Способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод с помощью компостирования

Авторы патента:

C05F3/00 - Удобрения из фекалий человека или животных, в том числе навоз

Владельцы патента RU 2514221:

Каштанов Игорь Александрович (RU)
Бутусов Игорь Владимирович (RU)
Бондарь Дмитрий Вячеславович (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод с помощью компостирования, при котором смешивают осадок сточных вод с опилками (отходы деревопереработки) в соотношении, равном 1:0,12 по массе или 1:0,61 по объему, или с измельченной соломой в соотношении, равном 1:0,11 по массе или 1:1,82 по объему, затем в данную смесь добавляют сульфат калия в количестве 0,2-0,3% по массе субстрата и компостируют в буртах. Изобретение позволяет упростить, удешевить технологию получения органоминеральных удобрений и повысить удобрительную ценность конечного целевого продукта. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к областям экологии и сельскому хозяйству, в частности к приготовлению органоминеральных удобрений, используемых для повышения урожайности почвы, и предусматривает биоконверсию органосодержащих отходов с помощью компостирования. Изобретение позволяет получить с помощью компостирования из муниципальных отходов - осадков сточных вод (ОСВ), органоминеральное удобрение (компост) и может быть использовано при утилизации и рециклинге ОСВ, образующихся на городских очистных сооружениях при очистке сточных вод.

Утилизация ОСВ городских очистных сооружений является серьезной экологической проблемой. Сточные воды в нашей стране все еще остаются смешанными. При выборе способа переработки ОСВ в настоящее время предпочтение отдается биотехнологическим процессам, в частности компостированию.

К настоящему времени накоплен значительный опыт по использованию муниципальных ОСВ в качестве органических удобрений [1-3].

На очистных сооружениях городов в РФ ОСВ получают при очистке сточных вод с дальнейшим их обезвоживанием на центрифугах или вакуумфильтрах. Агрохимический анализ ОСВ показал, что они содержат в себе довольно низкие количества калия (220-350 мг/100 г абс. сухого вещества в пересчете на К₂О). При этом массовая доля азота общего и фосфора общего в пересчете на Р₂О₅ составляли не менее 1500 и 2000 мг/100 г абс. сухого вещества соответственно.

Цель изобретения - улучшение потребительских свойств органоминерального удобрения (компоста) на основе обезвоженного ОСВ добавлением наполнителей: опилок или измельченной соломы и сульфата калия (К₂SO₄), с последующим компостированием смеси в буртах.

Наиболее близким к заявляемому является способ приготовления органоминерального удобрения путем смешивания торфа, навоза, осадков хозяйственно-бытовых сточных вод и отходов от распиловки мрамора (шлам) в количестве 0,5-10% с последующим компостированием в буртах. Шлам добавляется в компостируемую массу в качестве химической щелочной добавки для понижения кислотности, улучшения свойств удобрения, так как карбонаты в шламе под действием кислот, даже таких слабых, как почвенные и компостные кислоты, разлагаются с получением диоксида углерода.

Предлагаемый способ получения органоминерального удобрения состоит в предварительном смешивании ОСВ с органическими наполнителями (опилки или солома) и добавлении сульфата калия.

Для начала процесса компостирования осадки сточных вод необходимо обогатить углеродом, увеличить пористость, снизить влажность, что достигается его смешиванием с опилками или соломой. Для быстрого начала и эффективного протекания биотермического процесса необходимы определенные условия: влажность компостной массы - 70-75%, значение рН - не ниже 6,5, а также рыхлая укладка компостируемой массы. Влажность компостной массы контролируется на основании данных лабораторных анализов в процессе подготовки компостной смеси путем перебуртовки или полива.

Заявляемое изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. Смешивают ОСВ с опилками (отходы деревопереработки) в соотношении, равном 1:0,12 по массе или 1:0,61 по объему. В данную смесь добавляется сульфат калия в количестве 0,2-0,3% к массе субстрата и компостируют в буртах. При влажности компостируемой смеси 70-75% данное количество сульфата калия повышает содержание калия общего в пересчете на К₂О в конечном продукте - компосте в 2-2,5 раза, то есть не менее чем до 0,6% на абсолютно сухое вещество.

Пример 2. Смешивают ОСВ с измельченной соломой в соотношении, равном 1:0,11 по массе или 1:1,82 по объему. В данную смесь добавляется сульфат калия в количестве 0,2-0,3% к массе субстрата и компостируют в буртах. При влажности компостируемой смеси 70-75% данное количество сульфата калия повышает содержание калия общего в пересчете на К₂О в конечном продукте - компосте в 2-2,5 раза, то есть не менее чем до 0,6% К₂О на абсолютно сухое вещество.

