Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств



Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств
Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств
Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств
Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств
Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств

 


Владельцы патента RU 2628437:

Коробейников Олег Владимирович (RU)
Горленко Николай Петрович (RU)
Рахманова Ирина Анатольевна (RU)
Саркисов Юрий Сергеевич (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств включает сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси, причем с целью утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы вводят водный раствор гипохлорита натрия в концентрации по активному хлору, равной 185 г/л, эквивалентной сумме концентрации органических компонентов, после чего добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды, а затем смешивают очищенную сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем. Изобретение позволяет переработать жидкую фракцию навозных стоков свинокомплекса и довести эти стоки до санитарных норм. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам переработки навоза и других видов органических отходов, и может быть использовано для утилизации жидкой фракции свиного навоза с получением сточной воды, отвечающей требованиям санитарных правил и норм (СанПиН) и гигиенических норм (ГН 2.2.5.1315-03) по содержанию вредных примесей и другим санитарно-эпидемиологическим показателям.

Известен СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА И СВИНОГО НАВОЗА В ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ (Патент на изобретение №2409537 ОТ 07.07.2009, ОПУБЛ. 20.01.2011). В известном способе используют раствор биопрепарата «Байкал-ЭМ1» в нехлорированной воде. Микробиологический препарат «Байкал-ЭМ1» представляет собой микробиологическое удобрение, состоящее из комплекса специально отобранных микроорганизмов. В биопрепарат входят молочнокислые, фотосинтезирующие азотофиксирующие бактерии, дрожжевые грибки, ферменты и т.д., которые быстро и эффективно перерабатывают органику, при этом выделяют ряд аминокислот и прочих физиологически активных веществ.

Недостатком этого способа является необходимость использования дорогостоящего, сложного оборудования и постоянной замены и обновления биологического субстрата, а также избирательность действия микроорганизмов по отношению к тем или иным веществам. Последние приводят к 100% очищению одних веществ-загрязнителей и оставляет практически необработанными другие вещества.

Известна также технология переработки свиного навоза в аккумулятивных системах биогазовой установки, где предусматривается сбраживание в реакторах, которые служат одновременно и местом хранения сброженного навоза (субстрата) до его выгрузки. Исходный субстрат постоянно подается в резервуар до его заполнения. Выгрузка сброженного субстрата производится один-два раза в год в период внесения удобрений в почву. При этом часть сброженного осадка специально оставляется в реакторе и служит затравочным материалом для последующего цикла сбраживания. Объем хранилища, совмещенного с биореактором, рассчитывается на полный объем удаляемого с комплекса навоза в межпосевной период. Данная технология используется на многих свинокомплексах России.

Недостатком данного аналога является то, что такие системы требуют больших объемов хранилищ, характеризуются длительным временем переработки (до 6 месяцев), довольно большой трудоемкостью, и требуют наличия не менее двух реакторов, резервуара для накопления исходного навоза и хранения сброженного субстрата.

В настоящее время наиболее распространенный способ утилизации отходов животноводческих предприятий для хранения бесподстилочного навоза основан на технологии разделения навоза на фракции, что приводит к образованию двух продуктов переработки навоза с различными физико-механическими свойствами, которые отличатся по условиям хранения и дальнейшего использования.

На подготовительном этапе стоки со всего животноводческого предприятия (с помощью насосов или самотеком) подаются в приемный резервуар (регулирующую емкость) сепараторного пункта. Жидкий навоз для исключения осаждения взвешенных веществ в регулирующей емкости перемешивается с помощью миксера-гомогенизатора. С помощью погружного насоса гомогенизированная жидкость перекачивается в сепаратор. Наиболее оптимальным для этих целей является шнековый сепаратор, позволяющий работать с навозом (пометом) широкого спектра влажности (от 80% до 99%).

