способ получения органического удобрения из осадка сточных вод

Формула изобретения

Способ получения органического удобрения из осадка сточных вод, включающий смешивание осадка сточных вод сроком хранения менее 3 лет с торфом при объемном соотношении соответственно 0,5:0,5 или 0,6:0,4 с последующим аэробным компостированием полученной смеси в присутствии биоактиватора в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси, отличающийся тем, что в качестве биоактиватора в компостируемую массу вводят посевной компост на основе птичьего помета и штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶-1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при утилизации осадков сточных вод, образующихся на городских станциях аэрации.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к агрохимии, в частности к биологически активным органическим удобрениям, содержащим органическое вещество, азот, фосфор, калий, кальций, магний, микроэлементы, фосфатмобилизующие микроорганизмы.

Проблема охраны водоемов от загрязнения и очистка сточных вод ведет к крупнотоннажному накоплению ила, или осадка сточных вод, который может стать источником вторичного загрязнения окружающей среды.

Осадки городских сточных вод (ОСВ) обладают высокой удобрительной ценностью, т.к. содержат большое количество питательных элементов, необходимых для роста и развития растений. К настоящему времени накоплен значительный опыт по использованию ОСВ в качестве органических удобрений, см. Иванов И.А., Иванова И.О., Кравчук В.И. и др. О возможности использования осадка городских сточных вод в качестве органического удобрения // Агрохимия. - 1996. - № 3. - С.85-92; Убугунов Л.Л., Дорошкевич С.Г., Мангатаев Ц.Д. Эколого-агрохимическая эффективность осадков городских сточных вод и цеолитсодержащих туфов. - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского научного центра СО РАН, 2001. - 140 с.

Известен способ получения удобрения путем метанового брожения, в котором субстрат нагревают до кипения, отдистиллировывают из него углекислый аммоний до остаточного содержания менее 250 мг/л, затем горячий субстрат известкуют добавлением 1-20 г/л CaO с одновременным удалением выделяющегося аммиака, сатурируют иловым газом, получаемого, в результате метанового брожения, до конечной щелочности 0,01-1,5 г/л, а полученный осадок отделяют от воды механической сепарацией, см. SU Авторское свидетельство № 998452, МПК 3 C05F 3/00, C05F 7/00, 1983.

Недостатками данного способа является сложность процесса получения удобрения и необходимость дополнительного дорогостоящего оборудования.

Известен способ обработки многокомпонентных жидких отходов, например коммунальных отходов, включающий смешение жидких отходов со связующей добавкой и последующее захоронение полученной смеси, в котором в качестве связующей добавки используют сланцевую золу при среднем диаметре частиц, не превышающем 80 мкм, при соотношении объемов золы и обрабатываемых жидких отходов не менее чем 0,75. Преимущественное выполнение, когда полученную смесь выдерживают до отверждения в течение не менее 240 ч, см. Патент RU 2155738, МПК 7 C05F 3/00, C05F 7/00, C02F 1/52, В09В 1/00, 2000.

Недостатками данного способа является увеличение объема отходов и захоронение полученной смеси, что требует выделение дополнительных земельных площадей под захоронение.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения органического удобрения из осадка сточных вод, включающий смешивание осадка сточных вод с органическим компонентом и последующее аэробное компостирование полученной смеси, в качестве осадка сточных вод используют свежий обезвоженный осадок сточных вод сроком хранения менее 3 лет, а в качестве органического компонента используют пивную дробину, или опилки, или торф при следующем объемном соотношении соответственно 0,5:0,5 или 0,6:0,4 с добавлением биоактиватора в виде компостной закваски, приготовленной на пивной дробине в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси, а по окончании компостирования проводят естественное подсушивание компоста, см. Патент RU 2299872, 4-й вариант выполнения, МПК 8 C05F 7/00, 2007.

Недостатками указанного способа являются длительность компостирования, 4 месяца.

Задачей изобретения является уменьшение времени компостирования.

Техническая задача решается способом получения органического удобрения из осадка сточных вод, включающим смешивание осадка сточных вод сроком хранения менее 3 лет с торфом при объемном соотношении соответственно 0,5:0,5 или 0,6:0,4 с последующим аэробным компостированием полученной смеси в присутствии биоактиватора в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси, в котором в качестве биоактиватора в компостируемую массу вводят посевной компост на основе птичьего помета и штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis B-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶-1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.

Решение технической задачи позволяет уменьшить время компостирования.

Способ получения органического удобрения из осадка сточных вод показаны на примерах.

