Патент на изобретение №2321551

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2321551 (13) C1
(51) МПК

C02F1/58 (2006.01)
C02F1/66 (2006.01)

C05F15/00 (2006.01)
C05F3/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 08.11.2010 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2006135592/15, 09.10.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

09.10.2006

(46) Опубликовано: 10.04.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2242444 C1, 20.12.2004. SU 1231004 A1, 15.06.1986. RU 2067967 С1, 20.10.1996. US 6346240 В1, 12.02.2002. US 5890454 A, 06.04.1999. WO 2004/050584 A1, 17.06.2004.

Адрес для переписки:

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ), ОИС

(72) Автор(ы):

Суржко Олег Арсеньевич (RU),
Домашенко Юлия Евгеньевна (RU),
Моисеенко Наталья Григорьевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)” (RU)

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СТОЧНЫХ ВОД СВИНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И ФЕРМ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к утилизации сточных вод, образующихся на свиноводческих комплексах и фермах, и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий. Подготовка сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования осуществляется путем последовательного введения щелочного коагулянта – суспензии шлама карбида кальция или смеси известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве 1,0-3,0 г/дм3 в пересчете на СаО и подкисляющего реагента до рН 6.5-8.5 с выделением образующегося осадка. В качестве подкисляющего реагента используют отход производства фосфорной кислоты: смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1 или смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5. Изобретение обеспечивает получение удобрения более пролонгированного действия по оксиду фосфора. 4 табл.

Изобретение относится к утилизации сточных вод, образующихся на свиноводческих комплексах и фермах, и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Известен способ [пат. США №5562829, С02F 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 дороговизна товарной извести, кроме того, полученные после обработки жидкая и твердая фазы имеют значения рН 11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве.

Известен способ [1231004 С02F 1/58, С05F 7/00, 15.05.86. Бюл. №18] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта – 10%-ное известковое молоко до рН 9-11, затем подкисления 10%-ной суспензией простого суперфосфата до рН 6,0-8,5. После двухчасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий не растворившиеся частицы извести и суперфосфата, являющийся органоминеральным удобрением.

Недостатками этого способа являются 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 эффекта дезодорации и, следовательно, загрязнение атмосферы. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.

Недостатком этого способа является дороговизна минерального удобрения; применяемые дозы простого или двойного суперфосфата определяют высокую стоимость реагентной обработки; повышенное содержание ионов тяжелых металлов; трудоемкость подготовки к использованию суперфосфата, необходимость измельчения гранул перед использованием.

Изобретение направлено на создание технического способа, который позволил бы снизить стоимость реагентной обработки жидкого навоза, уменьшить количество стадий подготовки кислого реагента, повысить эффективность разделения стока на жидкую и твердую фракции за счет повышения степени использования действующего вещества; обеспечить достижения эффекта дезодорации, который позволит снизить загрязнение атмосферы H2S, N02, NO, NH3 митеилмеркаптаном, уменьшить размеры санитарно-защитных полей, тем самым расширить диапазон применения сточных вод.

Поставленная задача достигается тем, что в сточные воды свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования вводят щелочной коагулянт до рН 10-11.5, затем подкисляющего реагента до рН 6.5-8.5 с последующим выделением образующегося осадка. В качестве подкисляющего реагента используют смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1 или смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5. В качестве щелочного коагулянта используют суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока с суспензий шлама карбида кальция.

Технический результат достигается за счет увеличения количества фосфора в фосфорсодержащем реагенте, что повышает ценность осадка – органоминерального удобрения. Суммарное количество активного вещества в смеси суспензии дигидрата сульфата кальция и простого (двойного) суперфосфата при соблюдении заявленных условий ускоряет процесс снижения рН до необходимых пределов 6.5-8.5 позволяет улучшить процесс коагуляции остаточных твердых частиц в жидкой фракции стока, повышая тем самым эффективность отстаивания. За счет ускоренного активным веществом процесса отстаивания и более полного фракционирования сточных вод свиноводческих комплексов и ферм достигается более высокий по сравнению с известным способом дезодорирующий эффект.

Использование дигидрата сульфата кальция обусловлено необходимостью снижения числа операций приготовления его суспензии, чем при приготовлении суспензии суперфосфата. Дигидрат сульфата кальция представляет собой пластичный осадок влажностью 30-40%, поэтому при приготовлении его суспензии можно исключить операцию помола, обязательную для приготовления суспензии суперфосфата. Также при приготовлении суспензии дигидрата сульфата кальция сокращается время гомогенизации смеси на 10-15 мин.

