биологический активатор для септического тенка или его эквивалента

Формула изобретения

1. Биологический активатор для септического тенка или его эквивалента, состоящий из твердых частиц и содержащий глину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавленные катионы, которые обладают способностью фиксироваться на глине посредством присоединения или обмена с образованием ионных связей, функция которых состоит в модификации геометрической структуры частиц глины для образования промежутков между слоями таким образом, чтобы увеличить фиксацию и активацию природных ферментов процесса биологической активации.

2. Биологический активатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит также железо, медь и цинк.

3. Биологический активатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что добавленные катионы являются кальцием и/или магнием.

4. Биологический активатор по п. 3, отличающийся тем, что добавленный кальций состоит из карбоната кальция СаСО₃ в форме порошка.

5. Биологический активатор по п. 3, отличающийся тем, что добавленный магний состоит из оксида магния MgO в форме порошка.

6. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 5, отличающийся тем, что глина представляет собой необработанную глину.

7. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 6, отличающийся тем, что глина содержит каолинит или его эквивалент.

8. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 7, отличающийся тем, что глина содержит смесь иллита и каолинита.

9. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 8, отличающийся тем, что он содержит приблизительно от 90 до 98% глины по массе.

10. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 9, отличающийся тем, что он содержит от 1 до 8% по массе карбоната кальция.

11. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 9, отличающийся тем, что он содержит от 0,1 до 4% по массе оксида магния.

12. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 11, отличающийся тем, что общий процент по массе карбоната кальция и оксида магния, которые он содержит, составляет приблизительно от 1 до 9.

13. Биологический активатор по п. 12, отличающийся тем, что общий процент по массе карбоната кальция и оксида магния, которые он содержит, составляет приблизительно от 2 до 7.

14. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 13, отличающийся тем, что общий процент по массе железа и цинка, которые он содержит, составляет приблизительно от 0,4 до 1,5.

15. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 14, отличающийся тем, что он содержит приблизительно 0,6% железа по массе.

16. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 15, отличающийся тем, что он содержит приблизительно 0,11% цинка по массе.

17. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 16, отличающийся тем, что он содержит приблизительно 0,05% меди по массе.

18. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 17, отличающийся тем, что он содержит, в процентах по массе, приблизительно 96,32% глины, 0,60% железа, 0,11% цинка, 0,05% меди, 2,92% оксида магния.

19. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 17, отличающийся тем, что он содержит, в процентах по массе, приблизительно 92,56% глины, 0,60% железа, 0,11% цинка, 0,05% меди, 6,68% карбоната кальция.

20. Биологический активатор по любому из пп. 1 - 17, отличающийся тем, что он содержит, в процентах по массе, приблизительно 94,9% глины, 0,60% железа, 0,11% цинка, 0,05% меди, 2,52% карбоната кальция и 1,82% оксида магния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологическому активатору для септического тенка или его эквивалента.

Биологические активаторы для септических тенков или их эквивалентов, состоящие из твердых, тонкоизмельченных частиц неагрессивного неядовитого продукта со значительной удельной площадью поверхности, уже известны (FR-A 2357490, ЕР-А 248709, ЕР-А 349441, FR-A 2659644).

Хотя продукты в соответствии с вышеупомянутыми документами уже дают удовлетворительные результаты, была рассмотрена возможность увеличения эффективности таких активаторов и, в частности, возможность получения требуемого результата быстрее, чем раньше.

Для этого в данном изобретении предлагается биологический активатор для септического тенка или его эквивалента общего типа, упомянутого выше, состоящий из твердых частиц и содержащий глину, дополнительно содержащую добавленные катионы, которые могут быть зафиксированы на глине посредством присоединения или обмена с образованием ионных связей, чья функция состоит в модификации геометрической структуры частиц глины для образования промежутков между слоями таким образом, чтобы увеличить фиксацию и активацию природных ферментов процесса биологической активации.

В рассматриваемом воплощении такой биологический активатор содержит также железо, медь и цинк с тем, чтобы остаточный отстой, получающийся в результате процесса биологической активации, соответствовал текущим стандартам, обеспечивая максимальные значения в отношении меди и цинка для такого отстоя, используемого в сельском хозяйстве для разбрасывания по полям.

Сам биологический активатор также подчиняется таким стандартам.

Превосходные результаты были получены с кальцием или магнием в качестве добавленных катионов.

Добавленный кальций состоит из порошка карбоната кальция. Например, он может состоять из молотого известняка или даже мела.

В частности, превосходные результаты были получены с использованием карбоната кальция, изготовленного из тонкоизмельченного мела OMYALITE 90, продаваемого компанией OMYA.

Такой мел содержит частицы ромбоэдральной микрокристаллической структуры.

Добавленный магний состоит из оксида магния также в форме порошка.

Согласно одному воплощению глина представляет собой необработанную глину.