Пример по прототипу

Способ получения органического удобрения по варианту 4 осуществляют следующим образом. Осадки сточных вод с площадок складирования сроком хранения менее 3 лет и обезвоженный осадок непосредственно с иловых карт (содержание органики 15-30%) подсушивают до влажности 40-45% и смешивают с пивной дробиной в объемном соотношении соответственно 0,5:0,5 или 0,6:0,4 с добавлением биоактиватора в количестве не менее 15% от объема смеси в виде компостной закваски, приготовленной на пивной дробине, путем культивирования на ней консорциума микроорганизмов, в качестве консорциума используют следующие микроорганизмы: грибы Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sydowii, Cephalosporium, Glyocladium Cda., Trichoderma sp., актиномицеты Streptomyces griseus, Streptomyces termoviolaceus, Streptomyces globisporus, Streptomyces ruber, Streptomyces viridosporus и бактерии Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Bacillus subtilis, а в качестве питательного субстрата - пивную дробину.

Смесь закладывают в бурты объемом 100 м на бетонированной площадке и компостируют в течение 4 месяцев при повышении температуры смеси до 45°C и периодическом перемешивании ее для аэрации субстрата и испарения избыточной влаги. По окончании процесса компост подсушивают в естественных условиях. Готовый компост отвечает требованиям ГОСТ по всем нормируемым показателям.

По заявляемому объекту способ получения органического удобрения осуществляют следующим образом. Осадки сточных вод с площадок складирования сроком хранения менее 3 лет и обезвоженный осадок непосредственно с иловых карт подсушивают до влажности 40-45% и смешивают с торфом в объемном соотношении соответственно 0,5:0,5 с добавлением биоактиватора в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси. Биоактиватор представляет собой компост, полученный путем внесения в птичий помет консорциума штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis B-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶ -1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета в режиме периодического перемешивания.

Штаммы, входящие в состав консорциума микроорганизмов: Bacillus subtilis B-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441, см. Всесоюзная коллекция микроорганизмов «Collection of Cultures of Microorganisms», State Reseach Center of Virology and Biotechnology «Vector».

На основе консорциума микроорганизмов формируется микробиологическое сообщество посевного компоста, которое обеспечено легкодоступными субстратами питания микроорганизмов и адаптировано по составу к условиям технологии компостирования.

Аэробное компостирование полученной смеси осадка сточных вод и торфа в присутствии биоактиватора в количестве 15% компостируют в буртах в течение 1 месяца при периодическом перемешивании для аэрации субстрата и испарения избыточной влаги. Процесс протекает с повышением температуры смеси до 45°C. По окончании процесса компост подсушивают в естественных условиях. Готовый компост отвечает требованиям ГОСТ по всем нормируемым показателям.

Пример 1.

Осадки сточных вод с площадок складирования сроком хранения менее 3 лет и обезвоженный осадок непосредственно с иловых карт подсушивают до влажности 40-45% и смешивают с торфом в объемном соотношении соответственно 0,6:0,4 с добавлением биоактиватора в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси. Биоактиватор представляет собой посевной компост на основе птичьего помета и консорциума штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis B-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета в режиме периодического перемешивания.

Аэробное компостирование полученной смеси осадков сточных вод и торфа в присутствии указанного биоактиватора в количестве 15% от объема компостируемой смеси компостируют в буртах в течение 1 месяца при периодическом перемешивании для аэрации субстрата и испарения избыточной влаги. Процесс протекает с повышением температуры смеси до 45°C. По окончании процесса биокомпост подсушивают в естественных условиях. Готовый биокомпост отвечает требованиям ГОСТ по всем нормируемым показателям и может использоваться в качестве органического удобрения.

Пример 2 аналогичен примеру 1.

Аэробное компостирование полученной смеси осадков сточных вод и торфа в присутствии указанного биоактиватора в количестве 20% от объема компостируемой смеси компостируют в буртах в течение 1 месяца при периодическом перемешивании для аэрации субстрата и испарения избыточной влаги.

Пример 3 аналогичен примеру 1.

В качестве биоактиватора используют посевной компост на основе птичьего помета и консорциума штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis B-168, Bacillus mycoides B-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1·10⁶ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.

Санитарно-паразитологические и санитарно-бактериологические показатели компоста представлены в таблице.

Таблица
Санитарно-паразитологические и санитарно-бактериологические показатели компоста
№ проб и глубина отбора	Яйца гельминтов, экз./кг	Цисты патогенных простейших, экз./кг	Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, клеток/г	БГКП, клеток/г
1 (0-10 см)	0	0	0	<102
2 (10-50 см)	0	0	0	<102

Таким образом, заявляемый способ позволяет уменьшить время получения качественного органического удобрения из осадка сточных вод в 4 раза по сравнению с прототипом.