способ подготовки жидких отходов свиноводческих хозяйств для сельскохозяйственного использования

Формула изобретения

Способ подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования путем их реагентной обработки с выделением осадка в качестве органоминерального удобрения, отличающийся тем, что реагентная обработка включает в себя поэтапное введение подкисляющего реагента - суспензии фосфогипса до pH 6,5-7,5 и коагулянта - низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14, который вводят в жидкий навоз в виде 5-10%-ного раствора с дозой 3-30 мг/дм³ по Al₂О₃ , с последующим обеззараживанием осадка в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ [2242444, C05F 3/00, C02F 1/58] 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 не полной 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. Отсутствие обеззараживающего эффекта. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.

Прототипом к заявленному техническому решению является [2312819, C02F 1/58, C02F 1/66] способ подготовки сточных вод животноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта (суспензия шлама карбида кальция CaO) до pH 10-11,5, а затем подкисления суспензией дигидрата сульфата кальция (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, являющегося органоминеральным удобрением.

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

Задачей изобретения является разработка технического решения обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий; достижение полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз; интенсифицировать процесс разделения смеси; повышение удобрительной ценности (по органике) получаемого осадка в результате фракционирования и обеззараживания жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм, за счет использования при подготовке жидкого навоза отхода производства ортофосфорной кислоты - фосфогипса; снижение стоимости реагентной обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов.

Поставленная задача достигается тем, в жидкий навоз поэтапно вводят подкисляющий реагент - суспензию фосфогипса до pH 6,5-7,5 и коагулянт - низкоосновный оксихлорид алюминия марки Аква-Аурат 14 в виде 5-10% раствора с дозой 3-30 г/дм³ по Al₂O₃, что позволяет интенсифицировать процесс разделения жидкого навоза на фракции. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, что позволяет достичь полного обеззараживающего эффекта, в том числе и от яиц гельминтов (Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. "Техника", 1976.; Адошев А. Ферромагнитный аппарат для обработки жидкого навоза // Сельский механизатор, 2007, № 6; Пат. № 2338694 C2, C02F 1/48, C02F 103/20. Способ дегельминтизации животноводческих стоков).

Способ позволяет проводить процесс реагентной обработки в диапазоне pH 6,5-7,5, упростить процесс реагентной обработки, сократить время разделения жидкого навоза на фракции, снизить стоимость реагентной подготовки жидкого навоза к сельскохозяйственному использованию, достичь полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз, сохранить агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания.

Технология подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкий навоз свиноводческих комплексов и ферм обрабатываем подкисляющим реагентом-суспензией фосфогипса до pH 6,5-7,5, после чего вводится коагулянт - низкоосновного оксихлорида 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, в том числе и от яиц гельминтов. Обработанный осадок сохраняет свои агромелиоративные свойства.

Технический результат достигается за счет возможности проводить реагентную обработку в диапазоне pH 6,5-7,5, интенсифицировать процесс реагентной обработки за счет предварительного подкисления жидкого навоза суспензией фосфогипса; позволяет исключить температурный фактор в подготовке жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм в силу специфических свойств низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14, применение низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14 приводит к ускорению процесса потери агрегативной устойчивости взвеси, несмотря на специфические свойства жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм.

Пример. Реагентная подготовка жидкого навоза свиноводческого комплекса объемом 300 м³ , полученного после 20-минутного отстаивания.

По известному способу сточные воды свиноводческого комплекса обрабатываются 10%-ной суспензией шлама карбида кальция. Для достижения эффективного значения pH, равного 11, в 1 м³ сточной жидкости ввели 100 дм³ суспензии шлама карбида кальция, а для снижения pH до 7.5 вводили в смесь 100 дм ³ суспензии фосфогипса.

1. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 10% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14 с концентрацией 5 мг/дм³ по Al₂ O₃. Содержание остаточного алюминия в жидкой фракции составляет 0,05 мг/дм³. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.1.

2. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 5% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14 с концентрацией 15 мг/дм³ по Al₂ O₃. Содержание остаточного алюминия составляет в жидкой фракции 0,065 мг/дм³. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.2.

3. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 5% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14 с концентрацией 30 мг/дм³ по Al₂ O₃. Содержание остаточного алюминия в жидкой фракции составляет 0,15 мг/дм³. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.3.

Таблица 1
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом
Показетели	Жидкая фаза	Твердая фаза
до обработки	после обработки	до обработки	после обработки
pH	8,1	6,8	8,6	6,9
Влажность, %	99,7	100,00	96,0	86,2
Азот, мг/дм3
общий	600	300	300	400
NH 4	550	200	100	300
NO2	0	20	0	20
NO 3	30	20	38	55
P 2O5 мг/дм3	700	300	300	900
ХПК, мг/дм3	16050	9040	18500	12800
K 2O, мг/дм3	330	100	550	780
Общее микробное число в 1 мл	отсутствуют	отсутствуют	1,5*107	Отсутствуют
Содержание яиц гельминтов, шт/дм3	отсутствуют	отсутствуют	4*104	Отсутствуют

Таблица 2
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом
Показетели	Жидкая фаза	Твердая фаза
до обработки	после обработки	до обработки	после обработки
pH	8,1	6,7	8,6	6,8
Влажность, %	99,7	100,00	96,0	86,2
Азот, мг/дм3
общий	600	300	300	400
NH 4	550	200	100	300
NO2	0	20	0	20
NO 3	30	20	38	55
P 2O5 мг/дм3	700	350	300	980
ХПК, мг/дм3	16050	8780	18500	11700
K 2 O, мг/дм3	330	100	550	780
Общее	отсутствуют	отсутствуют	1,5*107	Отсутствуют
микробное
число в 1 мл
Содержание яиц гельминтов, шт/дм3	отсутствуют	отсутствуют	4*104	Отсутствуют

Таблица 3
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом
Показатели	Жидкая фаза	Твердая фаза
до обработки	после обработки	до обработки	после обработки
pH	8,1	6,6	8,6	6,7
Влажность, %	99,7	100,00	96,0	86,2
Азот, мг/дм3
общий	600	300	300	400
NH 4	550	200	100	300
NO2	0	20	0	20
NO 3	30	20	38	55
P 2O5 мг/дм3	700	300	300	930
ХПК, мг/дм3	16050	8900	18500	11400
K 2O, мг/дм3	330	100	550	780
Общее	отсутствуют	отсутствуют	1,5*107	Отсутствуют
микробное
число в 1 мл
Содержание яиц	отсутствуют	отсутствуют	4*104	Отсутствуют
гельминтов,
шт/дм

Реализация предложенного способа подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм с использованием сочетания подкисляющего реагента-фосфогипса и низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14 позволило решить поставленную задачу.