СПОСОБ ДЕЗОДОРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК A61L11/00 

Группа изобретений относится к отраслям сельского, коммунального хозяйства, пищевой промышленности и может быть использована для дезодорации дурнопахнущих органических отходов.

В таких отраслях, как сельское и коммунальное хозяйство, пищевая промышленность, в результате производственной деятельности накапливается значительное количество органических дурнопахнущих (зловонных) отходов, которые отравляют атмосферу на многие километры от места их образования и приводят к заболеванию людей, ухудшению экологической ситуации.

К таким отходам в сельском хозяйстве можно отнести навоз животных и помет птиц, в коммунальном хозяйстве - осадки от очистки сточных вод, в пищевой промышленности - различные жмыхи, например жмых сахарной свеклы.

В настоящее время практически нет эффективных и доступных способов борьбы с дурным запахом указанных органических отходов.

Известен способ дезодорации масел и жиров, включающий их деаэрацию в деаэраторе теплообменнике и подогрев его теплом отходящего дезодората с последующей дистилляцией и охлаждением, причем перед дистилляцией масла и жиры обрабатывают в постоянном магнитном поле с магнитной индукцией 0,8-1,2 Т при линейной скорости потока в поле 1,5-2,0 м/с. Обработка в магнитном поле приводит к увеличению полярности хлорорганических соединений, а следовательно, к снижению их растворимости в маслах и жирах и повышению растворимости в воде, что способствует их более эффективной отгонке с водяным паром при дезодорации. (см. патент РФ №2100427, кл. C11B 3/00, 1997 г.).

В результате анализа данного способа необходимо отметить, что он имеет ограниченную область использования, так как применим для очень узкой базы отходов - только для жиров (масло это тоже жир), а дурной запах отходов генерируется не только жирами.

Кроме того, данный способ для реализации требует достаточно сложной установки с генератором тепла, постоянного магнитного поля, с теплообменниками, что обуславливает высокие затраты на реализацию способа.

Известен способ дезодорирования жидкой серы, основанный на использовании реагента-катализатора, обеспечивающего каталитическое разложение полисульфидов водорода и поглощения выделившегося и растворенного в сере сероводорода. Это обеспечивается за счет использования в качестве катализатора смеси кубового остатка производства этаноламинов с 37% раствором формальдегида в весовом соотношении 1,3:4, выполняющего одновременно функцию химического поглотителя.

Для производства катализатора кубовый остаток производства этаноламинов охлаждают до температуры 10-15 градусов Цельсия, перемешивают в реакторе с 37% раствором формальдегида в весовом соотношении 1,3:4, после чего реакционную смесь выдерживают в течение 20 часов. В итоге получают жидкость светло-коричневого цвета, имеющую температуру кипения 100-180 градусов, а температуру замерзания минус 38 градусов.

Для осуществления дезодорирования полученный катализатор добавляют в жидкую среду, термостатированную при температуре 130-160 градусов, и осуществляют интенсивное перемешивание смеси в течение 20-30 минут, в результате чего ускоряется процесс разложения полисульфидов водорода и одновременно нейтрализуется выделяющийся при разложении сероводород, который связывается в нелетучий нетоксичный продукт (см. патент РФ №2210535, кл. С01В 17/02, 2003 г.).

В результате анализа данного способа необходимо отметить, что он, как и приведенный выше, характеризуется узкой областью применения, - только для жидкой серы, а также низкой производительностью производства реагента-катализатора.

Известен способ дезодорирования экскрементов животных, например жидких навозов, включающий ввод в навоз смеси компонентов, приготавливаемых отдельно от навоза, причем смесь содержит суперфосфат и вещества из ундециленовой кислоты, ее сложных эфиров и ее полиоксиаленовых сложных эфиров, причем суперфосфат входит в состав реагента в количестве 16-18% от веса реагента. Кроме того, в состав реагента входят ундециленат метила и перборат натрия, а также могут входить добавки из фунгицидов и бактериологических добавок и вводиться в экскременты в виде водного раствора или суспензии в присутствии активного кислорода (см. опубликованная заявка №96100770, кл. A61L 11/00, 1998 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа данного способа необходимо отметить, что для его реализации требуется весьма сложный и многокомпонентный состав дезодоранта, требующий использования дорогих компонентов и активного кислорода, а также сложной установки для производства дезодоранта, что обуславливает высокие затраты на получение необходимой для дезодорации смеси компонентов. Данный способ может быть использован в весьма узкой области - для дезодорации навозов.

Техническим результатом настоящей группы изобретений является разработка способов дезодорации, достаточно простых и недорогих в осуществлении, не требующих сложного оборудования и реагентов и в то же время обеспечивающих эффективное снижение или полное исключение дурного запаха широкого спектра органических отходов, таких как навоз, помет, осадок от очистки сточных вод и т.д.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе дезодорации органических отходов, включающем смешивание отходов с реагентом, выдержку экспозицию смеси для проведения реакции дезодорации, новым является то, что в качестве реагента используют композицию гидратов гидрооксоаминокислотных соединений меди (2+), имеющую химическую формулу CuLOH, которую вводят в отходы в количестве 0,03-10% от массы смеси, причем перед смешиванием отходов с реагентом обеспечивают влажность отходов не менее 35%, перемешивание отходов с реагентом ведут до получения равномерного распределения реагента в массе с последующей экспозицией полученной смеси в течение 2-48 часов, после чего дезодорированные отходы доводят до влажности 15-20%.

