Способ подготовки жидких отходов свиноводческих хозяйств для сельскохозяйственного использования
Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидкого навоза свиноводческих хозяйств, для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий. Жидкий навоз свиноводческих комплексов и ферм предварительно обрабатывается подкисляющим реагентом - суспензией фосфогипса до pH 6,5-7,5, после чего вводится коагулянт - низкоосновный оксихлорид алюминия марки Аква-Аурат™14 в виде 5-10% раствора с дозой 3-30 мг/дм3 по Al2O3. После отстаивания в течение 20-40 минут смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органическое удобрение. Получаемая жидкая фракция не требует дополнительного обеззараживания. Осадок подают в аппарат вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, где происходит его полное обеззараживание. Способ позволяет упростить процесс реагентной обработки, сократить время разделения жидкого навоза на фракции, снизить стоимость реагентной подготовки жидкого навоза к сельскохозяйственному использованию, достичь полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фазы, сохранить агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания. 3 табл.
Изобретение относится к утилизации жидкого навоза свиноводческих комплексов и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.
Известен способ [2242444, C05F 3/00, C02F 1/58] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (10%-ная суспензия шлама карбида кальция CaO) до pH 10-12, а затем подкисления 10%-ной суспензией простого суперфосфата до pH 6,5-8,5. После полуторачасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворимые частицы шлама карбида кальция и суперфосфата, являющийся органическим удобрением.
Недостатками этого способа являются трудоемкость подготовки раствора щелочного коагулянта к применению, обусловленное не полной растворимостью шлама карбида кальция; дороговизна простого суперфосфата, используемого для приготовления кислого реагента; применяемые дозы простого суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; трудоемкость подготовки к использованию простого суперфосфата, обусловленная необходимостью измельчения реагента; длительность процесса отстаивания смеси. Отсутствие обеззараживающего эффекта. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.
Прототипом к заявленному техническому решению является [2312819, C02F 1/58, C02F 1/66] способ подготовки сточных вод животноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта (суспензия шлама карбида кальция CaO) до pH 10-11,5, а затем подкисления суспензией дигидрата сульфата кальция (фосфогипса) до pH 6,5-8,5. После полуторачасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворимые частицы шлама карбида кальция и фосфогипса, являющегося органоминеральным удобрением.
Недостатками этого способа является необходимость предварительного подщелачивания шламом карбида кальция до pH 10-11, что значительно усложняет процесс реагентной обработки; требуются высокие дозы подкисляющего реагента для достижения pH 6,5-8,5, что требует больших экономических затрат на процесс подготовки жидкого навоза к сельскохозяйственному использованию; отсутствует обеззараживающий эффект, что ограничивает широкое применение осадка - органоминерального удобрения в сельском хозяйстве.
Задачей изобретения является разработка технического решения обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий; достижение полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз; интенсифицировать процесс разделения смеси; повышение удобрительной ценности (по органике) получаемого осадка в результате фракционирования и обеззараживания жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм, за счет использования при подготовке жидкого навоза отхода производства ортофосфорной кислоты - фосфогипса; снижение стоимости реагентной обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов.
Поставленная задача достигается тем, в жидкий навоз поэтапно вводят подкисляющий реагент - суспензию фосфогипса до pH 6,5-7,5 и коагулянт - низкоосновный оксихлорид алюминия марки Аква-Аурат™14 в виде 5-10% раствора с дозой 3-30 г/дм3 по Al2O3, что позволяет интенсифицировать процесс разделения жидкого навоза на фракции. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, что позволяет достичь полного обеззараживающего эффекта, в том числе и от яиц гельминтов (Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. "Техника", 1976.; Адошев А. Ферромагнитный аппарат для обработки жидкого навоза // Сельский механизатор, 2007, №6; Пат. №2338694 C2, C02F 1/48, C02F 103/20. Способ дегельминтизации животноводческих стоков).
Способ позволяет проводить процесс реагентной обработки в диапазоне pH 6,5-7,5, упростить процесс реагентной обработки, сократить время разделения жидкого навоза на фракции, снизить стоимость реагентной подготовки жидкого навоза к сельскохозяйственному использованию, достичь полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз, сохранить агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания.
Технология подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкий навоз свиноводческих комплексов и ферм обрабатываем подкисляющим реагентом-суспензией фосфогипса до pH 6,5-7,5, после чего вводится коагулянт - низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 в виде 5-10% раствора с дозой 3-30 мг/дм3 по Al2O3. После отстаивания в течение 20-40 минут смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органическое удобрение. Получаемая жидкая фракция не требует дополнительного обеззараживания. Осадок подают в аппарат вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, где происходит его полное обеззараживание, в том числе и от яиц гельминтов. Обработанный осадок сохраняет свои агромелиоративные свойства.
Технический результат достигается за счет возможности проводить реагентную обработку в диапазоне pH 6,5-7,5, интенсифицировать процесс реагентной обработки за счет предварительного подкисления жидкого навоза суспензией фосфогипса; позволяет исключить температурный фактор в подготовке жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм в силу специфических свойств низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14, применение низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 приводит к ускорению процесса потери агрегативной устойчивости взвеси, несмотря на специфические свойства жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм.
