СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ СВИНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И ФЕРМ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК C02F1/52 C02F1/58 B01D21/01 C02F101/30 C02F103/20 

Изобретение относится к утилизации животноводческих стоков свиноводческих комплексов и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки животноводческих стоков (ЖС) свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Известен способ (RU 2242444, 20.12.2004) подготовки сточных вод свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (10%-ная суспензия шлама карбида кальция СаО) до рН 10÷11, 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 карбида кальция и суперфосфата, являющийся органическим удобрением.

Недостатками этого способа являются: трудоемкость подготовки раствора щелочного коагулянта к применению, обусловленная неполной растворимостью шлама карбида кальция; дороговизна простого суперфосфата, используемого для приготовления кислого реагента; применяемые дозы простого суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; трудоемкость подготовки к использованию простого суперфосфата, обусловленная необходимостью измельчения реагента; длительность процесса отстаивания смеси. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.

Известен способ (RU 2312819, 20.12.2007) подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (суспензия шлама карбида кальция СаО) до рН 10,0÷1,5, а затем подкисления суспензией дигидрата сульфата кальция до рН 6,5÷8,5. После отстаивания в течение часа смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение.

Недостатком этого способа является необходимость предварительного подщелачивания шламом карбида кальция до рН 10,0÷11,0, что значительно усложняет процесс реагентной подготовки; требуются высокие дозы подкисляющего реагента для достижения рН 6,5÷8,5, что требует больших экономических затрат на процесс подготовки жидких отходов к сельскохозяйственному использованию; отсутствует обеззараживающий эффект, что ограничивает широкое применение осадка - органоминерального удобрения в сельском хозяйстве.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является (RU 2551505, 27.05.2015) способ подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий, включающий использование реагента, полученного из природного сырья - алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 10÷35 мг/дм³ по Al₂O₃ в зависимости от качественных характеристик жидких отходов. После обработки полученной смеси в открытом гидроциклоне она разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. После чего жидкую фазу подают в блок обеззараживания, где ее обрабатывают мочевиной. Осадок подают в аппарат вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, где происходит обеззараживание.

Недостатками этого способа являются: применение больших доз коагулянта, определяющих высокую стоимость реагентной обработки, длительный процесс отстаивания смеси жидких отходов и реагента, трудоемкая процедура обеззараживания, обеззараживание с помощью химических реагентов, опасность попадания их на поля.

Задачей изобретения является разработка технического решения возможной утилизации животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий; ускорение процесса отстаивания смеси жидких отходов и реагента; достижение обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз; сохранение удобрительной ценности получаемого осадка в результате фракционирования и обеззараживания животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм, упрощение процедуры обеззараживания, снижение потребления коагулянта за счет предварительного подкисления.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования ЖС предварительно подкисляют раствором фосфогипса с дозой 10÷15 мг/дм³, затем обрабатывают алюмосиликатным коагулянтом на основе нефелина с дозой 5÷20 мг/дм³ по Al₂O₃ и обеззараживают жидкую и твердую фазы путем обработки ее препаратом Микрозим™.

Способ позволяет расширить диапазон обработки животноводческих стоков до 20÷30 мг/л по взвешенным веществам, снизить стоимость реагентной подготовки животноводческих стоков к сельскохозяйственному использованию, достичь полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз, повысить агромелиоративную ценность получаемой жидкой фракции, упростить процедуру обеззараживания, снизить потребление коагулянта за счет предварительного подкисления.

Подготовка животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: на первом этапе жидкие отходы свиноводческих комплексов и ферм подкисляют раствором фосфогипса с дозой 10÷15 мг/дм³. Затем обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 5÷20 мг/дм³ по Al₂O₃, при этом значение рН колеблется в диапазоне 6,5÷7,5. После обработки раствором нефелина, жидкие отходы разделяются на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. После чего жидкую и твердую фазы подают в блок обеззараживания, где их по отдельности обрабатывают Микрозимом™. В состав Микрозима™ входит не менее 12 штаммов бактерий сапрофитной группы и микробные ферменты, способствующие активизации биологических процессов. Биопрепарат МИКРОЗИМ™ представляет собой сухой порошок желтого или светло-коричневого цвета с ярко выраженным запахом хорошо удобренной почвы. Полная активизация сухого порошкового биопрепарата, помещенного в водную среду, происходит в течение 12-18 часов (ООО «РСЭ-трейдинг» МИКРОЗИМ(tm): http://www.microzym.ru). Агромелиоративные свойства обработанных осадков и жидкой фазы не только сохраняются, но и повышаются.