Превосходные результаты были также получены с глиной, содержащей каолинит (FR-A-2633607; FR-A-2659644).

Другие интересные результаты были получены с каолинитом, производимым MINERAIS DE LA MEDITERRANEE S.A. Химический анализ этого каолинита дает следующие результаты, мас.%:

SiO₂ - 44,5

Аl₂О₃ - 36,5

Fe₂O₃ - 1,1

ТiO₂ - 3,5

CaO - 0,6

МgО - 0,03

Na₂O - 0,1

К₂O - 0,03

Насыпная плотность такого каолинита составляет приблизительно 0,7 кг/дм³.

Гранулометрический состав данного каолинита таков, что имеется максимум 1% надситного материала 45 мкм и 0% надситного материала 250 мкм.

Другие интересные результаты были получены с природной глиной, содержащей смесь иллита и каолинита, химический анализ которой дает следующие результаты, мас.%:

SiO₂ - 18,8

Аl₂О₃ - 13,4

Fe₂O₃ - 4,9

TiO₂ - 0,85

CaO - 13,8

МgО - 1,2

Na₂O - 0,2

К₂O - 2,0

Биологический активатор в соответствии с данным изобретением содержит приблизительно от 90 до 98 мас.% глины в качестве активной части.

Массовый процент добавленного карбоната кальция лежит в пределах между 1 и 8%.

Массовый процент добавленного оксида магния лежит в пределах между 0,1 и 4%.

Общий массовый процент добавленных карбоната кальция и оксида магния лежит в пределах между 1 и 9%, в частности между 2 и 7%.

В типичном воплощении количества железа, цинка и меди составляют приблизительно 0,6, 0,11 и 0,05 мас.% соответственно.

Общее количество железа и цинка может составлять, в зависимости от отклонений, от 0,4 до 1,5 мас.%.

Продукты, которые составляют биологический активатор, тщательно смешивают друг с другом.

Заявленный активатор, таким образом, представляет собой глину, тщательно смешанную, например, с порошками карбоната кальция или оксида магния. При погружении такого активатора в раствор, содержащий ферменты (например, в сельскохозяйственные стоки, которые нужно очищать от органических соединений), проникающие в межслоевое пространство частиц глины, добавленные катионы взаимодействуют с поверхностями этих слоев глины с образованием ионных связей и увеличением межслоевого расстояния.

Поскольку образование ионных связей между катионами и глиной происходит на поверхности слоев глины, эти добавленные катионы могут взаимодействовать с наружной средой (тогда как катионы, содержащиеся в самой глине, взаимодействовать со средой вне глины не могут). При погружении в указанный раствор, содержащий природные ферменты такого активатора, ионная сила этого раствора увеличивается. Увеличение ионной силы приводит к уменьшению растворимости ферментных белков в среде и, таким образом, увеличивает фиксацию этих ферментов на глине. Далее указанные ферменты адсорбируются (фиксируются) в указанных пространствах между слоями глины и, таким образом, становятся защищенными от бактериального расщепления и протеолиза, следовательно, ферментная активность в таком растворе является повышенной по сравнению с активностью ферментов в растворе без добавления активатора.

Такой активатор применяют в соответствии с обычными методиками применения.

Эффективность биологического активатора в соответствии с данным изобретением была продемонстрирована с помощью лабораторного теста, в котором измеряли количество образовавшегося метана.

В анаэробных биотестах используют главным образом образование газов как параметр, характеризующий распад органического соединения.

Для этого отбирают образец бактериального инокулюма из анаэробной экосистемы, такой как остаточный отстой в септиктенке.

Этот инокулюм помещают в синтетическую питательную среду, содержащую факторы роста, такие как минеральные элементы, микроэлементы, витамины.

Биологический активатор в соответствии с данным изобретением добавляют к этой синтетической среде (кривые С1 и С2 на чертеже).

Реакторы для тестирования состоят из герметичных стеклянных колб небольшой емкости, в которых оставлено от 10 до 40% свободного объема.

Серии колб инкубируют при постоянной температуре.

После определенного инкубационного периода замеряют количество образовавшегося метана.

Опытные колбы сравнивают с контрольными колбами, которые не содержат биологического активатора.

Результаты приведены на чертеже.

Кривые С1 и С2 соответствуют активатору по изобретению.

Кривые С3 и С4 соответствуют обычному активатору, известному из уровня техники.

Наконец, кривая С5 соответствует контрольному образцу.

Количество дней указано на оси X, а количество образовавшегося метана - на оси Y.

По сравнению с активаторами, известными из уровня техники, наблюдается, что образование метана после 60 дней примерно в 4-5 раз больше, после 70 дней - примерно в 5 раз больше, а после 80 дней больше примерно в 5-6 раз.

Ниже приведены три различных препарата биологического активатора в соответствии с изобретением, которые дали указанные результаты.

В таблице приведены составы, выраженные в массовых процентах.