Непосредственно в процессе разделения навоза на сепараторе жидкая часть отделяется от взвешенных составляющих. Сито, пропуская жидкость, задерживает содержащиеся в навозной взвеси волокна, и на его поверхности создается подобие фильтра, способствующего фильтрации более мелких частиц, после чего лопастями шнека этот слой удаляется и прессуется.

В дальнейшем жидкая фракция из сепараторного пункта, как правило, самотеком по трубопроводу направляется в лагуны. Твердая фракция навоза отвозится на площадку буртования. После соответствующей подготовки твердая фракции навоза используются для удобрения сельскохозяйственных земель. Жидкая фракция навоза транспортируется и вносится на поля в основном с помощью гидромеханического оборудования - многошланговых систем (например, с помощью многошланговой системы Cadman).

Недостатками предлагаемой технологии являются: длительный срок (до 12 месяцев) хранения жидкой фракции в специальных лагунах с дальнейшим ее розливом на полях орошения; трудоемкость работы по сооружению лагун, связанных с выполнением земляных работ, созданием надежной гидроизоляции с применением полимерных покрытий, обработкой гербицидами с целью исключения прорастания растений на поверхности ложа сооружения; необходимость периодического перемешивания жидкости, так как лагуны не могут очищаться от осадка механическим способом как навозохранилища с бетонным покрытием; содержание токсических соединений в виде аммиака, сероводорода, меркаптана и др., которые при достаточно низких температурах способны испаряться с выделением неприятных запахов, приводит к загрязнению окружающей среды (Согласно данным экологической комиссии Европейского Совета, свыше 80% аммиака, загрязняющего атмосферный воздух, поступает именно из жидких органических удобрений); развитие микробиологических процессов, связанных с размножением колиформных бактерий, возбудителей кишечных инфекций, колифагов и др.; превышение нормы жидкого навоза не дает больших прибавок урожая и оказывает отрицательное действие на качество растениеводческой продукции, а именно, увеличивается содержание нитратов в кормовых и овощных культурах выше допустимых количеств, что требует большого количества земельных площадей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является СИСТЕМА И СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА (патент на изобретение №2564313 от 04.05.2010, опубл. 27.09.2015). Способ переработки жидких отходов включает разделение их в устройстве обезвоживания осадка на твердый осадок и первый фильтрат; добавление к первому фильтрату и второму флокулянтов, вызывающих агрегацию взвешенных твердых частиц в первом фильтрате с образованием флокулированного осадка и второго фильтрата, причем указанный первый флокулянт содержит около 5-50 вес.% гидроксида натрия и около 30-60 вес.% алюминиевокислого натрия, а указанный второй флокулянт содержит неионные или анионные акриловые полимеры; отделение флоккулированного осадка от второго фильтрата в отделители взвешенных частиц для получения третьего фильтрата; пропускание третьего фильтрата через устройство фильтрации мелких частиц для получения четвертого фильтрата; пропускание четвертого фильтрата через установку мембранной фильтрации для получения пермеата и концентрата. Данный способ выбран за прототип, недостатком которого является сравнительно невысокая степень утилизации по содержанию аммиака (по азоту), по запаху, по содержанию нитратов и хлоридов, высокая щелочность среды, введение дополнительных загрязняющих веществ органической (акриловые полимеры) и неорганической природы (соли алюминия, гидроксид натрия), наличие микроорганизмов, а также сложная технология многоступенчатой фильтрации.

Техническое решение направлено на устранение указанных выше недостатков и достигается за счет введения водного раствора гипохлорита натрия оптимальной концентрации и добавления угольной кислоты до достижения нейтральной кислотности среды. Кроме того, с целью повышения степени окисления основных органических загрязнителей, дополнительно вводят водный раствор перманганата калия в концентрации 2 мг/л.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в решении проблемы утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, а именно доведении навозных стоков до санитарных норм. Положительный эффект заключается в соответствии обработанных указанным способом отходов действующим санитарным нормам и правилам как по содержанию ингредиентов, вредных органических примесей и бактерий, так и по отсутствию неприятных, специфических запахов и др.