Использование в качестве кислого реагента смеси суспензий простого (двойного) суперфосфата и дигидрата сульфата кальция позволяет решить проблему утилизации отходов производства фосфорной кислоты и снизить стоимость реагентной обработки при сохранении высокой удобрительной ценности полученной жидкой и твердой фракции. Суспензия дигидрата сульфата кальция или его смесь с суперфосфатом взаимозаменяемы при использовании их в вышеуказанных дозах в качестве кислого реагента.

Технология подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования заключается в следующем: жидкий навоз обрабатывается одним из щелочных коагулянтов до рН 10-11,5. Затем для нейтрализации вводят один из кислых реагентов – смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1 или смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5 в количестве 8,0-20,0 г/дм3 в пересчете на P2O5 при непрерывном перемешивании в течение 1-2 мин, тем самым снижая рН до 6,5-8,5. После отстаивания смесь разделяется на прозрачную фракцию и осадок – органоминеральное удобрение. Использование в качестве кислого реагента смеси суспензий суперфосфата и дигидрата сульфата кальция позволит получить удобрение более пролонгированного действия по оксиду фосфора, чем применение суспензии дигидрата сульфата кальция или суспензии суперфосфата.

Пример. Осуществление реагентной подготовки суточного расхода жидкого навоза объемом 700 м3, полученного после получасового отстаивания.

По известному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция в количестве на 1 м3 сточной жидкости 100 дм3 суспензии, достигая тем самым рН 11. Для снижения рН до 7,5 вводили смесь 100 дм3 суспензии простого суперфосфата. Время отстаивания составило 1,30 до 1,40 ч.

1. По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве на 1 м3 сточной жидкости 2,0 г/дм3 суспензии в пересчете на активный СаО, доводя тем самым рН смеси до 11. Для снижения рН до 8,0 вводим в смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1 в количестве 8 г/дм3 в пересчете на Р2О5. Время отстаивания составило 1,15 ч, т.е. данный способ позволил сократить время отстаивания на 10-15 минут. Результаты тестирования рН, влажности, значений концентраций азота: общего, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия приведены в табл.1.

2. По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве на 1 м3 сточной жидкости 2,0 г/дм3 суспензии в пересчете на активный СаО, доводя тем самым рН смеси до 11. Для снижения рН до 7,5 вводим в смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1, в количестве 15 г/дм3 в пересчете на Р2О5. Время отстаивания составило 1,15 ч, т.е. данный способ позволил сократить время отстаивания на 10-15 минут. Результаты тестирования влажности, значений концентраций азота: общего, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия незначительно отличаются от приведенных в примере 1.

3. По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10%-суспензией шлама карбида кальция или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве на 1 м3 сточной жидкости 2,0 г/дм3 суспензии в пересчете на активный СаО, доводя тем самым рН смеси до 11. Для снижения рН до 6,5 вводим в смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1 в количестве 20 г/дм3 в пересчете на Р2О5. Время отстаивания составило 1,15 ч, т.е. данный способ позволил сократить время отстаивания на 10-15 минут. Результаты тестирования рН, влажности, значений концентраций азота: общего, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия приведены в табл.2.

4. По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве на 1 м2 сточной жидкости 2,0 г/дм3 суспензии в пересчете на активный СаО, доводя тем самым рН смеси до 11. Для снижения рН до 8,0 вводим смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5 в количестве 8 г/дм3 в пересчете на Р2О5. Время отстаивания составило 1,10 ч, т.е. данный способ позволил сократить время отстаивания на 15-20 минут. Результаты тестирования рН, влажности, значений концентраций азота: общего, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия приведены в табл.3.

5. По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве на 1 м3 сточной жидкости 2,0 г/дм3 суспензии в пересчете на активный СаО, доводя тем самым смеси рН до 11. Для снижения рН до 7,5 вводим смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5 в количестве 15 г/дм3 в пересчете на Р2О5. Время отстаивания составило 1,10 ч, т.е. данный способ позволил сократить время отстаивания на 15-20 минут. Результаты тестирования рН, влажности, значений концентраций азота: общего, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия незначительно отличаются от приведенных в примере 4 (табл.3).

