Композиция органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля и способ ее получения

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству органоминеральных удобрений на основе сапропеля для озеленения газонов, скверов, дорожных откосов и т.п. Композиция содержит сапропель влажностью до 60% с размером частиц 0,2-12 мм, а в качестве минеральных удобрений используется азот, фосфор и калий. Компоненты берутся в следующем соотношении в %: азот 0,010-0,038, фосфор 0,015-0,056, калий 0,015-0,056, семена растений 0,50-0,60, сапропель - остальное. Способ получения композиции включает добычу и обезвоживание сапропелевой гидромассы. Добычу сапропелевой гидромассы осуществляют земснарядом и по трубопроводам подают на предварительно обвалованную площадку (карту), на которой дополнительно устанавливают фильтрационные колодцы. После заполнения площадки сапропелевой гидромассой производят удаление свободной воды через фильтрационные колодцы. Затем производят обезвоживание сапропелевой гидромассы путем промораживания в зимний период в течение двух лет. Во время промораживания периодически освобождают площадку от снега и нарезают канавы. После двухлетнего промораживания в летний период снимают обезвоженный промороженный слой сапропеля и отправляют его на линию для производства композиции органоминеральной смеси, где подвергают просеиванию, удаляют посторонние предметы, смешивают с минеральными удобрениями и семенами растений или трав и расфасовывают. Использование изобретения позволяет получить огнестойкую, экологически чистую композицию с низкой кислотностью, обеспечивающую высокую урожайность при снижении трудоемкости способа ее получения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и к производству органоминеральных удобрений на основе сапропеля и применения их, в частности для озеленения газонов и скверов, защитных полос, дорожных откосов и т.д.

Известна, принятая за прототип, композиция для формирования брикетов для выращивания растений, преимущественно для сборного газона (см. Патент РФ №2148904, М. Кл. A 01 G 9/10, опубл. 20.05.2000, Бюл. №14-2000), содержащая торф, дерн, минеральные удобрения и/или стимуляторы роста, и/или сапропель, включает семена растений, в качестве торфа содержится мелкодисперсный торф со средневзвешенным размером частиц мелкодисперсного торфа, равным приблизительно 0,2-0,5 мм, который представляет собой торф верховой со степенью разложения 10-15%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дерн 60-98

Мелкодисперсный торф 40-2

Недостатком известной композиции является высокая огнеопасность и кислотность и низкое содержание органических веществ, снижающее урожайность.

Данный недостаток обусловлен особенностями состава композиции, в частности наличием легковозгораемого торфа, закисляющего почву и отсутствием или низким процентным содержанием сапропеля.

Известен способ добычи и получения сапропелевого удобрения (см. Патент РФ №2070550, M. Kл. C 05 F 7/00, опубл. 20.12.96, Бюл. №35, 1996 г.), включающий экскавацию сапропеля из озера, перегрузку его на площадку фильтрации и сушки, укладку слоем, подсушивание, сбор в валки и штабелирование, при этом сапропель укладывают слоем 0,15-0,25 м, а подсушивание осуществляют при непрерывном ворошении слоя сапропеля, до влажности 55-65 мас.%, кроме того, в слой сапропеля на площадке фильтрации и сушки дополнительно вводят наполнитель в качестве 10-35% от массы подсушиваемого сапропеля, перед погрузкой на площадку фильтрации и сушки сапропель в количестве (2-8)·10³ тыс.куб. м укладывают в емкость, например в траншею.

Однако такой способ является неэффективным, трудоемким, дорогим и занимает очень большие площади.

Данный недостаток обусловлен дополнительными операциями, связанными с ворошением сапропеля, укладкой его в валки и штабелированием, предварительной укладкой в траншею и последующей перегрузкой, кроме того, слой укладки сапропеля на площадке для фильтрации очень мелкий и для большого количества сапропеля требует огромные площади.