Техническим результатом изобретения является создание способа переработки жидкой фракции навозных стоков свинокомплекса и доведении этих стоков до санитарных норм.

При переработке жидкой фракции свиного навоза после операции сепарирования навоза проводят смешивание жидкой фракции отхода производства с водным раствором гипохлорита натрия. Так как содержание вредных органических веществ зависит от удельной массы концентрированных кормов в рационе и условий содержания животных, то концентрацию гипохлорита натрия определяют экспериментально. Для этого предварительно определяют суммарную концентрацию мочевины, мочевой и гиппуровой кислот в жидкой фракции свиного навоза. Для этого раствор гипохлорита натрия порциями добавляют к алликвоте жидкой фракции свиного навоза, перемешивают и после протекания химических реакций окисления органических веществ в течение 2-3 часов визуально определяют цвет раствора. Доза добавляемого гипохлорита считается оптимальной, если цвет раствора становится прозрачным, а запах имеет значение не более 2-х баллов.

В табл. 1 приведен состав свежего свиного навоза (по данным НИУИФ, ВИУА и других учреждений).

Из анализа таблицы 1 следует, что основными органическими компонентами, ответственных за наличие запахов, являются мочевина, мочевая и гиппуровая кислоты.

При добавлении гипохлорита натрия протекают следующие химические процессы:

Кроме того, под влиянием уробактерий мочевина подвергается гидролитическому расщеплению:

Раствор гипохлорита натрия имеет щелочную реакцию. При наличии щелочной среды мочевая кислота разлагается с образованием аммиака (NH3), углекислого газа (CO2) и глицина (C2H5NO2)

Несколько медленнее разлагается гиппуровая кислота, которая дает вначале бензойную и аминоуксусную кислоты (гликоколь):

Если присутствуют фенольные соединения, то при обработке гипохлоритом воды, содержащей фенолы, происходит образование фенолоксифенолов. При этом степень очистки от фенолов достигает 99,99%.

Кроме того, введение гипохлорита способствует выделению в осадок части неорганических загрязнителей. В частности, двухвалентное железо легко окисляется до трехвалентного, которое в щелочной среде образует труднорастворимый гидроксид железа (ПР=10-31). При этом гидроксид железа(III) выполняет роль адсорбента загрязняющих веществ, выполняя функцию флокулянтов. Ионы S2-, входящие в состав сероводородных соединений, меркаптанов, также создающие резкие запахи, окисляются до сульфат-ионов (SO42-). Образование же карбонат (CO32-) ионов (реакция 2) приводит к образованию труднорастворимых осадков карбонатов кальция и магния.

В таблице 2 представлены результаты анализа очистки жидкой фракции свиного навоза.

Из результатов анализа следует, что после обработки жидкой фракции гипохлоритом натрия требованиям СанПиН по сточной воде не удовлетворяют значения по концентрациям хлорид-, сульфатионов и кислотности среды; рН среды легко регулируется добавлением небольших эквивалентных количеств угольной кислоты, а концентрации остальных компонентов при смешивании с речной водой приходят в норму по значениям ПДК при соотношении (сток:вода)=1:10, вследствие чего обработанную данным способом жидкую фракцию навоза можно сбрасывать в природные водоемы.

Ниже приведены примеры реализации предложенного способа утилизации жидких отходов свиноводческих хозяйств.

Пример 1

Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств включает в себя сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси. Кроме того, с целью удаления запахов и снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы в жидкую фракцию вводят водный раствор гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 185 г/л. При этом объем раствора гипохлорита натрия по содержанию активного хлора должен быть эквивалентен сумме концентраций органических компонентов, а именно мочевины, мочевой, и гиппуровой, и других кислот. При этом предварительно концентрацию органических загрязнителей определяют экспериментально аналитическими методами. Затем добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды. Добавление угольной кислоты дополнительно приводит к устранению солей жесткости. Смешивают очищенную сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем.

