Способ подготовки сточных вод свиноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования Российский патент 2019 года по МПК C02F1/52 C02F1/58 

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: высокие дозы реагентов и, соответственно, большие объемы образующихся фракций; 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 МПК 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 течении 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 упрощение процесса приготовления реагента и уменьшение размеров сооружений реагентного хозяйства, снижение стоимости 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 последовательно вводят щелочной коагулянт - известковое молоко или суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН=10-12 и подкисляющий реагент до рН=6,5-8,0, с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используем последовательно вводимые суспензии аммофоса и нитрофоски. Совокупное действие двух подкисляющих реагентов вызывает синергический эффект.

Присутствие в техническом решении смеси нитрофоски и аммофоса необходимо для нейтрализации обрабатываемой смеси до рН=6,5-8,5. Смесь аммофоса и нитрофоски 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 использования смеси подкисляющих реагентов заключается в том, что при их совокупном действии возможно сокращение доз реагентов, сокращение объемов сооружений и повышение эффективности фракционирования сточных вод.

Технология подготовки сточных вод свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем. Сточные воды 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 вводят смесь аммофоса (1,0 г/дм³) и нитрофоски (1,0 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 97% при сокращении времени отстаивания с 1,2 ч до 30 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 Р₂О₅ 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 смесь аммофоса - 1 г/дм³ (в пересчете на Р₂О₅) и нитрофоски - 1 г/дм³ (в пересчете на Р₂О₅). Время отстаивания составило 30 мин при эффективности разделения фракций, равной 97%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 15 до 25 мин. Осадок имеет плотную гомогенезированную 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 относится к очистке и утилизации сточных вод, в частности к способу подготовки сточных вод животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования. Способ обеспечивает последовательный ввод в сточные воды свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования щелочного коагулянта - известкового молока, или суспензии шлама карбида кальция, или смеси известкового молока и шлама карбида кальция до рН=10-12, а затем последовательно вводятся подкисляющие реагенты, в качестве которых используют суспензии аммофоса и нитрофоски при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин до рН=6,5-8,0 с выделением образующегося осадка. Изобретение обеспечивает получение органоминерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов при одновременном значительном упрощении процесса приготовления реагента и снижении стоимости реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повышение эффективности разделения на жидкую и твердую фракции и их агромелиоративную ценность при сокращении времени отстаивания, помогает улучшить физические свойства получаемой твердой фракции и уменьшить в ней содержание тяжелых металлов, причем сочетанное действие двух подкисляющих реагентов вызывает синергический эффект. 1 табл.

Способ подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта - известкового молока или суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин до рН=10-12 и подкисляющего реагента с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используют последовательно вводимые суспензии аммофоса и нитрофоски при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин до рН 6,5-8,0 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

суспензия аммофоса в пересчете на Р₂О₅ 1,0

суспензия нитрофоски в пересчете на Р₂О₅ 1,0