СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ СВИНОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
METHOD OF PREPARING LIQIUD WASTES FROM PIG FARM FOR AGRICULTURAL USE

Изобретение относится к утилизации жидкого навоза свиноводческих комплексов и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.
Известен способ [2242444, C05F 3/00, C02F 1/58] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта (10%-ная суспензия шлама карбида кальция CaO) до pH 10-12, а затем подкисления 10%-ной суспензией простого суперфосфата до pH 6,5-8,5. После полуторачасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворимые частицы шлама карбида кальция и суперфосфата, являющийся органическим удобрением.
Недостатками этого способа являются трудоемкость подготовки раствора щелочного коагулянта к применению, обусловленное не полной растворимостью шлама карбида кальция; дороговизна простого суперфосфата, используемого для приготовления кислого реагента; применяемые дозы простого суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; трудоемкость подготовки к использованию простого суперфосфата, обусловленная необходимостью измельчения реагента; длительность процесса отстаивания смеси. Отсутствие обеззараживающего эффекта. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.
Прототипом к заявленному техническому решению является [2312819, C02F 1/58, C02F 1/66] способ подготовки сточных вод животноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта (суспензия шлама карбида кальция CaO) до pH 10-11,5, а затем подкисления суспензией дигидрата сульфата кальция (фосфогипса) до pH 6,5-8,5. После полуторачасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворимые частицы шлама карбида кальция и фосфогипса, являющегося органоминеральным удобрением.
Недостатками этого способа является необходимость предварительного подщелачивания шламом карбида кальция до pH 10-11, что значительно усложняет процесс реагентной обработки; требуются высокие дозы подкисляющего реагента для достижения pH 6,5-8,5, что требует больших экономических затрат на процесс подготовки жидкого навоза к сельскохозяйственному использованию; отсутствует обеззараживающий эффект, что ограничивает широкое применение осадка - органоминерального удобрения в сельском хозяйстве.
Задачей изобретения является разработка технического решения обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий; достижение полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз; интенсифицировать процесс разделения смеси; повышение удобрительной ценности (по органике) получаемого осадка в результате фракционирования и обеззараживания жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм, за счет использования при подготовке жидкого навоза отхода производства ортофосфорной кислоты - фосфогипса; снижение стоимости реагентной обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов.
3
2
3
Поставленная задача достигается тем, в жидкий навоз поэтапно вводят подкисляющий реагент - суспензию фосфогипса до pH 6,5-7,5 и коагулянт - низкоосновный оксихлорид алюминия марки Аква-Аурат™14 в виде 5-10% раствора с дозой 3-30 г/дм по AlO, что позволяет интенсифицировать процесс разделения жидкого навоза на фракции. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, что позволяет достичь полного обеззараживающего эффекта, в том числе и от яиц гельминтов (Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. "Техника", 1976.; Адошев А. Ферромагнитный аппарат для обработки жидкого навоза // Сельский механизатор, 2007, №6; Пат. №2338694 C2, C02F 1/48, C02F 103/20. Способ дегельминтизации животноводческих стоков).
Способ позволяет проводить процесс реагентной обработки в диапазоне pH 6,5-7,5, упростить процесс реагентной обработки, сократить время разделения жидкого навоза на фракции, снизить стоимость реагентной подготовки жидкого навоза к сельскохозяйственному использованию, достичь полного обеззараживающего эффекта жидкой и твердой фаз, сохранить агромелиоративную ценность получаемых фракций при сокращении времени отстаивания.
3
2
3
Технология подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкий навоз свиноводческих комплексов и ферм обрабатываем подкисляющим реагентом-суспензией фосфогипса до pH 6,5-7,5, после чего вводится коагулянт - низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 в виде 5-10% раствора с дозой 3-30 мг/дм по AlO. После отстаивания в течение 20-40 минут смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органическое удобрение. Получаемая жидкая фракция не требует дополнительного обеззараживания. Осадок подают в аппарат вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, где происходит его полное обеззараживание, в том числе и от яиц гельминтов. Обработанный осадок сохраняет свои агромелиоративные свойства.
Технический результат достигается за счет возможности проводить реагентную обработку в диапазоне pH 6,5-7,5, интенсифицировать процесс реагентной обработки за счет предварительного подкисления жидкого навоза суспензией фосфогипса; позволяет исключить температурный фактор в подготовке жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм в силу специфических свойств низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14, применение низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 приводит к ускорению процесса потери агрегативной устойчивости взвеси, несмотря на специфические свойства жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм.
3
Пример. Реагентная подготовка жидкого навоза свиноводческого комплекса объемом 300 м, полученного после 20-минутного отстаивания.