6. По предложенному способу жидкий навоз обрабатывается 10% суспензией шлама карбида кальция или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве на 1 м3 сточной жидкости 2,0 г/дм3 суспензии в пересчете на активный СаО, доводя тем самым рН смеси до 11. Для снижения рН до 6,5 вводим смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5 в количестве 20 г/дм3 в пересчете на Р2О5. Время отстаивания составило 1,10 ч, т.е. данный способ позволил сократить время отстаивания на 15-20 минут. Результаты тестирования рН, влажности, значений концентраций азота: общего, нитратов, нитритов, общего фосфора, общего калия приведены в табл.4.

Таблица 1
Результаты исследований физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных продуктах гидросмыва и после их реагентной обработки известным и предлагаемым способами
Показатели Жидкая фаза Твердая фаза
До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий простого суперфосфата и дигидрата сульфата кальция До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий простого суперфосфата и дигидрата сульфата кальция
рН 6,8 7,5 7,5 6,9 7,8 7,8
Влажность, % 99,5 100,00 100,00 98,5 90,1 90,5
Азот, мг/дм3 общий 600 240 220 200 300 300
NH4 550 200 180 100 200 230
NO2 0 20 10 0 20 15
NO3 20 10 15 48 65 55
Р2О5 мг/дм3 600 100 200 300 800 900
К2О мг/дм3 300 40 40 300 560 560

Таблица 2
Результаты исследований физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных продуктах гидросмыва и после их реагентной обработки известным и предлагаемым способами
Показатели Жидкая фаза Твердая фаза
До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий двойного суперфосфата и дигидрата сульфата кальция До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий ого суперфосфата и дигидрата сульфата кальция
рН 6,8 7,5 7,5 6,9 7,8 7,8
Влажность, % 99,5 100,00 100,00 98,5 90,1 90,5
Азот, мг/дм3 общий 600 230 220 200 300 270
NH4 550 200 180 100 200 230
NO2 0 20 10 0 20 15
NO3 20 10 15 48 63 53
Р2О5 мг/дм3 600 100 220 300 800 920
К2О мг/дм3 300 40 40 300 560 560

Таблица 3
Результаты исследований физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных продуктах гидросмыва и после их реагентной обработки известным и предлагаемым способами
Показатели Жидкая фаза Твердая фаза
До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий простого суперфосфата и дигидрата сульфата кальция До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий простого суперфосфата и дигидрата сульфата кальция
рН 6,8 7,5 7,5 6,9 7,8 7,8
Влажность, % 99,4 100,00 100,00 98,5 90,0 90,4
Азот, мг/дм3 общий 600 240 220 200 300 300
NH4 550 200 180 100 200 230
NO2 0 20 10 0 20 15
NO3 20 10 15 48 65 55
Р2О5 мг/дм3 600 100 205 300 800 910
К2О мг/дм3 300 40 40 300 560 560

Таблица 4
Результаты исследований физико-химических показателей и содержания биогенных элементов в исходных продуктах гидросмыва и после их реагентной обработки известным и предлагаемым способами
Показатели Жидкая фаза Твердая фаза
До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий двойного суперфосфата и дигидрата сульфата кальция До обработки После обработки щелочным коагулянтом и суперфосфатом После обработки щелочным коагулянтом и смесью суспензий ого суперфосфата и дигидрата сульфата кальция
рН 6,8 7,5 7,5 6,9 7,8 7,8
Влажность, % 99,5 100,00 100,00 98,5 90,1 90,5
Азот, мг/дм3 общий 600 230 220 200 300 270
NH4 550 200 180 100 200 230
NO2 0 20 10 0 20 15
NO3 20 10 15 48 63 53
Р2О5 мг/дм3 600 100 226 300 800 927
К2О мг/дм3 300 40 40 300 560 560

Формула изобретения

Способ подготовки сточных вод свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта – суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в соотношении 1:2 в количестве 1,0-3,0 г/дм3 в пересчете на СаО и подкисляющего реагента до рН 6,5-8,5 с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используют отход производства фосфорной кислоты: смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и простого суперфосфата в соотношении 1:1 или смесь суспензий дигидрата сульфата кальция и двойного суперфосфата в соотношении 1:0,5.


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.10.2008

Извещение опубликовано: 20.03.2010 БИ: 08/2010


Categories: BD_2321000-2321999