Технический результат достигается за счет: расширения диапазонов обработки животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм по взвешенным веществам; исключения температурного фактора в подготовке животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм в силу специфических свойств алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина; применения алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина в комплексе с фосфогипсом, что приводит к ускорению процесса потери агрегативной устойчивости взвеси, несмотря на специфические свойства животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм, упрощению процесса обеззараживания за счет применения Микрозима™.

Пример. Подготовка животноводческих стоков свиноводческих хозяйств и ферм комплекса объемом 300 м³ после 20-минутного отстаивания путем обработки их реагентами.

По известному способу жидкие отходы свиноводческого комплекса обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 35 мг/дм³ по Al₂O₃ и рН соответственно 6,5÷7,5.

1. По предложенному способу животноводческие стоки свиноводческого комплекса с начальным содержанием взвешенных веществ 21 мг/л подкисляют раствором фосфогипса с дозой 10 мг/дм³, далее обрабатывают коагулянтом на основе нефелина с дозой 7 мг/дм³ по Al₂O₃ (рН 6,5). После чего жидкую и твердую фазы подают в блок обеззараживания, где их обрабатывают Микрозимом™ с дозой 20 мг/дм³. После обработки эффект очистки по взвешенным веществам в жидкой фазе достигает 99%. Содержание остаточного алюминия не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и составляет 0,06 г/дм³.

2. По предложенному способу животноводческие стоки свиноводческого комплекса с начальным содержанием взвешенных веществ 25 мг/л подкисляют раствором фосфогипса с дозой 12 мг/дм³, далее обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 16 мг/дм³ по Al₂O₃ (рН 7,0). После чего жидкую и твердую фазы подают в блок обеззараживания, где их обрабатывают Микрозимом™ с дозой 30 мг/дм³. После обработки эффект очистки по взвешенным веществам в жидкой фазе достигает 99%. Содержание остаточного алюминия не превышает ПДК и составляет 0,075 мг/дм³.

3. По предложенному способу животноводческие стоки свиноводческого комплекса с начальным содержанием взвешенных веществ 33 мг/л, подкисляют раствором фосфогипса с дозой 14 мг/дм³, далее обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 24 мг/дм³ по Al₂O₃ (рН 7,5). После чего жидкую и твердую фазы подают в блок обеззараживания, где их обрабатывают Микрозимом™ с дозой 40 мг/дм³. После обработки эффект очистки по взвешенным веществам в жидкой фазе достигает 99%. Содержание остаточного алюминия не превышает ПДК и составляет 0,13 мг/дм³.

Результаты исследований влияния раствором оксихлорида алюминия на жидкие отходы свиноводческих комплексов и ферм для известного способа представлены в таблице 1.

Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных жидких отходах свиноводческих комплексов и ферм до и после их реагентной обработки известным способом представлены в таблице 2.

Результаты исследований влияния раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина на животноводческие стоки свиноводческих комплексов и ферм для предложенного способа приведены в таблице 3.

Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных жидких отходах свиноводческих комплексов и ферм до и после их реагентной обработки предложенным способом представлены в таблице 4.

Реализация предложенного способа подготовки животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования с применением алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина позволила решить поставленную задачу.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки стоков свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий. Для осуществления способа животноводческие стоки предварительно подкисляют раствором фосфогипса с дозой 10÷45 мг/дм³, после чего обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 5÷20 мг/дм³ по Al₂O₃, при этом значение рН поддерживают в диапазоне 6,5÷7,5. Затем жидкую и твердую фазы подают на обеззараживание и дезодорацию препаратом Микрозим™ с дозой 20÷40 мг/дм³. Выделенный осадок используют в качестве органоминерального удобрения. Способ обеспечивает ускорение процесса отстаивания смеси жидких отходов и реагентов, снижение расхода коагулянта, сохранение удобрительной ценности получаемого осадка, утилизацию стоков свиноводческих комплексов. 4 табл., 1 пр.

Способ подготовки животноводческих стоков свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования путем их реагентной обработки с выделением осадка в качестве органоминерального удобрения, отличающийся тем, что животноводческие стоки предварительно подкисляют раствором фосфогипса с дозой 10÷15 мг/дм³, далее обрабатывают раствором алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина с дозой 5÷20 мг/дм³ по Al₂O₃, при этом значение рН колеблется в диапазоне 6,5÷7,5, и дезодорируют и обеззараживают препаратом Микрозим™ с дозой 20÷40 мг/дм³.