Способ разделения стоков

(54) СПОСОБ Р (57) Использо животноводче ческие стоки сят фосфогип 1:3-2:3 при ес рециркуляци при очистке ж ний. 1 з,п.ф-лы ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ставропольский сельскохозяйственный институт(56) Состояние и перспективы развития обработки и утилизации осадков природных и сточных вод. Отчет ВНИИГПЭ о научно-исследовательской работе. - М., 1987, с.41.Авторское свидетельство СССР Ъ 1465419; кл. С 02 Р 1/46, 1986. Изобретение относится к области обработки стоков и может быть использовано на животноводческих фермах преимущественно при гидросмыве навоза.Известна рециркуляционная система гидросмыва навоза, при которой после естественного отстаивания навоза жидкую фракцию из навозохранилища повторно подают на смыв навоза. При такой системе меньше расходуется воды, чем при прямом смыве. Однако при этом увеличивается загазованность воздуха в помещениях и низка степень осветления жидкой фазы, так как коллоидные частицы находятся во взвешенном состоянии.Известен гравитационный способ разделения навоза на жидкую и твердую фракции, который осуществляется в навозохранилище или в отстойнике-накопителе. Для этого накапливаемый в навозохранилище или в отстойнике жидкий навоз подвергается естественному разделению на фракции. Плотную часть навоза исАЗДЕЛЕНИЯ СТОКОВ вание: разделение стоков ских ферм. В животновод- в качестве коагулянта внос в соотношении по весу тественном отстаивании в онном цикле гидросмыва ивотноводческих помеще, 5 табл,пользуют для удобрения почвы, а ж С: часть подают на орошение полей.Недостатком естественного отстаивания жидкого навоза является продолжительность процесса, который длится 40 дней, и зловоние, отравляющее атмосферу при подсушивании навоза на открытой площадке. Наиболее близким к предлагаемому яв 1 Я ляется способ очистки сточных вод производства экстра кционной фосфорной Ое кислоты,в котором при электродиализе в С) суспензию дополнительно вводят фосфо-гипс при массовом соотношении (16-80);1,Однако здесь очень низка степень использования фосфогипса, загрязняющегоавамаШ окружающую среду. Кроме того, применение связано с затратой электроэнергии.Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения сроков на фракции и сокращения его длительности.Указанная цель достигается применением фосфогипса в качестве коагулянта стоков и реимущественно животноводческихферм при их естественнном отстаивании для сорбция органических веществ, сопровожразделения жидкои и твердердой фракций. дающаяся резким снижением цветности,б етения заключается в Здесь возможен мостиковый механизм агСущность изо ретенитом, что для эффективногффективного отделения твер- регации: молекулы органических веществ,дой фазы от жидкости в стоки добавляют 5 адсорбируясь на поверхности твердыхчасфосфогипс (отходы пр( оизводства ортофос- тиц фосфогипса, служат как бы мостикомфорной кислоты) при м) ри массовых соотноше- между частицами и, связывая их друг с друниях 3:1 - 3;2 (25-40). При этом фосфогипс гом, формируют крупные быстроседиментивызывает интенсивную коагуляцию твердых рующие агрегаты.