Способ получения биоорганоминерального удобрения Советский патент 1993 года по МПК C05F5/00 

Изобретение относится к способам получения биоорганоминеральных удобрений (БОМУ) из отхода гидролизно-дрожжевого производства в микробиологической промышленности.

Целью изобретения является повышение удобрительной ценности ОМУ.

Поставленная цель достигается тем, что в смесь отходов биохимического производства: нейтрализованной 25%-ным водным раствором аммиака отработанной азотной кислоты, гидролизного шлама и ПДО вводят гидролизованную сгущенную суспензию АИ.

Гидролиз суспензии проводят в присутствии кислоты при 65-130°С. После кислотной термообработки суспензию АИ сгущают путем совместного или раздельного использования методов отстаивания, фильтрации иупаривэния.

Избыточный АИ после вторичных отстойников очистных сооружений представляет собой ассоциацию микроорганизмов, биомасса которых в основном содержит белки, жиры и жироподобные вещества, а

также фосфор, азот, калий и витамины. Предварительная термокислотная обработка суспензии АИ приводит к деструкции компонентов биомассы и клеточных стенок микроорганизмов. Белки гидролизуются до аминокислот и пептидов. Высвобождаются другие ценные компоненты. Поэтому использование АИ для получения БОМУ предпочтительнее в виде гидролизованнрй суспензии АИ (ГАИ), содержащей жизненно важные для растений элементы питания в легко усвояемой для них форме. Кроме того, после кислотной и.термической обработки улучшаются седиментационные свойства суспензии АИ. Она лучше отстаивается, и фильтруется.

Проведение гидролиза суспензии АИ при высоких температурах - 130 °С и выше - и в присутствии кислоты с концентрацией в ГАИ 0,25-0.5% позволяет гидролизовать АИ на 80% до аминокислот (фиг,1), Основное количество ценных компонентов АИ перейдет в раствор.

Если в этом случае сгущение ГАИ осуществлять методами отстоя и фильтрации или

ел

С

00

о

00

00

ю

отстоя и упаривания. то осадок по содержанию питательных яеществ становится беднее, а жидкость обогащается аминокислотами. Поэтому в случае гидролиза АИ при температурах более 130°С сгущение ГАИ следует проводить методом упаривания с введением в состав удобрения упаренного остатка.

Сгущая ГАИ последовательно методами отстоя и фильтрации либо отстоя и упарива- ния, целесообразно термообработку проводить при низких температурах в интервале 65-130°С. При этом белки будут частично гидролизованы до пептидов, в основной массе они останутся в осадке, что повысит эффективность удобрения.

При снижении температуры будет достигнута значительная экономия пара.

Необходимость термообработки суспензии АИ обуславливается также тем об- стоятельством, что последняя представляет собой живые организмы: бактерии, простейшие, черви, грибы, дрожжи. Поэтому для введения суспензии АИ е состав удобрения необходимо убить жзивые организ- мы. Авторами установлена минимальная температура обработки - 65°С. Анализ образцов, прошедших термокислотную обработку (кислотность 0,25-Q,5% и температуры 65°С и выше) в течение 40-60 мин, согласно ГОСТ 20083-74 показал, что температура 65°С является достаточной в этих условиях для убивки живых организмов. Результаты анализов были подтверждены заключением городкской санитарно-эпи- демиологической станции.

Установлены оптимальные значения кислотности ГАИ в интервале 0,25-1%. С целью снижения расхода кислоты принят интервал 0,25-0:5%.

По предлагаемому способу получения БОМУ возможно использование шлама ре- генированной отработанной азотной кислоты, что позволит снизить расход аммиачной воды при его нейтрализации и теплоэнерго- ресурсов на сушку БОМУ.

Технологические схемы получения БОМУ не оказывают существенного влияния на химический состав удобрения и в частности, на показатели, заложенные в ТУ 64-024-008- 88:

- массовая доля минеральных веществ не более 30%;

- массовая доля общего азота не мнее 2,0%;

- массовая доля РаОз не менее 0,5%.

Заявляемый способ предусматривает получение БОМУ при более полной и комплектной утилизации отходов гидролизно- дрожжевого производства.

Удобрение, получаемое по предлагаемому способу, содержит аммонийный и нитратный азот в хорошо доступном для растений состоянии. Полученное многокомпонентное высококачественное удобрение применимо на любых почвах. Введение сгущенной гидролизной суспензии АИ,содержащей комплекс питательных компонентов, в состав БОМУ, а также использование шла- мов регенированной отработанной НМОз и ПДО, позволит повысить агрохимическую эффективность удобрения и снизить расход теплоэнергоресурсов. .

Проводилось определение содержания органического вещества и его фракционного состава, партий БОМУ приготовленных с добавлением ГАИ, сгущенного разными способами,

Результаты анализа, представленные в табл.1 показали, что удобрения содержат высокий процент органических кислот и водорастворимого гумуса. Данные оптической плотности туминовых кислот говорят о том, что они являются молодыми и при взаимодействии с почвой будут проявлять высокую химическую активность. Под влиянием органических кислот БОМУ происходит переход менее подвижных форм калия и фосфора в более подвижные и доступные для растений, что отражается в конечном итоге и на характере роста и развития культур, на их урожайности.

Проведена рентгенофлуоресцентная спектрофотометрия образцов удобрения на содержание макро- и микроэлементов. Данные представлены в табл.2, показывают, что БОМУ содержит значительно меньше тяжелых металлов, таких как свинец, стронций, цирконий.

Биологами кафедры ботаники КСХИ проведена оценка действия нетрадиционных органических удобрений (БОМУ) на биологическую активность почвы с использованием различных биологических индика- торов. среди которых особое место занимают почвенные водоросли.

В результате биологических исследований почвы установлено: Нестандартные удобрения (БОМУ) не оказывают действия на водоросли. Напротив, они вызывают развитие азотофиксирующих сине-зеленых водорослей. В контрольном варианте, где внесены минеральные удобрения, азото- фиксирующие сине-зеленые водоросли не встречались. Следовательно, использование отходов гидролизного производства не только не оказывало токсического действия на почвенную альгофлору, но и повысило ее биологическую активность, что и способствовало увеличению урожайности.

Изучено влияние удобрений на рост, развитие и урожайность огурца, капусты, зеленных культур. Проведены фенологические и биометрические наблюдения в период вегетации овощных культур, г также структурный и химический анализ почвы, анализ плодов и зеленных культур на содержание нитратов, и учет урожая по количеству и качеству плодов.

Показана более высокая эффективность использования БОМУ по предлагаемому способу с введением в его состав АН по сравнению с прототипом.

Внесение БОМУ повысило также влаго- емкость грунта на 8,5-31,2%, что улучшило водный и пищевой режим возделываемых культур.

Помимо экономической эффективности применения БОМУ в сельском хозяйстве, заявляемый способ решает вопрос утилизации АИ, способствуя охране окружающей среды. Этоимееттем большее значение, что из-за низкой концентрации сухих веществ и высокой лиофильности АИ ни один из известных способов утилизации его не нашел промышленного применения. °

П р и м е р 1. Готовят смесь из рассчета 5,0 кг влажной.массы.

- 0,4 кг шлама после регенерации-отрабо- танной азотной кислоты, нейтрализованной 25%-ным раствором аммиака до рН 9,5;

- 3,0 кг гидролизного шлама после ФПАКа;

-1,0 кг шлама ПДО;

- 0,6 кг шлама АИ, гидролизованного при 65°С, минеральной кислотности 0,5% и сгущенного путем отстоя и фильтрации.

Полученную смесь перемешивают до получения однородной массы, гранулируют и сушат.

Химический состав составляющих удобрения и готового продукта представлен в табл.3.