По второму варианту способа дезодорации органических отходов в качестве реагента используют водный раствор смеси хлор-оксидантов со следующим соотношением компонентов:

- молекулярный хлор - 90-95%;

- диоксид хлора - 3-7%;

- озон - не более 3%, реагент растворяют в воде в соотношении 0,5-2,0 г/литр в количестве от 1 г до 6 г в пересчете на газ на одну тонну влажных отходов.

Сущность заявленной группы изобретений поясняется таблицей, в которой представлены результаты реализации группы изобретений для разных органических отходов.

Группа изобретений основана на использовании различных реагентов. Реагент 1 используют при осуществлении способа по варианту 1, а реагент 2 - при осуществлении способа по варианту 2.

В качестве реагента 1 используется композиция гидратов гидроксоаминокислотных соединений меди (2+). Реагент имеет химическую формулу: CuLOH, где L - анион аминокислоты меди (2+). Реагент представляет собой темно-синюю, черную или темно-коричневую суспензию со слабым запахом аммиака, плотностью 1100-1150 - г/дм³, температурой замерзания - 15-20°С, температурой кипения 110-114°С, смешивается с водой, относится к 4 классу опасности малоопасные вещества.

Данный реагент включает комплексные соединения меди (моль/дм³) 0,95-1,05.

Имеет РН - 9-11.

Гидроксильный коэффициент - 0,9-1,1.

Выпускается по ТУ 18517698-1-98.

В качестве реагента 2 используют газообразную смесь высокоактивных хлор-оксидантов с ориентировочным соотношением следующих компонентов:

- молекулярный хлор - 90-95%;

- диоксид хлора - 3-7%;

- озон - не более 3%.

Реагент производится на установках «Аквахлор» электролизом смеси поваренной соли с добавлением незначительных количеств соляной кислоты и соды. Реализуется под названием «Аналит».

Для использования газовую смесь хлор-оксидантов растворяют в воде в соотношении 0,5-2 г/литр. Водный раствор реагента 2 - бесцветная жидкость с едва уловимым запахом хлора. Является экологически безопасным веществом. Способ осуществляют следующим образом.

Подлежащую дезодорации массу органических отходов доводят до влажности не менее 35%. При влажности отходов менее 35% распределить равномерно по объему отходов малое количество дезодоранта очень сложно, что снижает качество дезодорации.

Далее масса отходов заданной влажности дозировано подается в смеситель, куда также дозировано подается реагент (реагент 1 или реагент 2). В качестве смесителя используются стандартные устройства, например, механического типа. Конструкции таких устройств известны и нет необходимости раскрывать их в материалах настоящей заявки. Загруженные в смеситель органические отходы и реагент перемешиваются, образуя смесь. Доза реагента 1, подаваемого в смеситель, в зависимости от влажности и вида отходов составляет от 0,03% до 10% от массы смеси. При содержании реагента менее 0,03% качество дезодорации снижается. При содержании реагента более 10% затраты на дезодорацию неоправданно возрастают. Перемешивание осуществляют до получения равномерного распределения реагента в смеси. Как правило, время перемешивания отходов с реагентом 1 составляет от 1 до 3 минут. После перемешивания осуществляют экспозицию смеси (время прохождения реакции по снижению или уничтожению запаха отходов после их перемешивания с реагентом 1). Данное время составляет 2-48 часов в зависимости от вида и влажности отходов. Экспозиция длительностью менее 2-х часов не обеспечивает полноты осуществления необходимых реакций и получения приемлемого уровня дезодорации. Экспозиция более 48 часов нецелесообразна из-за необходимости значительного увеличения объема накопителей, что будет увеличивать затраты на реализацию способа. В это время смесь накапливается в запаснике.

По окончанию времени экспозиции смесь с целью исключения рецидива появления дурного запаха подвергают сушке в стандартной сушилке до влажности 15-20% и хранят в месте, исключающем попадание влаги на высушенную смесь.

Способ по второму варианту (с использованием реагента 2) осуществляют аналогично способу по варианту. Количество реагента 2, подаваемого в смеситель, в зависимости от влажности и вида отходов составляет от 1 до 6 г (в пересчете на газ) на 1 тонну массы отходов. Количество реагента менее 1 г (в пересчете на газ) на одну тонну массы отходов не обеспечивает необходимого качества дезодорации. Количество дезодоранта более 6 г (в пересчете на газ) на 1 тонну отходов неоправданно увеличивает затраты на дезодорацию.

Апробация указанных способов дезодорации органических отходов показала их эффективность по устранению запахов и при этом зольность отходов практически не изменялась. Как показала опытная проверка, предложенные способы достаточно эффективно дезодорируют органические отходы, при этом зольность отходов практически не изменяется.

Результаты апробации способов дезодорации органических отходов представлены в таблице.

