СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ "ИЛОПЛАНТ" Российский патент 2019 года по МПК C05F7/00 C02F11/14 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам получения удобрений из осадков сточных вод. Иловые осадки очистных сооружений сточных вод содержат большое количество остатков микроорганизмов, образующих массу активного ила, и имеют белковую природу. Аминокислоты, образуемые при деструктивном разложении белковой массы, являются хорошими стимуляторами роста растений, увеличивающие не только урожайность, но и их стрессоустойчивость к различным факторам окружающей среды. При обработке иловых остатков образуются также активные соединения - гуминовые кислоты, которые участвуют в почвообразовании. В способе, включающем обработку осадка сточных вод раствором азотной кислоты, контроль и регулирование процесса магнитную сепарацию, нейтрализацию остаточной кислотности аммиачным раствором гумата аммония до обработки ОСВ просушивают и измельчают, а полученную субстанцию смешивают с минеральными ингредиентами - хлористым калием, карбамидом и фосфатной мукой, гранулируют и расфасовывают для хранения или транспортировки.

Известен способ получения органоминеральных удобрений из осадков сточных вод (RU 2264998 С1, опубл. 27.11.2005 г., кл. C05F 7/00, C02F 11/14), включающий обработку помещенного в кассету осадка кислым промывочным раствором, регенерацию промывочного раствора, нейтрализацию осадка. Осадок сточных вод перед обработкой кислым промывочным раствором подвергают обработке щелочным экстрагентом с последующей промывкой, в качестве кислого промывочного раствора используют раствор соляной кислоты, регенерацию отработанных кислых промывочных растворов проводят в одну стадию путем дистилляции, промывные воды после кислотной промывки регенерируют методом перегонки, а в качестве энергоносителя при дистилляции используют топочные газы, получаемые при сжигании природного газа или биогаза, получаемого в метантенках, входящих в состав очистных сооружений, или смеси природного газа и биогаза.

Недостатком способа по указанному изобретению является то, что используемую для выделения металлов из осадков сточных вод кислоту не регенерируют, что ведет к повышенному ее расходу. Кроме того, на нейтрализацию кислоты при получении шламов необходимо затрачивать реагенты, что приводит к усложнению технологической схемы и повышает стоимость обработки.

Известно также четыре варианта «Способа приготовления органического удобрения» - изобретение по патенту 2299872». По первому варианту способ включает обогащение осадка сточных вод путем его механического смешивания с органическим компонентом. В качестве осадка сточных вод используют минерализованный осадок, хранящийся более 3 лет, а в качестве органического компонента - пивную дробину, при объемном соотношении осадка и пивной дробины соответственно 0,7-0,3:0,3-0,7.

Способ по варианту 2 включает смешивание осадка сточных вод с углеродсодержащим влагопоглощающим компонентом и последующее аэробное компостирование полученной смеси. В состав смеси дополнительно вводят пивную дробину, в качестве осадка сточных используют свежий обезвоженный осадок сроком хранения менее 3 лет, а в качестве углеродсодержащего влагопоглощающего компонента - опилки или торф при объемном соотношении осадка, пивной дробины и опилок или торфа 0,5:0,25:0,25 или 0,6:0,3:0,1. По окончании компостирования проводят естественное подсушивание компоста.

Способ по варианту 3 включает смешивание осадка сточных вод с углеродсодержащим влагопоглощающим компонентом и последующее аэробное компостирование полученной смеси. В состав смеси дополнительно вводят пивную дробину, в качестве осадка сточных вод используют свежий обезвоженный осадок сроком хранения менее 3 лет, а в качестве углеродсодержащего влагопоглощающего компонента используют опилки или торф при объемном соотношении осадка, пивной дробины и опилок или торфа соответственно 0,5:0,25:0,25 или 0,6:0,3:0,1. Компостирование осуществляют с внесением биоактиватора в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси, а по окончании компостирования проводят естественное подсушивание компоста.

Способ по варианту 4 включает смешивание осадка сточных вод с органическим компонентом и последующее аэробное компостирование полученной смеси. В качестве осадка сточных вод используют свежий обезвоженный осадок сроком хранения менее 3 лет, а в качестве органического компонента - пивную дробину, или опилки, или торф при объемном соотношении соответственно 0,5:0,5 или 0,6:0,4 с добавлением биоактиватора в количестве не менее 15% от объема компостируемой смеси. По окончании компостирования проводят естественное подсушивание компоста.