частиц навоза, сокращая длительа длительность про После коагуляции стоков животноводцесса осаждения с 16-18 сут до 1-2 ч, что ческих ферм фосфогипсом образуется оссопровождается ускореннойной седимента- ветленная жидкость и осадок. Осветленнуюцией твердой фазы. жидкость, полученную от коагуляции навоВ табл.1 показано влияние коагулянтов за, можно использовать для повторного гид 15 росмыва или подавать на орошениеПо эффективности коагулирующего земледельческих полей, а осадок после отдействия фосфогипф ф гипс не уступает известно- деления от жидкой фазы выдерживают вт я обезму коагулянту(суль ат(с льфат алюминия). Для опы- отстойнике-накопителе 20-30 сут для о езтов дозу сульфата алюминияф юминия выбирали зараживания овоцидным действием фосфообщепринятую (1 фот общей массы), а дозу 20 гипса (табл,1),фосфогипса приняли маки максимально возмож- После обеззараживания осадок предн ю (40 ф-), что отвечает интересам утилиза- ставляет собой суспензированное органоную ( -), что отвеч тии с опытными данными производства. мелиоративное уд роб ение, свойствацииВ соответствии с опытными данными которого представленны в табл.2.табл.1 коагуляцию сток встоков животноводче Из табл.2 видно, что физико-химическиеоб енияф с ествляют смешиванием их с . свойства органомелиоративного удо ренияфосфогипсом в массовых соотношениях 3:1 - отвечают необходимым требованиям, ри3:2 с последующим перемешиванием, при- внесении 20 т этого удобрения на 1 га влом концентрации фос- солонцовую почву поступают, например, 8,8фогипса в стоках является 25(3:1), 30 тСа 304,10 тжидкогонавоза, 6- кгазота,2 -30 кгазота,средним 33(3:1,5) и верхним 40(3:2), 100-150 кг фосфора (Р 205) и 10-36 кг калияДля практического применения невыгодно (К 20).брать ниже нижнего пределнего предела концентра- При применении предлагаемого спосоции, так как в этом случае используется ми- ба в рециркуляционной системе гидросмынимум фосфогипса, утилизация которого 35 ва навоза после разовой коагуляции иявляется нерешеннои про лнной проблемой, и замед- повторного использования осветленнойляется процесс коагуляции. жидкости для смыва навоза фосфогипсПри концентрации фосфогипса выше вновь используют для коагуляции следую 40 ф(3:2) процесс разделения фракций за- щей партии жидкого навоза, поступающего-за не остатка жидкости, поэто в навозохранилище, затем этот цикл повтому дальнейшее повышение концентрации ряют до прекращения коагуляции (предельфосфогипса нецелесообразно. ная коагуляция), При этом лагодаряТаким образом, оптимальными соотно- антисептическому и адсорбционному дейстшениями смешения стоков сия токов с фосфогипсом вию фосфогипса выделения газа снижаютдля коагуляции являются весовые отноше ся, что улучшает санитарное состояние впомещениях. Кроме того, повышается стеМеханизм коагуляции частиц навоза пень осветления жидкои фракции д, 3 есь имеет место вие коагуляции и седиментации коллоидныхэлектролитическая коагуляция, протекаю- частиц навоза и увеличивается эффективщая по правилу Шульце-Гарди; взаимная 50 ность рециркуляции.коагуляция, происходящсходящая между разно- После предельной коагуляции фосфоименно заряженными коллоидлоидными части- гипс полностью насыщается органическимцами; взаимодеиствиие катионов с удобрением, поэтому содержание питательтивных обионизированными группгруппами гидрофильных ных веществ в органомелиоративных удоорганических соединении,сп особствующее 55 рениях намного возрастает, что повышаеткоагуляции и седиментации;ации механическое рентабельность применения стоков живоувлечение хлопьев навоза грубодисперсны- тноводческих ферм (табл.3).ми частицами фосфогипса при в иса при выпадании При внесении 10 т на 1 га этого удобреих в осадок. Кроме того, на иповерхности ния, например, с массовым соотношениемтвердых частиц фосфогипса происходит ад3:1,5 в почву поступает 100 кг азота, 200 кг фосфора (Р 2 ОБ) и 116 кг калия (К 2 О),Влияние в полевых условиях полученных предложенным способом органомелиоративных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы приведено в табл.4.