Время созревания компоста на основе ОСВ и опилок (соломы) в естественных климатических условиях Центрального округа РФ составляет в весенне-летнее время 3,5-4 месяца, в осенне-зимнее время - 5-6 месяцев. При этом для ускорения процесса компостирования проводится периодическое перемешивание компостной массы в весенне-летнее время каждые 4-6 недель, а в зимнее время - каждые 6-8 недель. Температурный режим восстанавливается в течение 3-4 дней в весенне-летнее время и 8-10 дней - зимнее время запечет протекания аэробных процессов.

Технологический процесс производства компоста включает в себя следующие последовательно выполняемые операции:

- измельчение соломы;

- погрузка опилок (соломы) в самосвальное транспортное средство;

- расстил опилок (соломы) на площадке компостирования слоем 25-30 см;

- транспортировка и разгрузка на слой опилок (соломы) осадка сточных вод слоем 25-30 см;

- внесение сульфата калия в количестве 0,2-0,3% к общей массе смеси осадка и опилок (соломы);

- смешивание компонентов удобрения в компостную смесь;

- буртование компостной смеси;

- контроль за температурным режимом;

- перебивка компостной смеси;

- дозревание компостной смеси;

- сортировка компоста;

- складирование готовой продукции.

Компостирование смеси ОСВ с опилками или соломой осуществляется на площадке компостирования с грунтовым или твердым покрытием. При двухрядном расположении буртов при их высоте 2,5 м, ширине 6 м, длине 50 м каждый бурт имеет объем 375 м³. В летний период количество компоста в буртах сокращается на 30-40% за счет ускорения процесса компостирования компостной смеси на основе ОСВ и опилок (соломы).

Конечный продукт - компост представляет собой насыщенный питательными веществами, не слеживающийся продукт темно-серого цвета.

Область применения такого компоста - в зеленом строительстве, сельскохозяйственном производстве для выращивания технических, кормовых, зерновых и сидеральных культур, лесоводстве под посадки лесохозяйственных культур вдоль дорог, в питомниках лесных и декоративных культур, цветоводстве, для окультуривания истощенных почв, рекультивации нарушенных земель и откосов автомобильных дорог;

рекультивации свалок твердых бытовых отходов.

В результате компостирования смеси ОСВ с опилками или соломой с добавлением. 0,2-0,3% сульфата калия получаются компосты с повышенным содержанием калия.

Полученные конечные продукты - компосты, по всем агрохимическим показателям соответствовали нормативным значениям, предъявляемым к ОСВ, используемым в качестве удобрения (ГОСТ Р 17.4.3.07-2001) и, так называемой «чистой почве» (МУ 2.1.7.730-99).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ отличается новой совокупностью признаков, состоящих в том, что для улучшения качества конечного продукта компостирования ОСВ добавляются опилки или измельченная солома в определенных пропорциях и 0,2-0,3% сульфата калия, что является принципиально новым. Вышеуказанные обстоятельства свидетельствуют о соответствии заявленного технического решения критерию "Новизна".

Сравнение заявленного способа с известными способами показывает, что оно для специалиста не следует явным образом из уровня техники. Это свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию "Изобретательский уровень".

Таким образом, использование предлагаемого способа приготовления компоста из муниципальных осадков сточных вод позволяет по сравнению с существующими способами упростить, удешевить технологию получения органоминеральных удобрений и повысить удобрительную ценность конечного целевого продукта.

Источники информации

1. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве. - М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. - 61 с.

2. Жукова Л.А. Осадки сточных вод в качестве удобрения. //Химизация сельского хозяйства. -1988. -10. - С.35-39.

3. Иванов И.А., Иванова И.О., Кравчук В.И. и др. О возможности использования осадка городских сточных вод в качестве органического удобрения. //Агрохимия. -1996. - 3. - С.85-92.

4. Дульцев A.M., Засухин А.Л., Микурова М.И. Способ получения органоминерального удобрения. Патент РФ №2243956.

1. Способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод с помощью компостирования, отличающийся тем, что смешивают осадок сточных вод с опилками (отходы деревопереработки) в соотношении, равном 1:0,12 по массе или 1:0,61 по объему, затем в данную смесь добавляют сульфат калия в количестве 0,2-0,3% по массе субстрата и компостируют в буртах.

2. Способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод с помощью компостирования, отличающийся тем, что смешивают осадок сточных вод с измельченной соломой в соотношении, равном 1:0,11 по массе или 1:1,82 по объему, в данную смесь добавляют сульфат калия в количестве 0,2-0,3% по массе субстрата и компостируют в буртах.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы содержит бункер загрузки исходного сырья, реактор пиролиза, состоящий из горизонтального цилиндрического корпуса с узлами отвода парогазовой смеси и твердого углеродоминерального остатка, конденсатор воздушного охлаждения, циклон, газгольдер для сбора несконденсированной части парогазовой смеси, причем дно реактора пиролиза выполнено в виде сита со сквозными отверстиями, под которым установлен грузонесущий орган вибратора, под ним размещена горизонтальная труба с отверстиями в верхней части для подачи теплоносителя, с одной стороны закрытая заглушкой, а с другой стороны соединенная через калорифер с воздуходувкой и патрубком для подачи теплоносителя, в верхней части реактора расположена камера для сбора топочных и пиролизных газов, соединенная узлом отвода парогазовой смеси с конденсатором воздушного охлаждения, который в нижней части соединен с емкостью для сбора топлива, а в верхней части через циклон и абсорбер - с газгольдером.

Способ и установка переработки птичьего помета // 2508280

Группа изобретений может быть использована в области утилизации отходов животноводства и сельского хозяйства, а также в энергетике. Птичий помет обезвоживают в устройстве механического обезвоживания (1), которое соединено сборником отогнанной жидкости (2) посредством последовательно расположенных стерилизатора (3), представляющего собой автоклав, и концентратора (4) через устройство насыщения (15) с устройством выгрузки угля.

Почвосмесь универсальная "плодород-рекорд" // 2505511

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвосмесь универсальная содержит лигнин гидролизный, навоз и торф, причем в состав входит свиной навоз любой свежести подстилочный или бесподстилочный, и дополнительно смесь содержит гидроперит.

Способ получения органического удобрения // 2504531

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органического удобрения, который включает ферментацию исходного продукта, удаление биогаза, сепарацию, причем в качестве исходного продукта используют экскременты птиц или животных, которые предварительно ферментируют, после окончания ферментации и удаления биогаза из продукта ферментации посредством сепарации отделяют плотную составляющую исходного продукта, а жидкую составляющую смешивают с флокулянтом, флоккулируемый продукт отстаивают до достижения уровня разделения твердой фракции и жидкой в соотношении от 1 к 3 до 1 к 5, жидкую фракцию удаляют, а отстоявшийся продукт декантируют до влажности 40-50%, жидкую составляющую удаляют, а декантированную массу смешивают с плотной составляющей продукта сепарации и отжимают шнековым устройством или же вначале отжимают шнековым устройством, а затем смешивают с плотной составляющей продукта сепарации, предварительно отжатой шнековым устройством, при этом на выходе шнекового устройства продукт имеет влажность 20-30%, после чего продукт подвергают тепловой сушке при температуре 40-60°С до влажности 10-15%.

Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрения для выращивания томатов на черноземе // 2498968

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ использования отходов маслоэкстракционного производства как удобрение для выращивания томатов на черноземе заключается во внесении удобрений в почву, причем в качестве удобрения вносят золу лузги подсолнечника под каждый куст локально в дозе 50 г или навоз и золу лузги подсолнечника, причем доза внесения 4,5 т/га навоза и 50 г золы локально под растение.

Способ и система для сушки материала, содержащего воду // 2493512

Настоящее изобретение относится к способу и системе для сушки водосодержащей массы, такой как навоз. Способ сушки водосодержащей массы, такой как навоз, с получением одного конечного сухого продукта, включает кондиционирование воздушного потока для придания ему способности к отбору влаги; создание границы раздела масса/воздушный поток для обеспечения возможности отбора воздушным потоком, на указанной границе раздела, влаги от водосодержащей массы, тем самым ее осушения, в котором нагревают воздушный поток; подают водосодержащую массу из резервуара в сепаратор; разделяют водосодержащую массу на фракцию со сравнительно высоким содержанием твердой составляющей и на жидкую фракцию; используют фракцию со сравнительно высоким содержанием твердой составляющей для создания первой, статической границы раздела масса/воздушный поток; используют жидкую фракцию для создания второй, динамической границы раздела масса/воздушный поток; подводят воздушный поток к первой, статической границе раздела масса/воздушный поток для осушения фракции водосодержащей массы со сравнительно высоким содержанием твердой составляющей, а затем подводят воздушный поток ко второй, динамической границе раздела масса/воздушный поток для предварительного осушения жидкой фракции водосодержащей массы; подают предварительно осушенную жидкую фракцию обратно в резервуар; и смешивают предварительно осушенную жидкую фракцию с водосодержащей массой в резервуаре, причем просушенную массу через регулярные интервалы времени высвобождают со дна первой, статической границы раздела масса/воздушный поток, а мокрую массу добавляют сверху указанной границы.