Пример. Реагентная подготовка жидкого навоза свиноводческого комплекса объемом 300 м3, полученного после 20-минутного отстаивания.
По известному способу сточные воды свиноводческого комплекса обрабатываются 10%-ной суспензией шлама карбида кальция. Для достижения эффективного значения pH, равного 11, в 1 м3 сточной жидкости ввели 100 дм3 суспензии шлама карбида кальция, а для снижения pH до 7.5 вводили в смесь 100 дм3 суспензии фосфогипса.
1. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 10% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 с концентрацией 5 мг/дм3 по Al2O3. Содержание остаточного алюминия в жидкой фракции составляет 0,05 мг/дм3. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.1.
2. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 5% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 с концентрацией 15 мг/дм3 по Al2O3. Содержание остаточного алюминия составляет в жидкой фракции 0,065 мг/дм3. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.2.
3. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 5% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 с концентрацией 30 мг/дм3 по Al2O3. Содержание остаточного алюминия в жидкой фракции составляет 0,15 мг/дм3. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.3.
| Таблица 1 | ||||
| Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом | ||||
| Показетели | Жидкая фаза | Твердая фаза | ||
| до обработки | после обработки | до обработки | после обработки | |
| pH | 8,1 | 6,8 | 8,6 | 6,9 |
| Влажность, % | 99,7 | 100,00 | 96,0 | 86,2 |
| Азот, мг/дм3 | ||||
| общий | 600 | 300 | 300 | 400 |
| NH4 | 550 | 200 | 100 | 300 |
| NO2 | 0 | 20 | 0 | 20 |
| NO3 | 30 | 20 | 38 | 55 |
| P2O5 мг/дм3 | 700 | 300 | 300 | 900 |
| ХПК, мг/дм3 | 16050 | 9040 | 18500 | 12800 |
| K2O, мг/дм3 | 330 | 100 | 550 | 780 |
| Общее микробное число в 1 мл | отсутствуют | отсутствуют | 1,5*107 | Отсутствуют |
| Содержание яиц гельминтов, шт/дм3 | отсутствуют | отсутствуют | 4*104 | Отсутствуют |
| Таблица 2 | ||||
| Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом | ||||
| Показетели | Жидкая фаза | Твердая фаза | ||
| до обработки | после обработки | до обработки | после обработки | |
| pH | 8,1 | 6,7 | 8,6 | 6,8 |
| Влажность, % | 99,7 | 100,00 | 96,0 | 86,2 |
| Азот, мг/дм3 | ||||
| общий | 600 | 300 | 300 | 400 |
| NH4 | 550 | 200 | 100 | 300 |
| NO2 | 0 | 20 | 0 | 20 |
| NO3 | 30 | 20 | 38 | 55 |
| P2O5 мг/дм3 | 700 | 350 | 300 | 980 |
| ХПК, мг/дм3 | 16050 | 8780 | 18500 | 11700 |
| K2 O, мг/дм3 | 330 | 100 | 550 | 780 |
| Общее | отсутствуют | отсутствуют | 1,5*107 | Отсутствуют |
| микробное | ||||
| число в 1 мл | ||||
| Содержание яиц гельминтов, шт/дм3 | отсутствуют | отсутствуют | 4*104 | Отсутствуют |
| Таблица 3 | ||||
| Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом | ||||
| Показатели | Жидкая фаза | Твердая фаза | ||
| до обработки | после обработки | до обработки | после обработки | |
| pH | 8,1 | 6,6 | 8,6 | 6,7 |
| Влажность, % | 99,7 | 100,00 | 96,0 | 86,2 |
| Азот, мг/дм3 | ||||
| общий | 600 | 300 | 300 | 400 |
| NH4 | 550 | 200 | 100 | 300 |
| NO2 | 0 | 20 | 0 | 20 |
| NO3 | 30 | 20 | 38 | 55 |
| P2O5 мг/дм3 | 700 | 300 | 300 | 930 |
| ХПК, мг/дм3 | 16050 | 8900 | 18500 | 11400 |
| K2O, мг/дм3 | 330 | 100 | 550 | 780 |
| Общее | отсутствуют | отсутствуют | 1,5*107 | Отсутствуют |
| микробное | ||||
| число в 1 мл | ||||
| Содержание яиц | отсутствуют | отсутствуют | 4*104 | Отсутствуют |
| гельминтов, | ||||
| шт/дм |
Реализация предложенного способа подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм с использованием сочетания подкисляющего реагента-фосфогипса и низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 позволило решить поставленную задачу.
Способ подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования путем их реагентной обработки с выделением осадка в качестве органоминерального удобрения, отличающийся тем, что реагентная обработка включает в себя поэтапное введение подкисляющего реагента - суспензии фосфогипса до pH 6,5-7,5 и коагулянта - низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14, который вводят в жидкий навоз в виде 5-10%-ного раствора с дозой 3-30 мг/дм3 по Al2О3, с последующим обеззараживанием осадка в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами.