Опытные данные табл.4 показывают, что урожайность при применении органомелиоративных удобрений увеличивается. Например, прибавка урожая озимой пшеницы составляет 12,2-13,8 ц/га. При этом по содержанию белка и клейковины опытное зерно не уступает зерну озимой пшеницы, выращенной с применением. обычных туков, и превышает по этим показателям контроль (без удобрений),Изучение неорганического состава зерна озимой пшеницы (табл.5) показывает, что зерно всех вариантов по составу мало отличается, за исключением, немногих полезных элементов, Так, например, зерно озимой пшеницы контрольного варианта содержит 0,08 СаО, а в опытных вариантах - 0,2 ф, что объясняется стремлением растений к преимущественному поглощению кальция, если удобрение, внесенное в почву, содержит в определенном соотношении кальций и стронций. При этом анализ свидетельствует, что зерно озимой пшеницы всех вариантов не содержит фтора, свинца, стронция, мышьяка и других вредных элементов,Таким образом, предлагаемый способ позволяет утилизировать два отхода производства - стоки животноводческих ферм и фосфогипс, обеспечивает рентабельность применения жидкого навоза, упрощает технологию обработки животноводческих стоков благодаря овоцидному действию фосфогипса, Причем, продуктом обработки жидкого навоза фосфогипсом является органомелиоративное удобрение, повышающее урожайность сельскохозяйственных культур, Кроме того, улучшается санитарное состояние и повышается эффективность гидросмыва.П р и м е р 1, В естественном отстойнике или навозохранилище животноводческой фермы смешивают навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 3;1, После коагуляции навоза осветленную жидкость подают .на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.П р и м е р 2, В естественном отстойнике или навозохранилище смешивают жидкий навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 3:2, После коагуляции и седи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ментации навоза осветленную жидкость подают на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.П р и м е р 3. В естественном отстойнике или навозохранилище смешивают жидкий навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 4:1. После коагуляции и седиментации навоза осветленную жидкость подают на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения. Однако в этом случае используется минимум фосфогипса, что невыгодно для утилизации отхода производства, загрязняющего окружающую среду.П р и м е р 4. В естественном отстойнике или навозохранилище смешивают жидкий навоз с фосфогипсом в массовом соотношении 1:1, После коагуляции и седиментации навоза осветленную жидкость подают на повторный гидросмыв навоза или на земледельческие поля для орошения, а осадок после обеззараживания (20-30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения. Однако при такой концентрации фосфогипса затруднен процесс разделения фракций из-за недостатка жидкости, поэтому массовое соотношение 1:1 нецелесообразно,П р им е р 5, В отстойнике биологической очистки сточных вод смешивают жидкий биологический ил с фосфагипсом в массовом соотношении, например, 3:1,5, После коагуляции и седиментации ила ос-. ветленную жидкость подают на орошение полей, а осадок после обеззараживания (30 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.