Способ биологической переработки отходов животных // 2491264

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии по переработке отходов животных и может быть использовано для микробиологической утилизации навозной массы и навозных стоков непосредственно в помещениях животноводческих (свиноводческих) ферм и получения биоудобрений и почвенных грунтов.

Технологическая линия по переработке птичьего помета // 2480438

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Способ обеззараживания навоза // 2479975

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к ветеринарии, и может быть использовано для обеззараживания навоза. .

Способ переработки навозных стоков свиноводческих комплексов // 2477263

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Способ подготовки птичьего помета для анаэробного сбраживания // 2515038

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ подготовки птичьего помета, поступающего с птицефабрик и птицеводческих хозяйств, для последующего анаэробного сбраживания с выработкой биогаза и органических удобрений предусматривает подготовку птичьего помета или смеси пометов до максимальной влажности 91%, соотношения углерод:азот:фосфор 25:1:1, pH 7÷8.5, оптимальной температуры, не превышающей 64°C, зависящей от размера метантенка, размера помета или смеси пометов, сопоставимого с размерами бактерий, добавления активного ила анаэробного происхождения для нейтрализации действия продуктов санитарной обработки и вакцинации, использованием двухступенчатого сбраживания. Изобретение позволяет довести до оптимальной влажности субстрат, создать определенное соотношение азота и углерода.

Способ получения органоминерального компоста // 2516454

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального компоста включает использование навоза крупного рогатого скота, причем дополнительно в компосте содержится свиной навоз, осадки сточных вод и минеральная составляющая - фосфогипс. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Компоненты компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45°C, ежемесячно перемешивая до созревания. Изобретение позволяет упростить и сократить процесс получения компоста, повысить его эффективность в качестве мелиоранта сельскохозяйственных земель. 1 пр.

Анаэробный реактор // 2518307

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к биоэнергетике. Анаэробный реактор содержит корпус с камерами гидролизного и метанового брожения, устройства загрузки и перемешивания субстрата в камерах, гидравлический затвор и колонну для обогащения биогаза, разделенную перегородками на сборник биогаза и секции, заполненные иммобилизирующей засыпкой. Корпус и колонна соединены двумя патрубками, один из которых соединен между выходом субстрата из корпуса реактора и верхней частью колонны. Другой подключен между выходом биогаза из корпуса реактора и нижней частью колонны. В реакторе установлен диафрагменный электролизер. Выход с газом водородом подключен к нижней части колонны обогащения. Выход с аналитом - к входу корпуса в гидролизную камеру. Выход электролизера с католитом соединен с камерами метанового брожения. К выходу сборника биогаза в колонне подключен гидравлический затвор. В качестве засыпки в секциях колонны обогащения газа использован волокнистый графитовый материал с большой развитой поверхностью, между гидравлическим затвором на выходе биогаза из колонны обогащения и патрубком в нижней части колонны установлен насос для повторной продувки через нее биогаза. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и качества вырабатываемого биогаза и удобство эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения жидкого гуминового удобрения // 2520144

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого гуминового удобрения включает перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия, отстаивание суспензии и отделение жидкой фракции, причем перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия и отстаивание суспензии осуществляют неоднократно, в качестве гуминосодержащего материала используют отход производства жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия, действующим началом которого является углерод органического вещества Cорг - 30,0-40,0, масс.%, включающий макроэлементы: азот Nобщ. - 1,15-1,80, масс.%; фосфор P2O5 - 1,4-2,2, масс.%; калий K2O - 1,0-2,3, масс.%; кальций CaO - 1,1-1,6, масс.%; магний MgO - 0,2-0,8, масс.% и микроэлементы, по меньшей мере, бор, медь, кобальт, марганец, селен, кремний, при этом перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия производят трижды, каждый раз в соотношении 1:10 со скоростью 20 об/мин, при температуре 60°С не менее 1 часа, а отстаивание - после каждого перемешивания при температуре 60°С в течение 2 часов с последующим отделением и объединением надосадочной жидкости. Изобретение позволяет расширить ассортимент жидких гуминовых удобрений, улучшить рост и развитие растений, активировать почвенно-микробиологические процессы. 1 ил., 4 табл., 2 пр.

