Способ подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования Российский патент 2019 года по МПК C02F1/52 C05F3/02 C05F7/00 C02F103/20 

Изобретение относится к очистке и утилизации сточных вод, в частности к способу подготовки сточных вод животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования.

Известен способ [Патент Франция №9913312, МПК C02F 1/28] для очистки сточных вод от переработки сельскохозяйственной продукции, включающий термообработку сточных вод при температуре от 250 до 650°С при одновременном дозировании СаО (в виде гранулята 5 мм).

Недостатками данного способа очистки являются: трудоемкость процесса и сложность технологии, большой расход электроэнергии, низкая удобрительная ценность образовавшегося материала из-за полной деструкции органических и минеральных загрязнений.

Известен способ [Патент США №5562829, МПК C02F 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 то, что полученные после обработки жидкая и твердые фазы имеют значения рН 11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве. Наиболее близким к заявленному, взятым за прототип техническому решению является способ [Патент РФ №2257353 C02F 1/52, C02F 1/58, C02F 103/20 опубликовано 22.09.2003] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - известкового молока до рН 10-12 и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,5. В качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена- суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и суспензии шлама карбида кальция в определенной пропорции при непрерывном перемешивании в течение 2-5 мин. В качестве подкисляющего реагента используют суспензию простого или двойного суперфосфата. Недостатками этого способа являются: высокие дозы подкисляющего реагента и, соответственно, повышение затрат на обработку.

Также недостатком является необходимость введения глауконита, что усложняет технологический процесс, увеличивает объемы образующихся фракций и длительность процесса отстаивания смеси.

Изобретение направлено на создание технического решения(способа), способного значительно упростить процесс приготовления реагента, снизить стоимость реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повысить эффективность разделения на жидкую и твердую фракции и их агромелиоративную ценность при сокращении времени отстаивания, улучшить физические свойства получаемой твердой фракции и уменьшить в нем содержание тяжелых металлов. Техническим результатом является получение органоминерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов.

Технический результат достигается тем, что в сточные воды свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования последовательно вводится щелочной коагулянт - известковое молоко или суспензия шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН 10-12 и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,0 с выделением образующегося осадка.

Присутствие в техническом решении аммофоса необходимо для нейтрализации обрабатываемой смеси до рН 6,5-8,5. Аммофос отличается более высоким содержанием биогенных компонентов (а именно наличием, кроме фосфора, солей азота и калия) и более низкой стоимостью по сравнению с суперфосфатом, отсутствием содержания ионов тяжелых металлов и других примесей. Основное достоинство аммофоса заключается в его высокой растворимости и, следовательно, в более быстром достижении технического результата-нейтрализации (подкисления) до рН 6,5-8,0

Технология подготовки сточных вод свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем Жидкий навоз обрабатываем одним из щелочных коагулянтов до рН 10-11, г/дм³: известковым молоком -1,2-1,5 или суспензией шлама карбида кальция -2,0-3,0, или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в пропорции 0,5-1:1-2,5 при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин., затем для нейтрализации смеси вводят суспензию аммофоса (0,5-1,5 г/дм³) при перемешивая в течение 2-3 минут, тем самым снижая рН до 6,5-8,5. После отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. Эффект разделения на жидкую и твердую фракции при известном способе обработки составлял 90%. Предложенный способ позволяет повысить эффективность реагентного фракционирования сточных вод до 95% при сокращении времени отстаивания с 1,2 ч до 40 мин.

Пример. Осуществим реагентную обработку суточного расхода сточных вод ОАО «Батайское» объемом 150 м³.

По известному способу жидкий навоз обрабатывают известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равной-1,3 г/дм³; шламом карбида кальция - 2,5 г/дм³; смесью известкового молока-1 г/дм³ со шламом карбида кальция-1 г/дм³. Для снижения рН до 7,5 вводили в смесь 4 г/дм³ по P₂O₅ суспензии простого суперфосфата; 2 г/дм³ двойного суперфосфата. После этого вносили глауконит в количестве 20% от объема обрабатываемой смеси. Время отстаивания составило 1,2 при эффективности разделения фракций, равной 90%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 45 до 60 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую транспортировке.

По предложенному способу сточные воды обрабатываем известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равная 1-3 г/дм³. Для нейтрализации до рН 7,0 вводим раствор аммофоса в пересчете на P₂O₅ - 1 г/дм³. Время отстаивания составило 40 мин при эффективности разделения фракций, равной 95%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 20 до 30 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую дальнейшей обработке.

Сравнительная характеристика показателей реагентной обработки сточных вод по известному и предлагаемому способам представлены в Таблице 1.

Примечание: ПСФ - простой суперфосфат, ДСФ - двойной суперфосфат

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке и утилизации сточных вод животноводческих комплексов. Для осуществления способа в сточные воды последовательно вводят щелочной коагулянт - известковое молоко, или суспензию шлама карбида кальция, или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН 10-12 и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,0 с выделением образующегося осадка. В качестве подкисляющего реагента используют раствор аммофоса при следующем соотношении компонентов (г/дм³): известковое молоко в пересчете на СаО 1,2-1,5, или суспензия шлама карбида кальция в пересчете на СаО 2,0-3,0, или смесь известкового молока и шлама карбида кальция, соответственно, в соотношении 0,5-1:1-2,5, аммофос в пересчете на P₂O₅ 0,5-1,5. Способ обеспечивает получение органо-минерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов, упрощает процесс приготовления реагента, повышает эффективность разделения сточных вод на жидкую и твердую фракции при сокращении времени отстаивания, улучшает физические свойства получаемой твердой фракции и уменьшает в нем содержание тяжелых металлов. 1 табл.

Способ подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта - известкового молока, или суспензии шлама карбида кальция, или смеси известкового молока и шлама карбида кальция до рН 10-12 и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,0 с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используют раствор аммофоса при следующем соотношении компонентов (г/дм³):

известковое молоко в пересчете на СаО 1,2-1,5 или суспензия шлама карбида кальция в пересчете на СаО 2,0-3,0 или смесь известкового молока и шлама карбида кальция, соответственно, в соотношении 0,5-1:1-2,5 аммофос в пересчете на P₂O₅ 0,5-1,5