П р и м е р 2. Готовят смесь: .- 0,4 кг шлама после регенерации отработанной азотной кислоты,нейтрализованной 25%-ным раствором аммиака до рН 9,5;

- 3,0 кг гидролизного шлама после ФПАКа;

- 1,0 кг шлама ПДО;

- 0,6 кг шлама АИ, гидролизованного при 130°С, минеральной кислотности 0,5% и сгущенного путем отстоя и фильтрации.

Полученную смесь перемешивают до получения однородной массы, гранулируют и сушат.

ПримерЗ. Готовят смесь:

- 0,3 кг отработанной азотной кислоты, нейтрализованной 25%-ным раствором аммиака;

- 3.1 кг гидролизного шлама:

- 1,0 кг шлама ПДО;

- 0.6 кг суспензии АИ, гидролизованной при 65°С. минеральной кислотности 0,5% и сгущенного путем отстоя и упаривания шлама.

Полученную пастообразную смесь после перемешивания гранулируют и сушат, П р и м е р 4. Готовят смесь:

- 0.3 кг отработанной азотной кислоты, нейтрализованной 25%-ным растзрром аммиа- ка;

- 3,1 кг гидролизного шлама;

- 1,0 кг шлама ПДО;

0,6 кг суспензии АИ, гидролизовэнной при 130°Сгминеральной кислотности 0,5% и сгущенной путем отстоя и упаривания шлама.

Полученную пастообразную смесь после перемешивания гранулируют и сушат.

П р и м е р 5. Готовят смесь:: - 0,4 кг шлама после регенерации отработанной азотной кислоты, нейтрализованн- ной 25%-ным раствором аммиака;

- 3,0 кг гидролизного шлама; - 1,0 кг шлама ПДО;

- 0,6 кг суспензии АИ, гидролизованной при 130°С, минеральной кислотности 0,5% и сгущенной путем упаривания.

Полученную пастообразную смесь гранулируют и сушат. П р и м е р б. Готовят смесь:

- 0,4 шлама после регенерации отработан- ной азотной кислоты, нейтрализованной 25%-ным раствором аммиака;

- 3,0 кг гидролизного шлама; . - 1,0 кг шлама ПДО;

- 0,6 кг суспензии АИ, гидролизованной при 180°С, минеральной кислотности 0,5% и

сгущенной путем упаривания.

Полученную пастообразную смесь грану.. лируют и сушат.

Удобрение, приготовленное по примерам 3 и 4, прошло лабораторно-полевые испытания.

Удобрение, подготовленное по примерам 1,3, исследовано городской санитар- но-эпидемиологической станцией на присутствие живых организмов.

50

Формула изобретения

Способ получения биоорганоминераль- ного удобрения, включающий смешивание упаренной последрожжевой бражки, гидро- лизного шлама и нейтрализованной амми- актом азотной кислоты - отхода промывки выпарных аппаратов, сушку смеси и ее гранулирование, отличающийся тем, что, с целью улучшения агрохимических свойств удобрения, в смесь дополнительно вводят

гидролизат активного ила, который получают путем гидролиза активного ила в присутствии минеральной кислоты.при 65-130°С с последующим сгущением.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству удобрения. Упаренную последрожжевую бражку смешивают с гидролизным шламом нейтрализованной аммиаком азотной кислотой отходом промывки выпарных аппаратов и гидролизатом активного ила. Последний получают путем гидролиза активного ила в присутствии минеральной кислоты при температуре 65-130°С с последующим упари- ванием, отстоем и фильтрацией. Смесь сушат и гранулируют. 1 ил., 3 табл.

Фракционные состав органического вещества (по бельчиковой-Кононовой) БОМУ

Примечание. Содержание водорастворимого гумуса I 1 - f 320 мг/кг № 2 - f 370 мг/к

Таблиц 2 Содержание макро- и микроэлементов в ОМУ (1) и БОМУ (2) методом рентгемофлуоресцёитной спектрометрии.

Химический состав составляющих БОМУ и готового продукта.

Таблица I

Таблица 3

100 120 140 160 180- Темперя-т

гидрлляэ, C