Известен способ получения сапропелевого концентрата (см. Патент РФ №2127713, М. Кл. C 05 F 7/00, опубл. 20.03.1999, Бюл. №8), включающий добычу сапропелевой гидромассы из сапропелевой залежи в водоеме с образованием траншей на всю ее глубину и обезвоживание гидромассы, заборный наконечник на всасывающем шланге земснаряда опускают в залежь на глубину, по крайней мере равную толщине верхнего слоя сапропеля - зоны обитания организмов водоема, и образование траншей осуществляют перемещением шланга с наконечником в виде временных щелей за ними с подвижными сходящимися стенками, с откачкой при этом сапропелевой массы ниже упомянутого верхнего слоя залежи и с постепенным опусканием этого слоя и перемещаемых шланга и наконечника по мере выработки сапропеля до подошвы залежи, при этом всасываемую гидромассу сапропеля по напорной линии направляют на обезвоживание в установку непрерывного действия путем сепарирования и высушивания, перед обезвоживанием из гидромассы удаляют более тяжелый шлам, состоящий из зерен песка, в том числе с налипшими частицами сапропеля, в виде обогащенного сапропелем песчаного концентрата, пригодного для удобрений и получения строительных материалов, перед обезвоживанием гидромассу нагревают и обрабатывают щелочью NaOH путем введения в количестве 0,2% от общей массы и перемешивания с гидромассой до образования водных растворов гуматов, которые обезвоживают, например выпариванием, до образования порошка концентрата гуматов.

Недостатком известного способа является высокая себестоимость и недостаточный минеральный состав полученных концентратов.

Этот недостаток обусловлен применением дорогостоящих установок сепарирования и высушивания сапропелевой гидромассы, которые быстро выходят из строя.

Известен также принятый за прототип способ добычи и получения сапропелевого удобрения (см. Патент РФ №2041866, М. Кл. C 05 F 7/00, опубл. 20.08.95, Бюл. №24-1995), включающий извлечение сапропеля из озера, укладку его слоем и сушку, сушку производят с периодическим перемешиванием сапропеля, а в процессе сушки в сапропель вводят наполнитель, содержащий минеральные и/или органические добавки, укладку сапропеля слоем производят на наполнитель, например торф и/или щепу, и/или опилки, сушку сапропеля с периодическим перемешиванием осуществляют до влажности 40-65 мас.%, после сушки и/или в процессе сушки производят очистку сапропеля от посторонних включений, после очистки сапропеля от посторонних включений производят его гранулирование; после сушки производят измельчение сапропеля; после очистки сапропеля от посторонних включений производят его измельчение; в процессе сушки производят промораживание сапропеля; после очистки сапропеля от посторонних включений и/или его измельчения сапропель досушивают до влажности 10-40%; в качестве органических добавок используют торф и/или щепу, и/или птичий помет, и/или навоз, и/или древесную кору, и/или опилки, а в качестве минеральных добавок - цеолит и/или минеральные удобрения, и/или сухой карбонатный сапропель, и/или шлак; после сушки с перемешиванием в сапропель дополнительно вводят наполнитель, например торф и/или минеральные удобрения, и/или опилки, и/или навоз, и/или куриный помет; досушку сапропеля производят одновременно с его гранулированием; смесь сапропеля с наполнителем после сушки либо после их совместного измельчения, либо после введения наполнителя в сапропель, после измельчения сапропель дополнительно гранулируют; после смешения сапропеля с наполнителем либо после их совместного измельчения осуществляют одновременно сушку и гранулирование смеси; смесь сапропеля с наполнителем после сушки либо после их совместного измельчения досушивают до влажности 10-45 мас.% в кипящем слое; гранулирование производят методом скатывания или путем продавливания через сетку; после гранулирования осуществляют сушку гранул в кипящем слое.

Однако такой способ является неэффективным, трудоемким, дорогим и занимает очень большие площади. Кроме того, получаемые гранулы приводят к закислению почвы.

Этот недостаток обусловлен тем, что сушка сапропеля с периодическим перемешиванием до определенной влажности приводит к сильному затвердеванию образовавшихся в процессе перемешивания комков, которые требуют дополнительных технических средств для размельчения, иначе невозможно будет производить гранулирование. Поскольку для высушивания сапропеля производят его перемешивание, то, очевидно, что слой намывки сапропеля на площадке для фильтрации очень мелкий и для большого количества сапропеля требует огромные площади. Кроме того, данный недостаток обусловлен наличием наполнителей в виде торфа, щепы, опилок навоза или куриного помета, дающих закисление почвы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение огнестойкой, экологически чистой композиции, с низкой кислотностью, себестоимостью, дающей высокую урожайность, а также снижение себестоимости, трудоемкости и повышения эффективности и техники безопасности способа ее получения.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известной композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля, включающей минеральные удобрения и семена растений, согласно изобретению используется сапропель влажностью до 65% с размером частиц 0,2-12 мм, а в качестве минеральных удобрений используется азот, фосфор, калий при следующем соотношении в мас.%:

Азот 0,010-0,038

Фосфор 0,015-0,056

Калий 0,015-0,056

Семена растений 0,50-0,60

Сапропель Остальное

при этом сапропель используется также в мелкодисперсном состоянии, а в известном способе добычи сапропеля и получения композиции органоминеральной смеси на его основе для озеленения, включающем добычу и обезвоживание сапропелевой гидромассы, согласно изобретению добычу сапропелевой гидромассы осуществляют земснарядом и по трубопроводам подают на предварительно обвалованную на высоту 1,0-3,5 м площадку (карту), на которой дополнительно устанавливают фильтрационные колодцы, после заполнения карты сапропелевой гидромассой производят удаление свободной воды через фильтрационные колодцы, затем производят обезвоживание сапропелевой гидромассы путем промораживания карты в зимний период в течение двух лет, во время промораживания периодически освобождают площадь карты от снега и нарезают канавы на глубину промерзания сапропеля, после двухлетнего промораживания, в летний период снимают обезвоженный промороженный в зимние периоды слой сапропеля и отправляют его на линию для производства композиции органоминеральной смеси, где подвергают просеиванию, удаляют посторонние предметы, смешивают с минеральными удобрениями и семенами растений или трав и расфасовывают, при этом перед просеиванием сапропеля производят его измельчение на вальцовой мельнице до мелкодисперсного состояния, после снятия в летний период с площади карты обезвоженного слоя сапропеля, промороженного в течение двух зимних периодов, вновь аналогично промораживают двумя зимними периодами оставшийся слой сапропеля, а летним периодом снимают обезвоженный слой сапропеля и так до полного снятия намытого в карту слоя сапропеля.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от известных аналогов и прототипа применение в предложенной композиции промороженного сапропеля влажностью до 65% с размером частиц 0,2-12 мм, а в качестве минеральных удобрений азота, фосфора, калия при следующем соотношении в мас.%:

Азот 0,010-0,038

Фосфор 0,015-0,056

Калий 0,015-0,056

Семена растений 0,50-0,60

Сапропель Остальное

позволяет снизить кислотность почвы за счет присутствия в составе сапропеля подвижного кальция (СаО), снижает себестоимость композиции за счет исключения дополнительных добавок кальция. Сапропель влажностью до 60% создает в почве слой гумуса и тем самым повышает урожайность почвы. Сапропель является экологически чистым продуктом абсолютно безвредным для человека и животных, он хорошо удерживает влагу в почве, исключает ее ветровую эрозию, обладает длительным последействием. Внесение минеральных удобрений в небольшом количестве в сапропель влажностью до 65% способствует быстрой отдаче их посаженным культурам в первые два года. Отсутствие торфа в композиции не только снижает кислотность почвы, но и исключает возгорание композиции, а также способствует повышению экологии, т.к. исключает ветровую эрозию почвы, кроме того, присутствие торфа вызывает у людей, постоянно работающих с ним, заболевание - астму. Сапропель является высокоэкологичным веществом - деструктором, поскольку известно его очищающее действие от тяжелых металлов почвы и воздуха, т.е. он имеет способность изменять структуру расположения атомов в атомной решетке элементов тяжелых металлов и радиактивных веществ в безопасные для человека изотопы.

Добыча сапропелевой гидромассы земснарядом и по трубопроводам на предварительно обвалованную на высоту 1,0-3,5 м (карту), на которой дополнительно устанавливают фильтрационные колодцы, позволяет легко удалять свободную воду из сапропеля, что снижает трудоемкость и себестоимость работ, также занимать относительно небольшие площади для промышленного производства сапропеля за счет высокой обваловки карт. Промораживание сапропеля дает возможность получить рыхлую структуру с высоким содержанием микроэлементов, кроме того, промораживание сапропеля снижает трудоемкость и себестоимость работ, сохраняет экологию, повышает технику безопасности.

По имеющимся у заявителя сведениям совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта “Композиция органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля и способ ее получения” критерию “новизна”.

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения “Композиция органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля и способ ее получения” критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения “Композиция органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля и способ ее получения”, может быть многократно использована в производстве органоминеральных добавок с получением технического результата, заключающегося в повышении урожайности, снижении себестоимости, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию “промышленная применимость”.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения и технологической схемой предлагаемого способа получения композиции органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля.

Способ получения композиции органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля осуществляют следующим образом.