3
3
3
По известному способу сточные воды свиноводческого комплекса обрабатываются 10%-ной суспензией шлама карбида кальция. Для достижения эффективного значения pH, равного 11, в 1 м сточной жидкости ввели 100 дм суспензии шлама карбида кальция, а для снижения pH до 7.5 вводили в смесь 100 дм суспензии фосфогипса.
3
3
2
3
1. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 10% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 с концентрацией 5 мг/дм по AlO. Содержание остаточного алюминия в жидкой фракции составляет 0,05 мг/дм. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.1.
3
3
2
3
2. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 5% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 с концентрацией 15 мг/дм по AlO. Содержание остаточного алюминия составляет в жидкой фракции 0,065 мг/дм. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.2.
3
3
2
3
3. По предложенному способу жидкий навоз свиноводческого комплекса подкисляется суспензией фосфогипса до pH 7, а затем обрабатывается 5% раствором низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 с концентрацией 30 мг/дм по AlO. Содержание остаточного алюминия в жидкой фракции составляет 0,15 мг/дм. Выделенный осадок обрабатывается в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами до полного обеззараживания. Результаты определения pH, влажности, значений концентраций азота (общего, аммонийного, нитратов, нитритов), общего фосфора, общего калия, ХПК для известного и предлагаемого способов обработки жидкого навоза свиноводческих комплексов приведены в табл.3.
Таблица 1
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом
Показетели
Жидкая фаза
Твердая фаза
до обработки
после обработки
до обработки
после обработки
pH
8,1
6,8
8,6
6,9
Влажность, %
99,7
100,00
96,0
86,2
Азот, мг/дм<sup>3</sup>
общий
600
300
300
400
NH<sub>4</sub>
550
200
100
300
NO<sub>2</sub>
0
20
0
20
NO<sub>3</sub>
30
20
38
55
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> мг/дм<sup>3</sup>
700
300
300
900
ХПК, мг/дм<sup>3</sup>
16050
9040
18500
12800
K<sub>2</sub>O, мг/дм<sup>3</sup>
330
100
550
780
Общее микробное число в 1 мл
отсутствуют
отсутствуют
1,5*10<sup>7</sup>
Отсутствуют
Содержание яиц гельминтов, шт/дм<sup>3</sup>
отсутствуют
отсутствуют
4*10<sup>4</sup>
Отсутствуют
Таблица 2
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом
Показетели
Жидкая фаза
Твердая фаза
до обработки
после обработки
до обработки
после обработки
pH
8,1
6,7
8,6
6,8
Влажность, %
99,7
100,00
96,0
86,2
Азот, мг/дм<sup>3</sup>
общий
600
300
300
400
NH<sub>4</sub>
550
200
100
300
NO<sub>2</sub>
0
20
0
20
NO<sub>3</sub>
30
20
38
55
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> мг/дм<sup>3</sup>
700
350
300
980
ХПК, мг/дм<sup>3</sup>
16050
8780
18500
11700
K<sub>2</sub> O, мг/дм<sup>3</sup>
330
100
550
780
Общее
отсутствуют
отсутствуют
1,5*10<sup>7</sup>
Отсутствуют
микробное
число в 1 мл
Содержание яиц гельминтов, шт/дм<sup>3</sup>
отсутствуют
отсутствуют
4*10<sup>4</sup>
Отсутствуют
Таблица 3
Результаты определения физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходном жидком навозе свиноводческих комплексов и после их реагентной обработки предложенным способом
Показатели
Жидкая фаза
Твердая фаза
до обработки
после обработки
до обработки
после обработки
pH
8,1
6,6
8,6
6,7
Влажность, %
99,7
100,00
96,0
86,2
Азот, мг/дм<sup>3</sup>
общий
600
300
300
400
NH<sub>4</sub>
550
200
100
300
NO<sub>2</sub>
0
20
0
20
NO<sub>3</sub>
30
20
38
55
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> мг/дм<sup>3</sup>
700
300
300
930
ХПК, мг/дм<sup>3</sup>
16050
8900
18500
11400
K<sub>2</sub>O, мг/дм<sup>3</sup>
330
100
550
780
Общее
отсутствуют
отсутствуют
1,5*10<sup>7</sup>
Отсутствуют
микробное
число в 1 мл
Содержание яиц
отсутствуют
отсутствуют
4*10<sup>4</sup>
Отсутствуют
гельминтов,
шт/дм
Реализация предложенного способа подготовки жидкого навоза свиноводческих комплексов и ферм с использованием сочетания подкисляющего реагента-фосфогипса и низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат™14 позволило решить поставленную задачу.