Пример 2

Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств отличается от первого примера тем, что после обработки жидкой фракции раствором гипохлорита натрия дополнительно вводят водный раствор перманганата калия в концентрации 2 мг/л. Перманганат калия вводится с целью повышения степени окисления основных органических загрязнителей (мочевина, мочевая и гиппуровая кислоты) и других органических соединений (кетонные тела, креатинин, аминокислоты). При смешивании стока с речной водой (1:10) концентрация ионов марганца не будет превышать норм ПДК.

Как видно из приведенных таблиц, предлагаемое изобретение позволяет значительно улучшить санитарно-эпидемиологические показатели обработанных жидкой фракции отходов, отраженных в примерах реализации 1, 2, 3.

1. Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, включающий сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси, отличающийся тем, что с целью утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы вводят водный раствор гипохлорита натрия в концентрации по активному хлору, равной 185 г/л, эквивалентной сумме концентрации органических компонентов, после чего добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды, а затем смешивают очищенную сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем.

2. Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств по п. 1, отличающийся тем, что в жидкую фракцию после ее обработки раствором гипохлорита натрия и обработки угольной кислотой с целью повышения степени окисления основных органических загрязнителей дополнительно вводят водный раствор перманганата калия в концентрации 2 мг/л.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Комплексное гранулированное удобрение содержит минеральные составляющие, в качестве которых удобрение содержит обогащенный глауконит и минеральные удобрения, причем дополнительно содержит в качестве минеральных составляющих бентонит, диатомит, воду.

Изобретения относятся к композициям и способам применения систем, содержащих триамиды алкилтиофосфорной кислоты с растворителями, применяемыми для облегчения включения триамидов алкилтиофосфорной кислоты в составы удобрений в твердом или жидком состоянии.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органического удобрения включает измельчение угля, при этом дополнительно включает подачу его по шнековому транспортеру в установку обработки материалов совместно с биомассой и бактерицидным препаратом, в которой происходит смешивание компонентов, стерилизация смеси и ее доизмельчение, весь процесс идет в проточном режиме с высокой производительностью от 5,0 м3/час, затем в полученную обеззараженную массу вносятся почвообразующие микроорганизмы.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Композиция содержит (а) по меньшей мере один микроорганизм, придающий растворимость фосфатам, (b) по меньшей мере один LCO и/или по меньшей мере один СО, и (с) носитель, приемлемый для агрономических целей, в которой по меньшей мере один микроорганизм, придающий растворимость фосфатам, и по меньшей мере один LCO и/или по меньшей мере один СО, каждый из них, присутствуют в количестве, эффективном для усиления роста растения при применении на растение или его семенной материал при сравнении с необработанным растением или его семенным материалом.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав мульчирующего покрытия содержит лигносульфонат, карбамид, причем он дополнительно содержит Na-карбоксиметилцеллюлозу, прошлогодний компост листьев и хвои, осадок сточных вод коммунального хозяйства и двойной суперфосфат.

Изобретения относятся к способу гранулирования мочевины и установке, подходящей для осуществления такого процесса. Способ гранулирования мочевины с применением системы очистки газа, включающей по меньшей мере один поток газообразных отходов для удаления пыли и аммиака, в результате чего этот поток отходов подвергают обработке посредством сочетания следующих этапов способа, включающих: (a) промывку потока 4, содержащего большое количество пыли и аммиака, водой и/или водным раствором мочевины, в результате чего образуется жидкостный поток 26, содержащий большое количество пыли, и поток 5 с уменьшенным содержанием пыли, и (b) осуществление взаимодействия потока 5 с уменьшенным содержанием пыли с формальдегидом 7 для образования потока 8, содержащего гексаметилентетрамин и мочевинный формальдегид, и очищенный отработанный газ 6, при этом поток газа направляют сначала через этап (а) способа, а затем через этап (b) способа.

Изобретение относится к способу и устройству регулирования давления жидкости или пульпы. Описаны способы и устройство гранулирования, включающие динамическое регулирование давления в приемнике для улучшения контроля над качеством гранул и их гранулометрическим составом.