№ п/ Наименование компонентов, соотношение в смеси (в мас.%) Время перемешивания (мин) Влажность отходов в смеси (W^z _i, %) Зольность отходов в смеси (А^d, %) Начальный запах Результат реализации способов: запах, влажность, зольность, время экспозиции 1 2 3 4 5   Свиной навоз - 95% W^z _i=65% Сильный дурной запах Смесь без запаха   Реагент 1. - 5% А^d=16% 1 Перемешивание - 3 мин W^z _i=15%, А^d=16,4% Время экспозиции - 28 часов 2 Коровий навоз лежалый 99,97% W^z _i=70% Умеренный Смесь без запаха A^d=12% дурной запах Реагент 1. - 0,03% W^z _i - 16%, Перемешивание - 1 мин А^d - 12,2% Время экспозиции - 2 часа     W^z _i=80% Сильный дурной (аммиачный) запах Смесь с едва уловимым запахом Свежий птичий помет - 90% A^d=17% 3 Реагент 1. - 10% W^z _i=16%, Перемешивание - 3 мин А^d=17% Время экспозиции - 48 часов 4. Свежий осадок от очистки сточны 98% W^z _i=80% Сильный дурной запах Смесь без запаха Реагент 1. - 2% A^d=17% W^z _i=15%, Перемешивание - 2 мин А^d=38,9%
Время экспозиции - 32 часа   Свиной навоз - 1000 кг
Реагент 2. - 4 г смесь оксидантов в расчете на газ W^z _i=65% Сильный дурной запах Смесь с едва уловимым запахом 5. A^d=16% W^z _i=16%, Перемешивание - 3 мин А^d=16% Время экспозиции - 46 часов   Коровий навоз - 1000 кг
Реагент 2. - 1 г смеси хлор-оксидантов в расчете на газ W^z _i=70% Умеренный дурной запах Смесь без запаха A^d - 12% W^z _i=16%, 6. A^d=12,2% Перемешивание - 1 мин Время экспозиции - 3 часа 7. Свежий птичий помет - 1000 кг
Реагент 2. - 6 г смеси хдорокс в расчете на газ
Перемешивание - 3 мин W^z _i=80%
A^d=17% Сильный дурной запах Смесь с едва уловимым запахом W^z _i=20%, A^d=17% Время экспозиции - 36 ч

Группа изобретений относится к отраслям сельского, коммунального хозяйства, пищевой промышленности и может быть использована для дезодорации дурнопахнущих органических отходов. Способ включает смешивание отходов с реагентом (2 вида), экспозицию полученной смеси для проведения реакции дезодорации. В качестве реагента первого вида используют композицию гидратов гидрооксоаминокислотных соединений меди

(2+), имеющую химическую формулу CuLOH, которую вводят в отходы в количестве 0,03-10% от массы смеси. В качестве реагента второго вида используют водный раствор смеси хлор-оксидантов со следующим соотношением компонентов:

- молекулярный хлор - 90-95%;

- диоксид хлора - 3-7%;

- озон - не более 3%, реагент растворяют в воде в соотношении 0,5-2,0 г/литр в количестве от 1 г до 6 г в пересчете на газ на одну тонну влажных отходов.

Перед смешиванием отходов с реагентом обеспечивают влажность отходов не менее 35%, перемешивание отходов с реагентом ведут до получения равномерного распределения реагента в массе с последующей экспозицией полученной смеси в течение 2-48 часов, после чего дезодорированные отходы доводят до влажности 15-20%. Обеспечиваются простые и недорогие в осуществлении способы, не требующие сложного оборудования и реагентов, эффективное снижение или полное исключение дурного запаха широкого спектра органических отходов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ дезодорации органических отходов, включающий смешивание отходов с реагентом, экспозицию полученной смеси для проведения реакции дезодорации, отличающийся тем, что в качестве реагента используют композицию гидратов гидрооксоаминокислотных соединений меди (2+), имеющую химическую формулу CuLOH, которую вводят в отходы в количестве 0,03-10% от массы смеси, причем перед смешиванием отходов с реагентом обеспечивают влажность отходов не менее 35%, перемешивание отходов с реагентом ведут до получения равномерного распределения реагента в массе с последующей экспозицией полученной смеси в течение 2-48 ч, после чего дезодорированные отходы доводят до влажности 15-20%.

2. Способ дезодорации органических отходов, включающий смешивание отходов с реагентом, экспозицию полученной смеси для проведения реакции дезодорации, отличающийся тем, что в качестве реагента используют водный раствор смеси хлор-оксидантов со следующим соотношением компонентов:
молекулярный хлор - 90-95%;
диоксид хлора - 3-7%;
озон - не более 3%, реагент растворяют в воде в соотношении 0,5-2,0 г/л в количестве от 1 до 6 г в пересчете на газ на одну тонну влажных отходов, причем перед смешиванием отходов с реагентом обеспечивают влажность отходов не менее 35%, перемешивание отходов с реагентом ведут до получения равномерного распределения реагента в массе с последующей экспозицией полученной смеси в течение 2-48 ч, после чего дезодорированные отходы доводят до влажности 15-20%.