Результат интеллектуальной деятельности: Способ подготовки жидких отходов животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования

Изобретение относится к очистке и утилизации сточных вод, в частности к способу подготовки жидких отходов животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования.

Известен способ [Патент Франция №9913312, МПК C02F 1/28] для очистки сточных вод от переработки сельскохозяйственной продукции, включающий термообработку сточных вод при температуре от 250 до 650°С при одновременном дозировании СаО (в виде гранулята 5 мм).

Недостатками данного способа очистки являются: трудоемкость процесса и сложность технологии, большой расход электроэнергии, низкая удобрительная ценность образовавшегося материала из-за полной деструкции органических и минеральных загрязнений.

Известен способ [Патент США №5562829, МПК C02F 1/52] очистки сточных вод молочной фермы, включающий обработку суспензией Са(ОН)₂ при дозе 0,2-1,0 г/дм³ при рН=9,3-11,8.

Недостатком способа является то, что полученные после обработки жидкая и твердые фазы имеют значения рН=11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве.

Наиболее близким к заявленному, взятым за прототип техническому решению является способ [Патент РФ №2257353 C02F 1/52, C02F 1/58, C02F 103/20 опубликовано 22.09.2003] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - известкового молока до рН=10-12 и подкисляющего реагента до рН=6,5-8,5. В качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена- суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и суспензии шлама карбида кальция в определенной пропорции при непрерывном перемешивании в течении 2-5 мин. В качестве подкисляющего реагента используют суспензию простого или двойного суперфосфата.

Недостатками этого способа являются: высокие дозы подкисляющего реагента и, соответственно, повышение затрат на обработку. Также недостатком является необходимость введения глауконита, что усложняет технологический процесс, увеличивает объемы образующихся фракций и длительность процесса отстаивания смеси.

Изобретение направлено на создание технического решения (способа), способного значительно упростить процесс приготовления реагента, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повысить эффективность разделения на жидкую и твердую фракции и обеспечить высокий эффект дезодорации при сокращении времени отстаивания, улучшить физические свойства получаемой твердой фракции и исключить в нем содержание тяжелых металлов. Техническим результатом является получение органоминерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов и исключение токсического воздействия получаемого продукта, а следовательно расширение областей его применения.

Технический результат достигается тем, что в жидкие отходы свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования последовательно вводится щелочной коагулянт - известковое молоко или суспензия шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН=10-12 и подкисляющего реагента до рН=7,5-9,0 с выделением образующегося осадка.

Присутствие в техническом решении щавелевой кислоты (С₂Н₂О₄) необходимо для нейтрализации обрабатываемой смеси до рН=7,5-9. Щавелевая кислота относится к сильным органическим кислотам, не содержит примесей и имеет низкую стоимость. Отсутствие биогенных элементов в составе щавелевой кислоты позволяет снизить их количество в получаемом органо-минеральном удобрении и, соответственно, расширить зоны его применения. Основное достоинство щавелевой кислоты заключается в ее химической чистоте и высокой растворимости, а следовательно в более быстром достижении технического результата-нейтрализации (подкисления) до рН 7,5-9,0.

Технология подготовки жидких отходов свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем Жидкий навоз обрабатывают одним из щелочных коагулянтов до рН 10-11, г/дм³: известковым молоком -1,2-1,5 или суспензией шлама карбида кальция -2,0-3,0, или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в пропорции 0,5-1:1-2,5 при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин, затем для нейтрализации смеси вводят раствор щавелевой кислоты (1-2 г/дм³) при перемешивании в течение 2-3 минут, тем самым снижая рН до 7,5-9. После отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. Эффект разделения на жидкую и твердую фракции при известном способе обработки составлял 90%. Предложенный способ позволяет повысить эффективность реагентного фракционирования сточных вод до 95% при сокращении времени отстаивания с 1,2 ч до 30 мин.

Пример. Осуществим реагентную обработку суточного расхода сточных вод ОАО «Батайское» объемом 150 м³.

По известному способу жидкий навоз обрабатывают известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равной-1,3 г/дм³; шламом карбида кальция - 2,5 г/дм; смесью известкового молока - 1 г/дм со шламом карбида кальция - 1 г/дм. Для снижения рН до 7,5 вводили в смесь 4 г/дм по Р₂О₅ суспензии простого суперфосфата; 2 г/дм³ двойного суперфосфата. После этого вносили глауконит в количестве 20% от объема обрабатываемой смеси. Время отстаивания составило 1,2 при эффективности разделения фракций, равной 90%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 45 до 60 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую транспортировке.

По предложенному способу сточные воды обрабатываем известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равная 1-3 г/дм³ Для нейтрализации до рН 7,5-9 вводим раствор щавелевой кислоты - 1-2 г/дм. Время отстаивания составило 30 мин при эффективности разделения фракций, равной 95%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 10 до 20 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую дальнейшей обработке.

Сравнительная характеристика показателей реагентной обработки сточных вод по известному и предлагаемому способам представлены в Таблице 1.

Примечание: ПСФ - простой суперфосфат, ДСФ - двойной суперфосфат.