Способ получения удобрения
Изобретение относится к производству органоминеральных удобрений с использованием бытовых сточных вод. По заявленному способу вначале смешивают сточные воды с раствором, содержащим фульвокислоты, выделенные из торфа, полученную суспензию нагревают до 40°-55°С, активируют в магнитном поле, разделяют суспензию цетрифугированием, выделенную твердую фазу смешивают с гелеобразным осадком, содержащим гуминовые кислоты, выделенные из торфа, а затем полученный продукт обрабатывают раствором гидроксида кальция и подвергают аэрации. Способ обеспечивает повышение качества удобрения за счет снижения содержания тяжелых металлов в продукте. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения органоминеральных удобрений с использованием бытовых сточных вод.
Известен способ обработки осадков сточных вод с целью их обезвоживания, заключающийся в смешивании осадков сточных вод с известью, взятой в количестве 50-350% от массы сухого осадка, последующем уплотнении полученной массы до влажности 93-96%, а затем механическом обезвоживании до влажности 60-80%. Обезвоженный продукт используют в сельском хозяйстве для удобрения и подщелачивания кислых почв (SU 468894, 1975).
Известен способ получения удобрения, согласно которому в сточные воды вводят сначала от около 0,1 до около 3,0 мас.% гуминового концентрата, полученного электрохимическим путем из природных гуммитов и каустобиолитов угольного ряда и содержащего гидратированные гуминовые кислоты, соли гуминовых кислот и минеральные компоненты исходных гуммитов и каустобиолитов угольного ряда, химически связанные с содержащимися гуминовыми кислотами, и затем вводят от около 1 до около 30 мас.% по меньшей мере одного измельченного природного материала, выбранного из группы, включающей кальций- и магнийсодержащие минералы и породы (RU 2125038, 1994).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения удобрения из сточной воды и продуктов переработки торфа, который включает обработку торфа щелочным реагентом, выделение твердой фракции и комплекса гумусовых кислот, выделение из комплекса гумусовых кислот низкомолекулярной фракции гуминовых кислот и высокомолекулярной фракции фульвокислот, растворение низкомолекулярной фракции гуминовых кислот в щелочном растворе гидроксида кальция с получением щелочного раствора гумата кальция, растворение в последнем ионного сорбента с получением суспензии, которую смешивают с содержащими органические компоненты сточными водами в смесителе с вращающимся рабочим органом, причем ионный сорбент получают путем последовательного осуществления при отсутствии воздушной среды термической обработки твердой балластной фракции и формирования слоя гранул, который обрабатывают щелочным раствором гумата кальция, затем промывают водным раствором высокомолекулярной фракции фульвокислот и проводят аэрацию целевого продукта (RU 2216528, 2003).
Недостатком известного способа является то, что при описанной последовательности стадий тяжелые и цветные металлы, находящиеся в сточных водах, переходят в состав полученного удобрения, что при высоком содержании их недопустимо.
Задачей настоящего изобретения является повышение качества удобрения за счет обеспечения возможности в процессе его получения снизить содержание тяжелых металлов в целевом продукте.
Поставленная задача решается описываемым способом получения удобрения, включающим взаимодействие бытовых сточных вод с продуктами переработки торфа и кальцийсодержащим соединением, которое осуществляют в следующей последовательности: вначале смешивают сточные воды с раствором, содержащим фульвокислоты, выделенные из торфа, полученную суспензию нагревают до 40-55°С, активируют в магнитном поле, разделяют суспензию центрифугированием, выделенную твердую фазу смешивают с гелеобразным осадком, содержащим гуминовые кислоты, выделенные из торфа, а затем полученный продукт обрабатывают раствором гидроксида кальция, и продукт взаимодействия подвергают аэрации.
Предпочтительно сточную воду смешивают с раствором, содержащим фульвокислоты, при их объемном отношении 5:1 соответственно.
Предпочтительно выделенную твердую фазу смешивают с гелеобразным осадком, содержащим гуминовые кислоты, при их объемном отношении 30:1 соответственно.
Способ предусматривает, что раствор, содержащий фульвокислоты, получают путем обработки торфа раствором гидроксида калия, отделения жидкой фазы, обработки жидкой фазы серной кислотой до рН 2 и гелеобразования и сбором полученной надосадочной жидкости.
Способ предусматривает, что осадок, содержащий гуминовые кислоты, получают путем обработки торфа раствором гидроксида калия, отделения жидкой фазы, обработки жидкой фазы серной кислотой до рН 2 и сбором полученного гелеобразного осадка.
Ниже приведен пример конкретного осуществления заявленного способа.