Известен также способ получения органоминеральных удобрений (патент РФ №2039726, кл. C05F 7/00, от 20.07.95), согласно которому из осадков сточных вод вначале удаляют ионы тяжелых металлов путем обработки осадков раствором азотной кислоты концентрацией 1,0-1,25 моль/дм³ при температуре 50-70°С в течение 10-20 минут. Процесс проводят при соотношении твердой и жидкой фаз, равном 1:5, и числах Рейнольдса больше 1-10⁵. При этих условиях остаточное содержание тяжелых металлов соответствует нормам для данного вида удобрений. После фильтрации на барабанном вакуум-фильтре или рамном пресс-фильтре осуществляют нейтрализацию остаточной кислотности щелочными агентами, такими как гидроксид калия, гидроксид аммония, углекислый кальций с получением органоминерального удобрения.

Недостатком указанного способа является то, что приготавливается смесь только по рецепту одного органоминерального удобрения.

Сравнение существенных признаков (СП) указанных изобретений приведено в таблице 1

Анализ содержания таблицы 1 дает возможность сделать следующие выводы:

1. Прототипом предлагаемого изобретения является патент РФ №2039726, как имеющий наибольшее число СП, совпадающих с СП предлагаемого способа.

2. Новизна предлагаемого решения подтверждается отсутствием действий, размещенных в отличительной части в прототипе, аналогах и литературных источниках.

3. Проведение контроля методами АСАК параметров продуктов обработки и регулирование состава дает возможность обеспечить в каждой грануле содержание веществ в соответствии с рецептурой, что приводит к изменению свойств продукции и указывает на изобретательский уровень решения задачи.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в обеспечении возможности оперативного изменения рецептуры органоминеральных удобрений. Указанный результат достигается тем, что после обработки осадка сточных вод (например, раствором азотной кислоты), и нейтрализации кислотности щелочным агентом, его последовательно измельчают, увлажняют, подвергают магнитной сепарации и смешивают с минеральными добавками (например, хл.калий, карбомида, фосфорной муки), гранулируют его и расфасовывают смесь, при этом перед загрузкой, после дозирования, смешивания и гранулирования производят экспресс-анализ ингредиентов и смеси, по результатам которого производят дозирование выхода расходных силосов и степени гранулирования (см. фиг. 1), а минеральные добавки размещают в по крайней мере двух расходных силосах в каждом из которых добавки подвергают аэрации и дозированию на выходе.

Пример 1. Ингредиенты из силосов подаются в пропорции 1:2:3, соответственно для хлористого калия, карбомида и фосфатной муки. Получаемые органоминеральные удобрения предназначено для одного типа почвы.

Пример 2. Ингредиенты из силосов подаются в пропорции 3:1:2, соответственно для хлористого калия, карбомида и фосфатной муки. Получаемые органоминеральные удобрения предназначено для другого типа почвы

Представляемая технология реализуется в виде производственных линий, выпускающих продукцию, которая вписывается в существующую систему внесения удобрения, хранения и транспорта.

Способ реализуется с помощью технической системы, изображенной на фиг. 2 и содержащей следующее оборудование: Силос металлический (1), фильтр рукавный (2), затвор отсечной (3), питатель шнековый (4), БГС - барабан граннул, сушилку (5), камеру сгорания (6), вентилятор вторичного воздуха (7), вентилятор первичного воздуха (8), шлам-бассейн (9), конвейер винтовой (10), фильтр рукавный (11), вентилятор центробежный (12), элеватор (13), конвейер винтовой (14), установку для затаривания Биг-бегов (15), затвор шлюзовый (16), сито барабанное (17), упакованную машину (18), фильтр рукавный (19), вентилятор центробежный (20), конвейер ленточный (21), кран подвесной электрический (22), компрессорную установку очистки воздуха (23), систему аэрации силоса (24), систему пневмоперемешивания (25), конвейер шнековый (26), задвижку шламовую (27), насос шламовый (28), точку экспресс анализа (29), емкость с азотной кислотой (30), емкость с щелочным агентом (31) измельчитель (32), увлажнитель (33), магнитный сепаратор (34), барабан-гранулятор (35), силосов готового продукта (36).

Комплекс работает следующим образом.