П р и м е р 6, В отстойнике биологической очистки сточных вод смешивают жидкий биологический ил с фосфогипсом в массовом соотношении, например, 3:1, После коагуляции и седиментации ила осветленную жидкость подают на орошение полей, а осадок обрабатывают минеральными удобрениями для повышения концентрации действующих веществ до 5-30 и после обеззараживания (20 сут экспозиции) используют в качестве органомелиоративного удобрения.Формула изобретения 1, Способ разделения стоков, преимущественно животноводческих ферм, включающий внесение в стоки в качестве коагулянта фосфогипса, отстаивание с по1724606 следующим разделением на жидкую фракцию и осадок, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения, а также сокращения его длительности, фосфогипс вносят в стоки в , соотношении по массе 1:3 - 2;3,2. Способ по и 1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что фосфогипс вносят в стоки животноводческих ферм и ри естественном отстаивании в рециркуляционном цикле гидросмыва 5 и ри очистке животноводческих помещений. Таблица 1 Время осаждения/времядо моментаизмеренияоптическойплотности Срок наступлениягибели Содержаниекоагулянта,ь/массовоесоотношение Стоки яиц гельминтов,. сут 16 сутокт;г 0,0 50Тбц"40,0 1,53 т1,2 Жидкий коровий навоз(ЖСН) 0,0 1-2 ч 1 сут ЖСН + фосфогипс 1-2 сут ЖСН + фосфогипс 0,93 31,0 30 1 сут 39,6 1 ШГ 17 суток0,0 Жидкий биологическийил (ЖБИ) 1,1529 38,6 ЖБИ + фосфогипс 253:1 1-2 ч 1 сут 1,12 ЖБИ + фосфогипс 1-2 ц 1 сут 1,10 37,9 36,2 ЖБИ + фосфогипс 1-2 ч 1 сут 1,05 30 36,6 ЖКН + сульфаталюминия 1-2 ц 1 сут 1,099:1 1,10 Таблица 2 Показатели Исходные отходы производства Органомелиоративные удобрения Из ЖБИ ЖН ЖБИ Из ЖН Плотность т/м 1,1 1,03 1,46 . 1,48 Не течет 5,64 8,39 3,81 Вязкость, Пас Температура замерзания, С-10,2 Скорость течения черезотверстие диаметром1 О мм, мл/с Не течет 1,5,0,962115 Время перемешивания,с/продолжительность,сут 30 20 30 Химический состав, 4 СаВО 25-40Ч 0,13-0,15, РО 0,5-0,8, К О 0,05-0,2 СаВО 25-40,И . 0,5-0,75,К О 0,1-15 253:133,03:1,540ЗЛ0,0 33,0371; 540ТЛ0,0 333:1,5403 Л Оптическаяплотностьпосле отста"ивания/доотстаивания Содержаниевзвешенныхвеществ,после отстаивания/доотстаивания,1724606 Таблица 3 Содержание основных элементов питания, Ф рН Поглощениенавоза на100 мас.ч.фосфогипса,мас.ч.//100 мас.ч. Б Р 20 а КйО ЖКН (контроль)ЖКН + фосфогипс 20ЖКН + фосфогипс 25 4:1 3;1,53:2 ЖКН + фосфогипс 33 ЖКН + фосфогипс 40 ЖКН + фосфогипс 50ЖСН (контроль) 4:1 3:1 3:1,5 3:2 1:1 ЖСН + фосфогипс 20 ЖСН + фосфогипс 25 ЖСН + фосфогипс 33 ЖСН + фосфогипс 40 ЖСН + фосфогипс 50 Таблиц.а Органический состав зерна озимой пшеницы, 3 Средний за3 года урожай, ц/га Опыт Белки Клейковина Жир Клетчатка 1,0 14,2 2,0 29,2 0,8 2,0 30,3 15,5 0,8 2,0 14,715,1. 31,0 31,0 2,7 55 Содержание фосфогипсав жидком навозе и биологическом иле,Без удобрений (контроль) ФосфогипсЖидкий навоз (ЖН)ЖН + фосфогипсСухие тукиЖБИ + фосфогипсНСРО, ц/га 24,0 32,2 32,0 36,2 30,0 37,8 1,83 3,824 6623,222,517,47614,222,419,616,9212,0510,33 7,6 6,.5 6,6 6,5 6,5 6,2 6,9 6,8 6,65 6,7 6,5 6,5 0,091)11,01, 030,780,520,211,00,930,760,540,46 0,08 2,07 1,99 2,03 1,9 1,77 0,08 1,9 1,87 1,82 1,73 1,69 0,19 1 23 1,15 1,16 0,87 0,58 0,28 1,34 1,16 1,01 0,72 0,6112 1724606 Таблица 5 Неорганическиеингредиенты зерна Варианты опыта Без удобрений фосфогипс ЖН + фосфогипс(контроль) 2,70,24 М обций,2,20,26 РО,СаО, Ж 0,5 0,2 гО,О140,0400,0 7,0 7,0 4,0 5,0 0,1 0,12 0,0 0,0 35 0 45 50 Составитель Н. ЧенТехред М,Моргентал Корректор Т. Малец Редактор В, Петраш Заказ 1146 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Мп, мг/кг Ге, мг/мг М, мг/кг 1 п, мг/кг Сц, мг/кг МО МГ/КГ СГ МГ/КГ Г, Бг, Ав, РЬ 0,50,0880,0180,0400,028,0 2,70,290,60,280,0180,0400,036,0 30,06,05,00,040,0