виде растительного грунта.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полученную смесь дополнительно вносят наполнитель в виде торфа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полученную смесь дополнительно вносят наполнитель в виде дисперсных растительных отходов.