Зола осадков сточных вод (иловые осадки очистных сооружений сточных вод) и минеральные добавки загружаются в силоса 9 и 1 соответственно. Минеральные добавки после аэрации 24 в силосах 1 с помощью отсечного затвора 3 дозировано поступают на шнековые питатели 4 и далее с помощью шнекового конвейера 26 через устройства экспресс-анализа 29 поступает в первый шлам-бассейн 9. Туда же через точку экспресс анализа 29 в первый силос 9 поступает обработанный в емкости с азотной кислотой 30 осадок сточных вод, нейтрализованный щелочным агентом в емкости 31 и измельченный в устройстве 32, увлажненный в объекте 33 и подверженный далее магнитной сепарации на объекте 34. После этого через систему пневмоперемешивания 25 смесь поступает во второй шлам-бассейн 9 из которого через точку экспресс анализа 29 она из второго шлам-бассейна 9 транспортируется в барабан- гранулятор-сушилку 5.

Далее материал перекатывается в барабане 35, где образуются гранулы. В барабан из камеры сгорания 6 с помощью вентиляторов 7 и 8 подается сушильный агент, позволяющий высушить гранулы. Готовые гранулы через отсечный затвор 3, барабанное сито 17 и винтовой конвейер 10 с помощью элеватора 13 и двумя распределительными винтовыми конвейерами 14 подаются в силоса готового продукта 36.

Для уменьшения слипания и улучшения истечения материалов все силоса оборудованы системами аэрации 24. Сжатый, очищенный от влаги, воздух на аэрацию подается от компрессорной установки очистки воздуха 23.

Для очистки запыленного воздуха, выходящего из силосов, на каждом из них устанавливается напорный рукавный фильтр 2.

Из силосов готового продукта 36 осуществляется упаковка минеральных удобрений Минеральные гранулированные удобрения из одного силоса шлюзовым затвором 16 подаются в барабанное сито 17, где осуществляется удаление некондиционных включений из потока гранулированных минеральных удобрений. Далее готовый продукт самотеком попадает в упаковочную машину 18, откуда заполненные мешки ленточным конвейером 21 транспортируются в зону складирования, укладываются на поддоны и подвесным краном 22 распределяются по складской зоне.

Из второго силоса 36 удобрение поступает на упаковочное устройство в БИТ БЭГи 15 и затем подвесным краном 22 подаются в складскую зону.

Управление процессами грануляции, сушки, упаковки и складирования осуществляются по программе АСУ ТП, контроль качества сырья, добавок, удобрения выполняется по программе автоматизированной системой аналитического контроля (АСАК) с общего пульта управления (на рисунке не показан). С помощью АСАК также определяют объем каждого из ингредиентов в зависимости от рецептуры удобрения и с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом открывают задвижки силосов с добавками.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения характеризуется тем, что включает обработку осадка сточных вод раствором азотной кислоты, нейтрализацию кислотности осадка сточных вод щелочным агентом, последующее измельчение, увлажнение, магнитную сепарацию осадка сточных вод, смешивание обработанного осадка сточных вод с минеральными добавками, размещенными по крайней мере в двух расходных силосах, в каждом из которых добавки подвергают аэрации, после чего осуществляют гранулирование смеси и ее расфасовку, при этом после гранулирования производят экспресс-анализ качества ингредиентов и смеси, по результатам которого с помощью автоматизированной системы аналитического контроля определяют объем каждого из ингредиентов в зависимости от рецептуры удобрения и с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом открывают задвижки силосов с добавками. Изобретение позволяет расширить ассортимент органоминеральных удобрений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 2 пр.

1. Способ получения органоминерального удобрения, характеризующийся тем, что включает обработку осадка сточных вод раствором азотной кислоты, нейтрализацию кислотности осадка сточных вод щелочным агентом, последующее измельчение, увлажнение, магнитную сепарацию осадка сточных вод, смешивание обработанного осадка сточных вод с минеральными добавками, размещенными по крайней мере в двух расходных силосах, в каждом из которых добавки подвергают аэрации, после чего осуществляют гранулирование смеси и ее расфасовку, при этом после гранулирования производят экспресс-анализ качества ингредиентов и смеси, по результатам которого с помощью автоматизированной системы аналитического контроля определяют объем каждого из ингредиентов в зависимости от рецептуры удобрения и с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом открывают задвижки силосов с добавками.

2. Способ получения органоминерального удобрения по п. 1, отличающийся тем, что минеральные добавки размещают в по крайней мере двух расходных силосах, в каждом из которых добавки подвергают аэрации и дозированию на выходе.