СПОСОБ КОМПОСТИРОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2000 года по МПК C05F7/00 

Изобретение относится к области обработки органических отходов, в частности к приготовлению удобрений из осадков городских сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами.

Известен способ компостирования органических отходов, основанный на перемешивании нечистот и отбросов с влагоемкими и газопоглощающими материалами (см. Мамченков И.П. Навоз и компосты. - М.: Сельхозгиз, 1955. - С. 112).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе необходимо периодически перемешивать компостируемую массу для поддержания в ней аэробных условий, что повышает трудоемкость компостирования и сохраняет в компосте вредные компоненты смеси.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ компостирования осадков сточных вод с использованием аэрируемых статических куч, включающий перемешивание осадков сточных вод с влагоемкими и газопоглощающими добавками, формирование из полученной смеси кучи вокруг специального перфорированного трубопровода, периодическое продувание кучи изнутри воздухом по этому трубопроводу (см. Веснер Дж. М. Компостирование осадков сточных вод. - В кн.: Обработка и удаление осадков сточных вод. - т. 2,- М.: Стройиздат, 1985, с. 62-100), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе в приготовленном компосте сохраняются тяжелые металлы, ухудшающие качество компоста и загрязняющие окружающую среду.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В использовании способа компостирования осадков сточных вод с помощью аэрируемых статических куч для ускорения выделения тяжелых металлов из компоста и их локализации за пределами компостных образований путем целенаправленного размещения в компостном массиве применяемых при компостировании добавок (торф, опилки, солома, известь и т.п.), используя особенности их физико-механических и химических свойств.

В частности, внесение добавок, создающих окислительную обстановку, в верхнюю часть аэрируемой статической кучи обеспечивает, под действием влаги, подвижность катионов тяжелых металлов и их миграцию к нижней части кучи, где внесение добавок, создающих восстановительную обстановку, обеспечивает выпадение в осадок и локализацию тяжелых металлов в этой части кучи.

Технический результат - снижение токсичности компоста при сохранении материалоемкости, ускорение созревания компоста за счет предварительного разогрева компостной смеси, получение концентрата тяжелых металлов путем локализации и выпаривания осажденных металлоносных соединений.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе компостирования осадков сточных вод, включающем перемешивание осадков сточных вод с влагоемкими и газопоглощающими добавками, формирование из полученной смеси кучи вокруг специального перфорированного трубопровода, периодическое продувание кучи изнутри воздухом по этому трубопроводу, в верхнюю часть аэрируемой статической кучи вносят добавки, создающие окислительную обстановку, а в нижнюю часть кучи вносят добавки, создающие восстановительную обстановку в этой части кучи.

Кроме того, особенность способа заключается в том, что для первоначального разогрева компостной кучи, способствующего улучшению процесса компостирования, в качестве добавки, создающей восстановительную обстановку в нижней ее части, используют негашеную известь, которая в присутствии воды выделяет тепло.

При этом для локализации осадка металлоносных растворов тяжелых металлов за пределами компостной кучи (т.е. создания техногенного минерального образования), профиль антифильтрационного слоя выполняют ломаным, имеющим высшую отметку в центре компостной кучи, а низшую отметку в центре испарительной площадки.

Снижение концентрации тяжелых металлов в аэрируемой статической компостной куче происходит в процессе компостирования за счет растворения тяжелых металлов в кислой среде верхней части кучи, под действием атмосферной или иной влаги, миграции металлоносных растворов к ее подножию под действием сил гравитации и последующего осаждения тяжелых металлов в основной среде нижней части кучи. Процесс компостирования ускоряется при повышении температуры, чему способствует использование в нижней части компостной кучи негашеной извести, которая, реагируя с водой, выделяет тепло, а для локализации тяжелых металлов за пределами компостной кучи профиль антифильтрационного слоя выполняют ломаным.

На чертеже представлен разрез аэрируемой статической кучи.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

Аэрируемую статическую кучу 1 готовят, например, трапециевидного сечения из смеси, состоящей из осадка сточных вод, с высоким содержанием тяжелых металлов, и влагоемких и газопоглощающих добавок, создающих кислую среду (торф, опилки, солома и т.п.) в соотношении, например, 1:1 и формируют ее вокруг перфорированного трубопровода 2, по которому от компрессора периодически подают воздух для обеспечения в компостной куче аэробных условий.

Сверху и с боков кучу покрывают слоем добавки с кислыми свойствами 3, которая одновременно ограждает от неприятных запахов и скопления мух.

В основании аэрируемой статической кучи размещают слой добавки с резко противоположными (основными) свойствами 4 (например, известь), ниже размещают фильтрационный слой 5 (золу ТЭЦ или песок) и антифильтрационный слой 6 (например, глину).

Под действием атмосферной влаги или специально подаваемой сверху воды и содержащихся в ней, а также приобретаемых ею (после прохождения через слой добавки 2 с кислыми свойствами), активных агентов в компостной куче 1 протекают процессы окисления и растворения тяжелых металлов. Металлоносные растворы мигрируют в компостном массиве под действием гравитационных сил к подножию аэрируемой (с помощью перфорированной трубы 3) статической кучи 1, где они попадают в зону резкой смены геохимической обстановки - зону геохимического барьера 4. Здесь в основной среде происходит осаждение мигрирующих соединений тяжелых металлов и накопление их в фильтрационном слое 5. Передвигаясь далее вдоль наклонного основания антифильтрационного слоя 6 в сторону испарительной площадки 7, влага осажденных мигрирующих соединений испаряется, а тяжелые металлы концентрируются в углублении 8 за пределами компостной кучи.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в обработке органических отходов и, в частности, приготовлении удобрений из осадков городских сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для приготовления удобрений из осадков сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами. Осадки сточных вод перемешивают с влагоемкими и газопоглощающими добавками и из полученной смеси формируют компостную кучу вокруг перфорированного трубопровода. Сверху и с боков аэрируемую статическую кучу покрывают слоем добавок, создающих окислительную обстановку, а в основании кучи размещают слой добавок, создающих восстановительную обстановку. Под основанием кучи размешают фильтрационный и антифильтрационный слои. Периодически осуществляют продувание кучи изнутри воздухом по перфорированному трубопроводу. Способ позволяет обеспечить снижение токсичности компоста при сохранении материалоемкости, ускорение созревания компоста за счет предварительного разогрева компостной смеси и получение концентрата тяжелых металлов путем локализации и выпаривания осажденных металлоносных соединений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ компостирования осадков сточных вод, включающий перемешивание осадков сточных вод с влагоемкими и газопоглощающими добавками, формирование из полученной смеси компостной кучи вокруг перфорированного трубопровода, периодическое продувание кучи изнутри воздухом по этому трубопроводу, отличающийся тем, что сверху и с боков аэрируемую статическую кучу покрывают слоем добавок, создающих окислительную обстановку, в основании кучи размещают слой добавок, создающих восстановительную обстановку в этой части кучи, причем под основанием кучи размещают фильтрационный и антифильтрационный слои. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки, создающей восстановительную обстановку, используют негашеную известь. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за пределами компостной кучи имеется испарительная площадка, причем профиль антифильтрационного слоя выполняют ломаным, имеющим высшую отметку в центре компостной кучи, а низшую отметку - в центре испарительной площадки.