СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СТОЧНЫХ ВОД СВИНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И ФЕРМ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2007 года по МПК C02F1/58 C02F1/66 C05F15/00 C05F3/00 

Изобретение относится к утилизации сточных вод свиноводческих комплексов и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Известен способ [пат. США №5562829, С02F 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 дороговизна товарной извести, кроме того, полученные после обработки жидкая и твердая фазы имеют значения рН 11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве.

Известен способ [1231004, C02F 1/58, C05F 7/00, 15.05.86. Бюл. №18] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - 10%-ного известкового молока до рН 9-11, а затем подкисление 10%-ной суспензией простого суперфосфата до рН 6,0-8,5. После двухчасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий не растворившиеся частицы извести и суперфосфата, являющийся органоминеральным удобрением.

Недостатками этого способа являются: дороговизна товарной извести, используемой для приготовления известкового молока; применяемые дозы известкового молока определяют высокую стоимость реагентной обработки; трудоемкость подготовки к использованию известкового молока, обусловленная низким качеством товарного продукта; длительность процесса отстаивания смеси; отсутствие эффекта дезодорации и, следовательно, загрязнение атмосферы. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является способ [2242444, C05F 3/00, C02F 1/58] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (10%-ная суспензия шлама карбида кальция СаО) до рН 10-12, а затем подкисление 10%-ной суспензией простого суперфосфата до рН 6,5-8,5. После полуторачасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворимые частицы шлама карбита кальция и суперфосфата, являющийся органическим удобрением.

Недостатком этого способа является дороговизна минерального удобрения суперфосфата; применяемые дозы простого суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; низкое содержание в простом суперфосфате действующего вещества и повышенное содержания ионов тяжелых металлов.

Задачей является техническое решение возможной утилизации отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, снижение стоимости реагентной обработки жидкого навоза, ускорение процесса отстаивания смеси, уменьшение количества стадий подготовки кислого реагента, достижение эффекта дезодорации, который позволит снизить загрязнения атмосферы H₂S, NO, NO₂, NH₃, CO, метилмеркаптаном, уменьшить размеры санитарно-защитных зон полей орошения и, следовательно, расширить область применения сточных вод.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающем введение щелочного коагулянта рН 10-11,5, а затем подкисляющего реагента до рН 6,5-8,5, в качестве которого используют отход производства фосфорной кислоты, с последующим выделением образующегося осадка, при следующих дозах реагентов, г/дм³: суспензия шлама карбида кальция в пересчете на СаО - 1.0-3.0, суспензия дигидрата сульфата кальция в пересчете на Р₂O₅ - 8.0-20.0. Способ позволяет упростить процесс приготовления реагентов, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повысить агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания.

Для приготовления суспензии дигидрата сульфата кальция используют дигидрат сульфата кальция, который представляет собой пластичный осадок влажностью 30-40%, являющийся отходом производства фосфорной кислоты, в частности в Южном Федеральном округе Белореченский и Лермонтовский заводы минеральных удобрений, необходимо меньшее число операций чем при работе с суперфосфатом (исключается операция помола гранул).

Технология подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкий навоз обрабатываем суспензией шлама карбида кальция, которую готовят, разбавляя при перемешивании 100 г отхода в 1 дм³ воды, до рН 10-11,5, затем для нейтрализации смеси вводят суспензию дигидрата сульфата кальция с концентрацией 80-200 г/дм³, непрерывно перемешивая, тем самым снижая рН 6,5-8,5. После отстаивания в течение часа смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение.

Использование в качестве кислого реагента суспензии дигидрата кальция, являющегося бесплатным сырьем для приготовления кислого реагента, позволяет во много раз снизить стоимость реагентной обработки, время отстаивания сократить на 20%, уменьшив объем отстойников и, следовательно, капитальные вложения.

Пример. Реагентная подготовка жидкого навоза объемом 300 м³, полученного после получасового отстаивания.

По известному способу жидкий навоз обрабатывают 10%-ной суспензией шлама карбида кальция. Для достижения эффективного значения рН, равного 11, в 1 м³ сточной жидкости ввели 100 дм³ суспензии шлама карбида кальция. А для снижения рН до 7.5 вводили в смесь 100 дм³ суспензии простого суперфосфата. Затраты на приобретение необходимого количества минерального удобрения - суперфосфата жидкого навоза составляет 50 тыс.руб.

По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция, в количестве на 1 м³ сточной жидкости 100 дм³, достигая тем самым рН 11. Для снижения рН до 7.5 вводили в смесь 10% суспензию дигитрата сульфата кальция с дозой по активному оксиду фосфора, равной 12 г/дм³. В этом случае экономия на приобретение кислого реагента составляет 50 тыс. руб. При этом достигается дополнительный эффект от утилизации отхода производства фосфорной кислоты. Наиболее быстрое отстаивание (до 70% осадка) происходит в первые 30-40 мин.

Предложенный же способ подготовки вод свиноводческих комплексов и ферм позволил достичь более высоких показателей по содержанию в осадке таких важных биогенных элементов, как фосфор, калий, азот, чем при обработке отходов известным способом. Результаты исследований изменения рН, влажности, значений концентраций азота: общего, аммонийного, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия приведены в таблице.

ТаблицаРезультаты исследований физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных продуктах гидросмыва и после их реагентной обработкиПоказателиЖидкая фазаТвердая фаза до обработкипосле обработкидо обработкипосле обработкирН6,87,56,97,8Влажность, %99,5100,0098,590,1Азот, мг/дм³    общий600240200300NH₄560200100200NO₂00020NO₃20104865P₂O₅, мг/дм³700200300900K₂O, мг/дм³30040300560

Реализация предложенного способа подготовки сточных свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования с применением суспензии дигидрата сульфата кальция позволила решить задачи изобретения.

Изобретение относится к утилизации сточных вод, образующихся на свиноводческих комплексах и фермах. Способ может быть использован в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для удобрения и орошения сельскохозяйственных угодий. Для осуществления способа сначала вводят щелочной коагулянт - суспензию шлама карбида кальция до рН 10-11,5, затем подкисляющий реагент до рН 6,5-8,5 с последующим выделением осадка. В качестве подкисляющего реагента используют отход производства фосфорной кислоты - суспензию дигидрата сульфата кальция. Дозы реагентов составляют в г/дм³: суспензия дигидрата сульфата кальция в пересчете на P₂O₅ 8.0-20.0; суспензия шлама карбида кальция в пересчете на СаО 1.0-3.0. Способ позволяет упростить процесс приготовления реагентов, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию. Кроме того, повышается агромелиоративная ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания. Реализация способа позволяет решить не только проблему утилизации отходов производств фосфорной кислоты и ацетилена, но и получить удобрение, более ценное по своему химическому составу, чем в ранее предлагаемых способах. 1 табл.

Способ подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта до рН 10-11,5, 10%-ной суспензии шлама карбида кальция в количестве по оксиду кальция 1,0-3,0 г/дм³, и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,5 с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используют отход производства фосфорной кислоты - суспензию дигидрата сульфата кальция при дозе по оксиду фосфора (5) 8,0-20,0 г/дм³, который вводят при непрерывном перемешивании в течение 1-2 мин.