Пример. Для получения органоминерального удобрения используют бытовые сточные воды Щелковской станции аэрации, содержащие металлы, см. таблицу 1.
| Таблица 1. | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Элементы | Исходное содержание, мг/кг сухого вещества | После обработки, мг/кг сухого вещества |
| Кадмий | 70 | 2,25 |
| Цинк | 4100 | 116,3 |
| Медь | 1800 | 439,0 |
| Хром | 3200 | 12,7 |
| Никель | 570 | 44,9 |
| Свинец | 250 | 94,2 |
| Марганец | 520 | 96,0 |
| Серебро | 2 | 0,2 |
| Мышьяк | 25 | 4,37 |
Предварительно готовят из торфа раствор, содержащий фульвокислоты и осадок, содержаший гуминовые кислоты, следующим образом.
Торф Мельчевского месторождения обрабатывают 0,1% раствором гидроксида калия. Разделяют продукт обработки на твердую и жидкую фазы. Жидкую фазу обрабатывают серной кислотой до достижения рН 2,0. Производят отстаивание в течение 2-х часов. После этого осуществляют разделение образовавшегося гелеобразного осадка, содержащего гуминовые кислоты, и надосадочной жидкости, т.е раствора, содержащего фульвокислоты.
Сточную воду, содержащую органические вещества, взвеси, а также ионы металлов, указанные в таблице 1, смешивают с полученным раствором, содержащим фульвокислоты при отношении объемов жидкостей 5:1 соответственно. Полученную смесь в виде суспензии нагревают до 55°С, причем, начиная с температуры 40°С, увеличивают температуру до 55°С в течение 10 минут по линейной зависимости. После этого воздействуют на суспензию постоянным магнитным полем с напряженностью 1 кэ в течение 10 мс. Производят отстаивание активированной суспензии в течение 40 минут, после чего методом центрифугирования разделяют твердую и жидкую фазы. Жидкую фазу, содержащую основное количество тяжелых металлов, выводят из производства. Твердую фазу смешивают с полученным ранее гелеобразным осадком в отношении 30:1. Полученную смесь обрабатывают 0,1% раствором Са(ОН)2 (известковой муки) в отношении 30:1 и подвергают аэрации в течение 3-х суток. Химический состав целевого продукта приведен в таблице 2. Остаточное содержание металлов в целевом продукте представлено в таблице 1 (столбец 3).
| Таблица 2. | |
| Усредненный химический состав полученного удобрения. | |
| Влажность, % | 76,4 |
| Концентрация сухого вещества, % | 23,6 |
| Зольность от массы сухого вещества, % | 29,5 |
| Концентрация органического вещества от массы сухого вещества, % | 70,5 |
| Состав минеральной части в % от массы сухого вещества | |
| СаО | 9,4 |
| MgО | 5,6 |
| SiO2 | 8,5 |
| Аl2O3 | 0,01 |
| Fe2O3 | 3,72 |
| SO3 | 1,7 |
| Р2O5 | 0,1 |
| К2O | 0,17 |
| Na2O | 0,19 |
| Другие элементы | 0,11 |
Таким образом, по сравнению с прототипом удалось снизить содержание металлов в удобрении, и, кроме того, увеличить время эффективного взаимодействия компонентов удобрения с биоструктурами.
1. Способ получения удобрения, включающий взаимодействие бытовых сточных вод с продуктами переработки торфа и кальцийсодержащим соединением и аэрацию продукта взаимодействия, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют в следующей последовательности: вначале смешивают сточные воды с раствором, содержащим фульвокислоты, выделенные из торфа, полученную суспензию нагревают до 40-55°С, активируют в магнитном поле, разделяют суспензию центрифугированием, выделенную твердую фазу смешивают с гелеобразным осадком, содержащим гуминовые кислоты, выделенные из торфа, а затем полученный продукт обрабатывают раствором гидроксида кальция.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сточную воду смешивают с раствором, содержащим фульвокислоты, при их объемном отношении 5:1 соответственно.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделенную твердую фазу смешивают с гелеобразным осадком, содержащим гуминовые кислоты, при их объемном отношении 30:1 соответственно.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, содержащий фульвокислоты, получают путем обработки торфа раствором гидроксида калия, отделения жидкой фазы, обработки жидкой фазы серной кислотой до рН 2 и гелеобразования и сбором полученной надосадочной жидкости.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок, содержащий гуминовые кислоты, получают путем обработки торфа раствором гидроксида калия, отделения жидкой фазы, обработки жидкой фазы серной кислотой до рН 2 и сбором полученного гелеобразного осадка.