Способ приготовления компоста // 2522515

Изобретение относится к сельскому хозяйству для переработки отходов животноводства, птицеводства и других пастообразных материалов. Способ приготовления компоста включает укладку навоза, помета в ферментер с последующей подачей кислорода воздуха внутрь ее. Исходная масса с нативной влажностью 76-78% укладывается в ферментер без предварительной подготовки и смешивания на слой органического углеродосодержащего компонента ферментации в количестве, обеспечивающим C:N=25:1, или без этого компонента, если масса навоза, помета за счет присутствия остатков корма и подстилки содержит вышеуказанное соотношение C:N. В качестве органического углеродосодержащего компонента ферментации используют солому, торф, опилки, измельченные растительные остатки. Способ позволяет снизить расход влагопоглощающих органических компонентов в процессе аэробной ферментации.

Способ приготовления жидкого органического удобрения // 2523839

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления жидкого органического удобрения включает получение жидкой фракции куриного помета, обеззараживание, обогащение его вытяжкой биогумуса, перемешивание, направление полученного жидкого органического удобрения через дозатор в емкость для хранения, причем готовую жидкую фракцию куриного помета, образовавшуюся после отстаивания в лагуне, прокачивают насосом через ультразвуковую установку для обезвреживания и уничтожения патогенной микрофлоры, направляют в смеситель вместе с вытяжкой биогумуса, добавляя микробиологический препарат «Восток-ЭМ1», патоку мелассы, отвар отрубей, перемешивают в течение 30 минут при положительной температуре внешней среды +16-20°С, подают в емкость для хранения, где через каждые 12 часов перемешивают воздухом под давлением через барботажную систему при температуре 23-24°С. Изобретение позволяет упростить способ изготовления удобрения, сократить время на проведение отдельных операций при изготовлении органического удобрения.

Способ микробиологической переработки птичьего помета // 2525251

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ микробиологической переработки птичьего помета включает укладку птичьего помета и внесение биодобавок в жидкой форме, осуществление биологического разогрева и анаэробной ферментации смеси, причем в качестве биодобавки используют эффлюент в количестве 3-8% от общей массы птичьего помета, в состав которого входят минеральные удобрения - N:P:K в количестве 0,1:0,16:0,18% соответственно и аборигенная микрофлора с плотностью по микроорганизмам 260×108 КОЕ/мл, при этом осуществляется сбор и отвод биогаза, образующегося в процессе разложения птичьего помета. Изобретение позволяет повысить эффективность и скорость переработки птичьего помета, увеличить активность метаногенного консорциума, содержащегося в эффлюенте, при отсутствии затрат на культивирование штаммов микроорганизмов. 1 ил.

Способ получения биогаза из экскрементов животных // 2526993

Изобретение относится к переработке органических отходов с использованием биотехнологических процессов и получению биогаза. Способ получения биогаза из экскрементов животных включает предварительную обработку органического субстрата путем доведения его до влажности 90% с последующим измельчением субстрата до размера частиц от 0,5 до 0,7 см. Вводят органический катализатор и осуществляют сбраживание в анаэробной среде и сбор биогаза. В качестве органического катализатора используют отходы молочного производства в объеме от 5% до 10% от массы органического субстрата. Сбраживание в анаэробной среде осуществляют при температуре от 17°С до 22°С. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс метанового брожения навоза с увеличением выхода биогаза и повышенным содержанием метана в нем. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Кавитационный способ обеззараживания жидкого навоза и помета и технологическая линия для безотходного приготовления органоминеральных удобрений // 2527851

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ обеззараживания навоза или помета путем кавитационного воздействия, их разделения на твердую и жидкую фракции, осветление жидкой фракции, приготовление гранулированных органоминеральных удобрений из твердой фракции, причем в качестве навозных стоков используют низкоконцентрированные стоки, получаемые при применении гидравлических или самотечных систем удаления навоза и помета из помещений, а кавитационное обеззараживание производят в генераторе-диспергаторе за один проход, разрушение и лишение всхожести семян сорных растений за два прохода, а прекращение выделения аммонийного азота путем 4-5-кратного прохода через генератор-диспергатор. Технологическая линия для осуществления способа обеззараживания навоза или помета. Изобретения позволяют обеззаразить навоз или помет, лишить семян сорных растений всхожести, прекратить выделение аммонийного азота. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ предпосевной обработки семян петрушки // 2528044

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при обработке посевного материала. Способ предпосевной обработки семян петрушки включает замачивание их в течение 18 часов в 0,20%-ном растворе зоогумина. Затем семена высушивают при температуре 25-30°С в течение 6-10 часов до воздушно-сухого состояния. Изобретение позволяет повысить посевные качества семенного материала, повысить урожайность и снизить содержание нитратов. 3 табл.