Изобретения относятся к пылеподавляющему агрегату. Пылеподавляющий агрегат содержит ядро-частицу, содержащее удобрение и пылеподавляющий агент, расположенный вокруг указанного ядра-частицы и содержащий поликарбодиимид, содержащий продукт реакции изоцианатов в присутствии катализатора.

Изобретения относятся к композициям, включающим соединения четвертичного аммония со сложноэфирной группировкой для предотвращения слеживания и образования корки некоторых видов твердых удобрений.

Изобретения относятся к капсулированной частице, которая включает ядро частицы, базовый слой и наружный слой. Капсулированная частица содержит: ядро частицы; базовый слой, расположенный вокруг указанного ядра частицы и содержащий поликарбодиимид, содержащий продукт реакции изоцианата в присутствии катализатора; и наружный слой, расположенный вокруг указанного базового слоя и содержащий воск.

Изобретение относится к способу уменьшения потери аммиака и запаха от органических материала или отходов в атмосферу. Способ включает подачу воздуха или загрязненного воздуха в плазменный генератор, использующий электрический дуговой разряд, электростатическое поле, наноимпульсное электрическое поле, диэлектрический барьерный разряд, лазерное, радио- или микроволновое излучение или любое их сочетание, для получения концентрации 0,1-12 об.

Способ получения биоудобрения из птичьего помета включает предварительную гомогенизацию птичьего помета с последующим проведением стадии гидролиза в присутствии щелочного раствора и стадии анаэробной ферментации в интервале температур 37-38°C в мезофильном режиме.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при получении ценного удобрения - биогумуса. Способ получения биогумуса заключается в приготовлении субстрата из навоза крупного рогатого скота, лошадей или свиней и внесение в компостосодержащий субстрат красных калифорнийских червей вида Eisenia foetida.

Изобретение относится к производству комплексных органо-минеральных удобрений. Подстилочный навоз свиней или навоз от крупного рогатого скота, или помета птиц подают на первый аппарат вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами при величине магнитной индукции 0,13÷0,25 Тл.

Изобретение относится к способам переработки вторичного возобновляемого сырья с целью получения стимулятора роста растений. В биодинамический реактор помещают смесь, содержащую навоз крупного рогатого скота и соломенную нарезку, взятые в соотношении 8:1.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при переработке свежего куриного помета. Способ предусматривает смешивание птичьего помета с влагопоглощающими материалами и стимулятором компостирования на основе микроорганизмов и внесение его в субстрат.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки органических отходов с получением высокоэффективного удобрения - биогумуса включает биотермическое компостирование органических отходов с последующим заселением червем вида Eisenia foetida, причем переработка органических отходов осуществляется в мобильном устройстве и сопровождается увлажнением, раз в 5-7 дней, в количестве, обеспечивающем постоянный уровень влажности субстрата не менее 75%, заселением полученного вермикомпоста дождевыми компостными червями среднерусского подвида с плотностью не менее 50 особей на 1 л объема вермикомпоста при периодическом, раз в 5-7 дней, перемешивании и разрыхлении вермикомпоста с последующим сепарированием готового биогумуса.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Состав для получения органоминерального удобрения включает органические отходы и оксид кальция, причем дополнительно содержит неорганический сорбент агроионит.

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии, в частности к биопрепаратам и микробным композициям для деградации органических отходов, и может быть использовано для быстрой, эффективной переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства в качественное органическое удобрение.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза, согласно которому исходный навоз последовательно подвергается нагреву, предварительному сбраживанию при температуре не менее 42-43°С, механическому разделению на твердую и жидкую фракции с последующими нагревом и обработкой жидкой фракции в анаэробном биофильтре с получением эффлюента и биогаза, причем эффлюент используется в качестве теплоносителя для предварительного нагрева исходного субстрата, а твердая фракция смешивается с негашеной известью, подсушивается и используется для приготовления органоминеральных удобрений.
Наверх