СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК C02F11/14 C02F1/52 C02F103/20 

Изобретение относится к утилизации жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов комплексов и ферм по выращиванию крупного рогатого скота для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Известен способ [2120417, C02F 3/30, опуб. 1998.10.20] переработки навоза животноводческих ферм, в частности к очистке стоков ферм влажностью 97-99% и получения биогаза и удобрений. Сущность изобретения: после отделения грубодисперсных включений стоки проходят предварительную очистку в аэротенках, где смонтирован метантенк, сбраживающий активный ил после предварительной и двухступенчатой аэробной очистки, притом температурный режим поддерживается в метантенке за счет тепла аэротенка предварительной очистки.

Недостатками этого способа являются сложность технологической схемы, предусматривающая использование технически и пространственно громоздких сооружений, в частности метантенк и аэротенк, неустойчивость технологического процесса при колебании расходов и концентраций, особенно при малых расходах.

Известен способ [1231004, С02F 1/58, С05F 7/00 15.05.86. Бюл. №18] подготовки сточных вод животноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - 10%-ное известковое молоко до рН 9-11, 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 и простого суперфосфата; применяемые дозы товарной извести и простого суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; трудоемкость подготовки к использованию товарной извести и простого суперфосфата; длительность процесса отстаивания смеси; отсутствие эффекта дезодорации и, следовательно, загрязнение атмосферы; не пригоден для подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является способ [2243170, С02F 1/52, 1/58 // С02F 103:20] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока с суспензией шлама карбида кальция) до рН 10-12, а затем подкисление суспензиями простого (или двойного) суперфосфата до рН 6.5-8.5. После полуторочасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворимые частицы шлама карбида кальция и суперфосфата и являющийся органоминеральным удобрением.

Недостатком этого способа является необходимость использовать несколько реагентов; дороговизна минерального удобрения; применяемые дозы простого или двойного суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; повышенное содержание ионов тяжелых металлов; трудоемкость подготовки к использованию суперфосфата, необходимость измельчения гранул перед использованием; не пригоден для подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота.

Задачей является разработка техническое решение возможной утилизации жидких отходов животноводческих хозяйств для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, снижение стоимости реагентной обработки жидких отходов с помощью сокращения числа и расхода реагентов, ускорение процесса отстаивания смеси, уменьшение количества стадий подготовки жидких отходов при сохранении удобрительной ценности получаемого осадка в результате фракционирования жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота.

Поставленная задача достигается тем, что для разделения жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота вместо двух реагентов (щелочного коагулянта и подкисляющего реагента) возможно использовать один реагент - коагулянт полиалюминий гидрохлорида (Al₂(OH)₅Cl). Катионный полимерный коагулянт (Al₂(ОН)₅Cl) обладает способностью образовывать комплексные соединения с широким спектром органических и неорганических веществ в воде. Принципиально отличается от обычных солей алюминия тем, что имеет так называемую поверхностную кислотную оболочку, что обеспечивает максимально высокую эффективность очистки вод от взвешенных веществ и металлов. По санитарным характеристикам соответствует качеству, предъявляемому пищевым продуктам, и изготавливается из чистых соединений соляной кислоты и металлического алюминия. Производится на территории Северо-Кавказского округа на предприятие "Синтез", г.Азов Ростовской области. Коагулянт вводится в жидкие отходы при непрерывном перемешивании в течение 2-5 минут в виде 1-5% раствора.

Способ позволяет сократить число реагентов, упростить процесс приготовления реагентов, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, сохранить агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания.

Технология подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкие отходы комплексов и ферм по выращиванию крупного рогатого скота обрабатываем 1-5% раствором полиалюминия гидрохлорида (Al₂(OH)₅Cl) при непрерывном перемешивании в течение 2-5 минут, при этом значение рН остается неизменной, в отличие от ранее рассмотренного способа подготовки отходов животноводческих хозяйств для сельскохозяйственного использования. После отстаивания в течение 40-60 минут смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органическое удобрение. В результате разделения смеси на твердую и жидкую фракцию в осадке - органическом удобрении наблюдается концентрация ценных биогенных компонентов, таких как фосфор, азот, калий.

Технический результат достигается за счет сокращения числа реагентов и стадий подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота позволяет сохранить рН смеси неизменной, максимальная концентрация биогенных элементов в осадке - органическом удобрении, применение полиалюминия гидрохлорида (Al₂(OH)₅Cl) приводит к ускорению процесса потери агрегативной устойчивости взвеси.

ПРИМЕР. Реагентная подготовка жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота объемом 200 м³, полученного после 20-минутного отстаивания.

По известному способу реагентной подготовки сточные воды свиноводческих хозяйств обрабатывают 10%-ой 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.

По предложенному способу жидкие отходы животноводческих хозяйств обрабатываются 5% раствором полиалюминия гидрохлорида при непрерывном перемешивании в течение 5 минут. Содержание остаточного алюминия не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и составляет 0.04 мг/дм³. После отстаивания в течение 40 минут смесь жидких отходов и коагулянта разделилась на прозрачную жидкую фракцию со специфической буроватой окраской и осадок - органическое удобрение и эффективность отстаивания смеси составила 80%. Результаты определения рН, влажности, значений концентраций аммонийного азота, общего фосфора, общего калия, ХПК и остаточного алюминия для предложенного способа обработки полиалюминием гидрохлоридом (Al₂(ОН)₅Cl) в жидких отходах животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота приведены в табл.1.

По результатам реализации предложенного способа подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота можно сделать вывод о новизне технического решения и целесообразности применения в качестве коагулянта полиалюминия гидрохлорида (Al₂(OH)₅Cl).

Таблица 1
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в жидких отходах животноводческих хозяйств до и после их реагентной обработки предложенным способомПоказателиЖидкая фазаТвердая фаза до обработкипосле обработкидо обработкипосле обработкирН6,66,76,76,8Влажность, %92,6100,0089,090,2P₂O₅, мг/дм³620200230650К₂O, мг/дм³830300450980NH₄, мг/дм³856434354743ХПК, мг/дм³15050100401760011900Остаточный алюминий Al, мг/дм0000,04

Изобретение относится к утилизации жидких отходов животноводческих хозяйств и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов комплексов и ферм по выращиванию крупного рогатого скота для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий. Жидкие отходы комплексов и ферм по выращиванию крупного рогатого скота обрабатывают 1-5% раствором коагулянта-полиалюминия гидрохлорида (Al₂(OH)₅Cl) при непрерывном перемешивании в течение 2-5 минут, при этом значение рН остается неизменным. После отстаивания в течение 40-60 минут смесь разделяют на прозрачную жидкую фракцию, использующуюся для полива, и осадок, который можно использовать в качестве органического удобрения. Изобретение обеспечивает снижение стоимости реагентной подготовки сточных вод к использованию в сельском хозяйстве и повышает агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания. 1 табл.

Способ подготовки жидких отходов животноводческих хозяйств по выращиванию крупного рогатого скота для сельскохозяйственного использования путем их реагентной обработки с выделением осадка, отличающийся тем, что в качестве реагента используют коагулянт полиалюминий гидрохлорид Al₂(ОН)₅Cl, который вводят в обрабатываемые жидкие отходы в виде 1-5%-ного раствора при непрерывном интенсивном перемешивании в течение 2-5 мин, при этом рН остается неизменным.