Земснарядом по трубопроводам на предварительно обвалованную 3,5 м высотой площадку (карту), по периметру которой установлены фильтрационные колодцы, накачивали земснарядом по трубопроводам сапропель. После заполнения карты производили фильтрацию из сапропеля отстоявшейся свободной воды. Отводили свободную воду через фильтрационные колодцы, при этом открывали шиберные заслонки, которыми были снабжены фильтрационные колодцы. Затем производили обезвоживание сапропеля путем промораживания карты в течение двух зимних периодов. При этом периодически освобождали площадь карты от снега, сначала вручную при первом, на небольшую глубину, промерзании, а затем снег убирали с помощью легкой техники. В процессе освобождения площади карты от снега на промороженной поверхности фрезой нарезали канавы на глубину промерзания почвы для более глубокого промерзания сапропеля в карте. В летний период после двухлетнего промораживания снимали промороженный зимой обезвоженный слой сапропеля и отправляли его на линию для производства композиции для органоминеральной смеси на основе сапропеля, где его подвергали измельчению до мелкодисперсного состояния с размером частиц 0,5 мм на вальцевой мельнице, просеиванию во вращающемся барабанном сите, после этого смешивали с минеральными удобрениями и семенами растений или трав, дополнительно перемешивали шнековым механизмом и после этого расфасовывали. После снятия промороженного слоя карту оставляли до зимы, а затем в течение двух зимних периодов вновь аналогично промораживали, а летом после двухлетнего промораживания снимали обезвоженный слой и так до полного снятия намытого в карту слоя сапропеля. Чем выше была обваловка карты, тем на более долгий период растягивался срок изъятия из нее обезвоженного сапропеля. В результате обработки обезвоженного сапропеля на линии для производства композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля получали композицию органоминеральной смеси на основе сапропеля влажностью 60%, включающую минеральные удобрения и семена растений при этом сапропель использовали в мелкодисперсном состоянии с размером частиц 0,5 мм, а в качестве минеральных удобрений использовали азот, фосфор, калий при следующем соотношении в мас.%:

Азот 0,030

Фосфор 0,050

Калий 0,050

Семена растений 0,55

Сапропель Остальное

Применение предложенного изобретения позволит получить огнестойкую, экологически чистую композицию органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля, с низкой кислотностью, себестоимостью, дающей высокую урожайность, а также снизить себестоимость, трудоемкость и повысить эффективность и технику безопасности способа получения упомянутой выше композиции.

Формула изобретения

1. Композиция органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля, включающая минеральные удобрения и семена растений, отличающаяся тем, что используется сапропель влажностью до 60% с размером частиц 0,2-12 мм, а в качестве минеральных удобрений используется азот, фосфор, калий при следующем соотношении, %:

Азот 0,010-0,038

Фосфор 0,015-0,056

Калий 0,015-0,056

Семена растений 0,50-0,60

Сапропель Остальное

2. Композиция органоминеральной смеси для озеленения на основе сапропеля по п.1, отличающаяся тем, что сапропель используется в мелкодисперсном состоянии.

3. Способ получения композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля для озеленения, включающий добычу и обезвоживание сапропелевой гидромассы, отличающийся тем, что добычу сапропелевой гидромассы осуществляют земснарядом и по трубопроводам подают на предварительную обвалованную площадку (карту), на которой дополнительно устанавливают фильтрационные колодцы, после заполнения карты сапропелевой гидромассой производят удаление свободной воды через фильтрационные колодцы, затем производят обезвоживание сапропелевой гидромассы путем промораживания карты в зимний период в течение двух лет, во время промораживания периодически освобождают площадь карты от снега и нарезают канавы после двухлетнего промораживания, в летний период снимают обезвоженный промороженный в зимние периоды слой сапропеля и отправляют его на линию для производства композиции органоминеральной смеси, где подвергают просеиванию, удаляют посторонние предметы, смешивают с минеральными удобрениями и семенами растений или трав и расфасовывают.

4. Способ получения композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля для озеленения по п.3, отличающийся тем, что перед просеиванием производят измельчение сапропеля на вальцовой мельнице.

5. Способ получения композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля для озеленения по п.3, отличающийся тем, что размельчение сапропеля производят до мелкодисперсного состояния.

6. Способ получения композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля для озеленения по п.3 или 4, отличающийся тем, что канавы нарезают на глубину промерзания сапропеля.

7. Способ получения композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля для озеленения по п.3, отличающийся тем, что обваловку площадки (карты) производят на высоту 1,0-3,5 м.

8. Способ получения композиции органоминеральной смеси на основе сапропеля для озеленения по п.3, отличающийся тем, что после снятия в летний период с площади карты обезвоженного слоя сапропеля, промороженного в течение двух зимних периодов, вновь аналогично промораживают двумя зимними периодами оставшийся слой сапропеля, а летним периодам снимают обезвоженный слой сапропеля и так до полного снятия намытого в карту слоя сапропеля.