Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ СВИНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И ФЕРМ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Изобретение относится к утилизации жидких отходов свиноводческих комплексов и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Известен способ (RU Патент №2242444, C05F 3/00, C02F 1/58 от 20.12.2004) 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 неполной 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. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.

Известен способ (RU Патент №2312819, C02F 1/58, C02F 1/66 от 20.12.2007) подготовки сточных вод животноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (суспензия шлама карбида кальция CaO) до pH 10,0÷11,0, а затем подкисления суспензией 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, являющийся органическим удобрением.

Недостатком этого способа является необходимость предварительного подщелачивания шламом карбида кальция до pH 10,0÷11,0, что значительно усложняет процесс реагентной подготовки; требуются высокие дозы подкисляющего реагента для достижения pH 6,5÷8,5, что требует больших экономических затрат на процесс подготовки жидких отходов к сельскохозяйственному использованию; отсутствует обеззараживающий эффект, что ограничивает широкое применение осадка - органоминерального удобрения в сельском хозяйстве.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является (RU Патент №2424985, C02F 1/58, C02F 103/20, C05F 3/00, БИ №21 от 27.07.2011) способ подготовки жидких отходов свиноводческих хозяйств для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, включающий предварительную обработку подкисляющим реагентом - суспензией фосфогипса до pH 6,5÷8,5 и коагулянтом - низкоосновным оксихлоридом 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.

Недостатками этого способа являются применение дорогостоящего коагулянта, получаемого из дорогостоящего и дефицитного металлического алюминия и гидроксида алюминия; необходимость предварительного подкисления жидких отходов свиноводческих хозяйств фосфогипсом, что усложняет и увеличивает стоимость процесса их подготовки для дальнейшего использования.

Задачей изобретения является разработка технического решения возможной утилизации жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий; снижение стоимости реагентной обработки жидкого навоза; ускорение процесса отстаивания смеси жидких отходов и реагента; достижение обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фазы; сохранение удобрительной ценности получаемого осадка в результате фракционирования и обеззараживания жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования вместо низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™ 14 используют реагент, полученный из природного сырья - алюмосиликатный коагулянт на основе нефелина с дозой 10÷35 мг/дм³ по Al₂O₃ в зависимости от качественных характеристик жидких отходов. Алюмосиликатный коагулянт на основе нефелина вводят в сточную воду непосредственно перед ее подачей на открытый гидроциклон, где будет происходить разделение сточной воды на жидкую фазу и осадок. Жидкую фазу обеззараживают путем обработки ее мочевиной. Осадок обрабатывают в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, что позволяет достичь полного обеззараживающего эффекта.

Способ позволяет расширить диапазон обработки животноводческих отходов до 20÷30 мг/л по взвешенным веществам, упростить процесс приготовления реагентов, снизить стоимость реагентной подготовки жидких отходов к сельскохозяйственному использованию, достичь полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фазы, повысить агромелиоративную ценность получаемой жидкой фракции.

Подготовка жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкие отходы свиноводческих комплексов и ферм обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 10÷35 мг/дм³ по Al₂O_3,

при этом значение рН колеблется в диапазоне 6,5÷7,5. После обработки полученной смеси в открытом гидроциклоне она разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. После чего жидкую фазу подают в блок обеззараживания, где ее обрабатывают мочевиной. Осадок подают в аппарат вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, где происходит полное их обеззараживание. Агромелиоративные свойства обработанных осадков и жидкой фазы не только сохраняются, но и повышаются.

Технический результат достигается за счет расширения диапазонов обработки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм по взвешенным веществам; сохранения колебания рН в смеси в диапазоне 6,5÷7,5; исключения температурного фактора в подготовке жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм в силу специфических свойств алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина; применения алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина приводит к ускорению процесса потери агрегативной устойчивости взвеси, несмотря на специфические свойства жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм.

Пример. Подготовка жидких отходов свиноводческих хозяйств и ферм комплекса объемом 300 м³ после 20-минутного отстаивания путем обработки их реагентами

По известному способу сточные воды свиноводческого комплекса обрабатывают 10%-ным раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™ 14 с дозой 3, 10, 15, мг/дм³ по Al₂O₃ и рН соответственно 6,5; 7,0; 7,5.

По предложенному способу жидкие отходы свиноводческого комплекса с начальным содержанием взвешенных веществ 21 мг/л обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 15 мг/дм³ по Al₂O₃ (рН 6,5). После обработки эффект очистки по взвешенным веществам в жидкой фазе достигает 99%. Содержание остаточного

алюминия не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и составляет 0,07 г/дм³.

По предложенному способу жидкие отходы свиноводческого комплекса с начальным содержанием взвешенных веществ 24 мг/л обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 25 мг/дм³ по Al₂O₃ (рН 7,0). После обработки эффект очистки по взвешенным веществам в жидкой фазе достигает 99%. Содержание остаточного алюминия не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и составляет 0,075 мг/дм³.

По предложенному способу жидкие отходы свиноводческого комплекса с начальным содержанием взвешенных веществ 30 мг/л обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 33 мг/дм³ по Al₂O₃ (рН 7,5). После обработки эффект очистки по взвешенным веществам в жидкой фазе достигает 99%. Содержание остаточного алюминия не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и составляет 0.13 мг/дм³.

Результаты исследований влияния раствором оксихлорида алюминия на жидкие отходы свиноводческих комплексов и ферм для известного способа представлены в таблице 1. Результаты исследований влияния раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина на жидкие отходы свиноводческих комплексов и ферм для предложенного способа приведены в таблице 2.

Реализация предложенного способа подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования с применением алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина позволила решить поставленную задачу.