Способ получения удобрения из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического ила или испражнений скота

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциаяистическикРеспублик о 1998452(22) Заявлено 26,12. 79 (21) 7771014/30-15с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 230283. Бюллетень МВ 7Дата опубликования описания 23.02. 83 ИМ,Кл. С 05 Е 3/ОО С 05 Г 7/ОО Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ИЗ ЖИДКИХ СУБСТРАТОВ:,ПОЛУЧЕННЫХ ПУТЕМ МЕТАНОВОГО БРОЖЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГОИЛА ИЛИ ИСПРАЖНЕНИЙ СКОТА Предметом изобретения является слособ получения концентрированных азотных и органо-фосфатноизвестковых конечных продуктов из органических веществ, испражнений скота, илов из канализационных очистительных станций и подобных веществ, возникающих в сельском хозяйстве, коммунальной сфере и некоторых отраслях пищевой и химической промышленности,В настоящее время используется несколько способов решения проблемы переработки перечисленных Отходов. Особенно настоятельно требует решения вопрос переработки жидкого навоза при крупносерийном разведении поросят, Для ликвидации навоза используются технологические приемы, неудовлетворительные с некоторых точек зрения. Известные технологические приемы заключаются в развозе навоза, аэробной очистке, анаэробном метановом брожении.Развоз является наиболее широко распространенным и заключается в вывозе навоза на .поля. Это связано с гигиеническими, ветеринарными и эстетическими недостатками и неосуществимо в дождливую погоду, зимой на снегу и в вегетационный период многих культур. В этих случаях приходится хранить навоз. На покатых земельных участках, даже при самой большой осторожности, часть на.воза смывается дождем. С эКсплуатационной точки зрения требуются значительные механизированныесредства и маятниковая перевозка на значительные расстояния. Поэтому развоз осуществим на небольших объектах, тогда как в крупносерийном производстве это связано с исключительными трудностями, Преимущество этОго метода заключается в использовании удобри- тельных свойств навоза.Существует несколько технологических и конструкционных вариантов аэробной очистки, общий недостаток. которых заключается в недостаточной действенности очистки:в образовании большого количества трудно перерабатываемого ила, в трудностях,со стабилизацией процесса, в образовании обильной пены, в неприятном запахе и образовании вредного с гигиенической точки зрения аэрозоля. Процесс требует большого расхода электрической энергии, РешаЮщий недосжатОк Метода заключается в тсзм, что не на 998452ходят. употребления вещества, содержащиеся в навозе, и образуются ,нитраты, присутствие которых в сточ" ных водах весьма нежелательно.Хнаэробное метановое брожение навоза основано на принципе, используемом для переработки илов в канализационных очистительных станциях. Процесс протекает в закрытых резервуарах при отсутствии какого- либо запаха, а в качестве подобного 1 О продукта возникает иловый газ, в состав которого входит около 60 СН 4 и 35 СОв количестве, отвечающем приблизительно 600 л/кг сухого вещества ила. 15Теплотворная способность газа составляет около 6000 кйал/Йм меньшаячасть продукции"газа используется,как правило, для отопления объектаочистительной станции, излишняя большая доля, как правило, не утилизируется. Основной недостаток этогопроцесса заключается в недостаточном использовании полезных веществи Яеприемпемо высоком остаточном загрязнении воды, выходящей из процесса. Это остаточное загрязнение исключает возможность выпускания воды без дополнительной очистки, осуществление которой представляет зна- ЗО чительные трудности и осуществимо лишь при значительном разбавлении с городскими сточными водами. Это условие препятствует созданию самостоятельных крупных животноводческих 35 Ферм и заставляет располагать их вблизи крупных городов, хотя это и нежелательно по экономическим гигиеническим,.урбаническим и другим соображениям, Весьма нежелательным 4 О при метановом брожении, как и при аэробной очистке, является тот факт, что.богьшая часть азота, являющегося самыми ценным компонентом навоза, переводится в аммиачной форме в раствор, а при последующей дополнительной биологической очистке окисля"ется в азотистые соединения, которые остаются в очищенной воде как весьма вредная примесь.Недостатки применяемых методов ф устраняет способ переработки субстратов после метанового брожения в концентрированные азотосодержащие органо-Фосфатно кальциевые удобрения в соответствии с изобретением, сущность которого заключается в том, что субстрат после метанового брожения нагревается до точки кипения, что приводит к удалению углекислогоаммония. Процесс продолжает ся до тех пор, пока концентрация аммиака не снизится до 250 мг/л. После удаления основной массы аммиака субстрат выпускается в качестве предварительно очищенной воды,известкует-.65 ся известью, добавляемой в количестве 1-20 г СаО на литр, с одновременным удалением выделяющегося аммиака, после чего сатурируетсяиловым газом, получаемым в процессе метанового брожения, до конечнойщелочности 0,01-1,5 г/л, После этого смесь подвергают сепарации, в результате чего органо-кальциево-фос-:фатное удобрение отделяется от чистой водыПредлагаемый процесс может осуществляться в относительно несложном реакторе обычного типа, существенной частью которого является колонна для удаления аммиака. Весьреактор, в том числе и технологическое оборудование (газодувка, насосы, теплообменники, устройстводля приготовления и дозировки известкового молока и пр.), тоже стандартного типа. Благодаря этому не требуется ни больших капиталовложе -ний, ни сложный поставок оборудования. Для обезвоживания и переработки ила, а также для переработки газа,возникающего при удалении аммиака,могут быть использованы обычные установки. Что касается тепловой энергии, то все расходы процесса можно .полностью покрыть теплом, получаемымпри сжигании илового газа, являющегося побочным продуктом процесса метанового брожения, который до настоящего времени бесполезно сжигается на Факелах очистительных установок. .Используя с помощью теплообменников тепло жидкостей и газов, участвую- . .щих в процессе, требования к расходу тепла можно снизить до минимума. Из вспомогательных веществ в процесс необходимо добавлять лишь из весть, которая является обычным, дешевым и доступным средством. В качестве сатурирующего газа будет использоваться иловый газ, получаемый в результате брожения и содержащий 35% СО, на очистительных установках подобного типа имеющийся в распоряжении в достаточном количестве. Процесс обеспечивает надежную и эфФективную переработку концентри.- рованных отходов и очистку сточной воды до такой степени, которая отвечает самым высоким требованиям, дает возможность самостоятельного и независимого существования произ-вольно больших животноводческих Ферм в любых областях, даже в самых строгих водохозяйственных и гигиенических условиях, решает вопрос полной утилизации всех полезных веществ и энергии, содержащихся в жидком навозе и подобных отходах, и приводит к производству конечных продуктов, пригодных в качестве концентрированного удобрения или, в некото 998452рых случаях, корма. Он основывается лишь на воздействии тепла, извести и углекислого газа, поэтому получаемые продукты не загрязняются никакими посторонними примесями. Добавляемая в процесс известь переходит в конечные продукты в качестве полезного компонента. В результате осуществления тепловой обработки полу-, ченные продукты и очищенная вода бактериологически и паразитологи- чески стерильны. Это"имеет основное 0 гигиеническое и ветеринарное значение. Для обезвоживания твердого продукта не требуется сложного центрифугирования. Достаточна пользоваться обычными методами, причем сточ ная вода благодаря коагуляционно-стерилизующему воздействию тепла и Флокуляционно-адсорбирующим свойствам извести очищена настолько полно, что это позволяет экономно использовать 3) ее повторно при эксплуатации Фермы. Процесс обеспечивает высокую степень восстановления органических веществ, практически полное удаление Фосфора и азота и обезвреживание болезнетворных микробов в сточной воде. Тем самым обьединяет в себе. с водохозяйственной точки зрения функции вторичной и третичной очистки. ,-1 то касается твердых отходов, то ;процесс представляет собой беэотходную технологию, так как в результате не возникает никаких твердых отходов, а все первоначально присутствующие компоненты жидкого навоза переходят в полезные и применимые соединения.П р и м е р 1. Органический ял или навоз транспортируется от места возникновения в камеру метанового брожения, из которой удаляются иловый 40 газ и перебродивший субстратСубстрат подается на сепаратор грубых суспензий и далее через теплообменник в колонну для удаления аммиака, обогреваемую иловым гаэом, Из ко лонны удаляются в газообразной Форме аммиак и углекислый газ, которые поступают на дальнейшую переработку. Жидкая фаза, удаляемая из колонны в качестве основного продукта с содержанием аммиака менее, чем 250 мг/л, транспортируется через теплообменник в сепаратор, в кОтором отделяется иловая органическая фрак;ция, а очищенная вода отводится для дальнейшей очистки обычнымИ би- фф ологическими методами или просто выпускается в канализацию.П р и м.е р 2, Органический ил или навоз транспортируется от места возникновения вкамеру метанового Щ брожения, иэ которой удаляется иловый газ и перебродивший субстрат. ,Субстрат подается к сепаратору грубых суспензий и далее через теплообменники в колонну для удаления д аммиака, обогреваемую иловым газом. Из колонны удаляются в газообразной форме аммиак и углекислый газ, которые направляются на переработку, по- выбору, в аммиачную воду, безводный аммиак, углекислый аммоний илиже другие конечные продукты. Жидкая Фаза, выходящая иэ колонны в качестве основного продукта при температуре около 1000 С, содержание аммиака. в которой меньше 250 мг/л, в известковальной камере известкуется в горячем состоянии при добавлении 1-20 г СаО, в зависимости от содержания су-. хого вещества, причем выделяющийся аммиак объединяется с аэакиачнрй газовой фазой, выходящей из колонны для удаления аммиака. Добавление СаО можно осуществлять в отдельной закрытой емкости или непосредственно в нижней части колонны для удаления аммиака, приспособленной дЛя. этой цели, Йепосредственно лосле добавления СаО смесь сатурируется иловым газом в закрытом пространстве при температуре 80-90 С до окончательной щелочности 0,01-1,5 г/л СаО, Иэвестковальная камера и сатурационная емкость обеспечиваются тепловой изоляцией. Для известкования и сату" рации может быть использована одна емкость, хотя на технологической схеме приводятся для большей наглядности отдельные ем,ости. Иловый газ, нагревающийся в процессе сатурации, возвращается через теплообменник в газгольдер. Возникающий в результате сатурации грубозернистый осадок Фосфорнокислого кальция и углекислого кальция с адсорбированными органическими примесями отделяется в отстойнике от воды, Горячая вода иэ отстойника протекает через теплообменник, где отдает свое тепло питающему патрубку колонны для удале- ния аммиака и как совершенно безвред. ная выпускается в канализацию или как техническая вода снова возвращается в эксплуатацию; Сгущенный органа-Фосфатио-кальциевый концентрат транспортируется из отстойника непосредственно в мокром состоянии или после Дальнейшей обработки.Формула изобретенияСпособ получения удобрения из жидких субстратов, полученных путем мета- нового брожения органического ила или испражнений скота, о т л и ч а - . ю щ и й с я тем, что субстрат наг ревают до кипения, отдистилировывают из него углекислый аммоний до осфаточного содержания менее 250 мг/л, затем горячий субстрат известкуютдобавлением 1-20 г/л СаО с одновременным удалением выделяющегося аммиака, сатурируютиловым газом, полу.998452 Составитель Л. РубиноваРедактор Г. Безвершенко Техред М,Тепер Корректор М, Шароши Эаказ 10 б 4/42 Тираж 432 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4.чаеьым в результате метанового брожения, до конечной щелочности 0,011,5 г/л, а полученный осадок отделя,вт,от воды механической сепарацией. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ве домством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики.