способ подготовки сточных вод свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования

Формула изобретения

Способ подготовки сточных вод свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта до рН 10-11, затем подкисляющего реагента до рН 6,5-8,5 с последующим выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена-суспензию шлама карбида кальция при дозе по оксиду кальция 2,0-3,0 г/дм³ при непрерывном перемешивании в течение 2-5 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к утилизации сточных вод и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свинокомплексов для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Известен способ [пат. Франции № 9913312, С 02 F 1/28 ] для очистки сточных вод от переработки сельскохозяйственной продукции, включающий термообработку сточных вод при температуре от 250 до 650°С при одновременном дозировании СаО (в виде гранулята 5 мм).

Недостатками данного способа очистки являются: трудоемкость процесса и сложность конструкции, большой расход электроэнергии, низкая удобрительная ценность образовавшегося материала из-за полной деструкции органических и минеральных загрязнений.

Известен способ [пат. США № 5562829, С 02 F 1/52] очистки сточных вод молочной фермы, включающий обработку суспензией Са(ОН)₂ при дозе 0,2-1,0 г/дм³ при pH 9,3-11,8.

Недостатком способа является дороговизна товарной извести, кроме того, полученные после обработки жидкая и твердые фазы имеют значения pH 11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве.

Наиболее близким по своему техническому решению является способ [1231004 С 02 F 1/58, С 05 F 7/00 15.05.86. Бюл. № 18] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - 10%-ное известковое молоко до pH 9-11, а затем подкисление 10%-ной суспензией простого суперфосфата до pH 6,0-8,5. После двухчасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок, содержащий нерастворившиеся частицы извести и суперфосфата, являющийся органоминеральным удобрением.

Недостатками этого способа являются: дороговизна товарной извести, используемой для приготовления известкового молока; применяемые дозы известкового молока определяют высокую стоимость реагентной обработки; трудоемкость подготовки к использованию известкового молока, обусловленная низким качеством товарного продукта; длительность процесса отстаивания смеси; отсутствие эффекта дезодорации и, следовательно, загрязнение атмосферы. Перечисленные недостатки ограничивают широкое использование жидкой фракции и осадка на земледельческих полях орошения.

Задачей является снижение стоимости реагентной обработки жидкого навоза, ускорение процесса отстаивания смеси, уменьшение количества стадий подготовки щелочного реагента, достижение эффекта дезодорации, который позволит снизить загрязнения атмосферы H₂S, NO, NO₂, NH₃, CO, метилмеркаптаном, уменьшить размеры санитаpно-защитных зон полей орошения и, следовательно, расширить область применения сточных вод.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки сточных вод свинокомплексов и свиноферм для сельскохозяйственного использования, включающем введение щелочного коагулянта до pH 10-11, затем подкисляющего реагента до pH 6,5-8,5 с последующим выделением образующегося осадка, а в качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена - суспензию шлама карбида кальция при дозе по оксиду кальция 2,0-3,0 г/дм³ при непрерывном перемешивании в течение 2-5 мин. Шлам карбида кальция представляет собой пластичный осадок влажностью 75-80%, поэтому для приготовления суспензии необходимо меньшее число операций, чем при работе с известью.

Технология подготовки сточных вод свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем.

Жидкий навоз обрабатываем суспензией шлама карбида кальция, которую готовят, разбавляя при перемешивании 100 г отхода в 1 дм³ воды, до pH 10-11, затем для нейтрализации смеси вводят суспензию простого суперфосфата с концентрацией 100-150 г/дм³, непрерывно перемешивая, тем самым снижая pH до 6,5-8,5. После полуторачасового отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение.

Использование в качестве щелочного коагулянта суспензии шлама карбида кальция, являющегося бесплатным сырьем для приготовления известкового молока, позволяет во много раз снизить стоимость реагентной обработки, время отстаивания сократить на 25%, уменьшив объем отстойников и, следовательно, капитальных вложений.

Обработка сточной жидкости суспензией шлама карбида кальция с последующим подкислением суспензией простого суперфосфата позволяет получить эффект дезодорации воздуха вблизи отстойников-накопителей жидких отходов животноводства. Это связано с губительным воздействием шлама карбида кальция на бактерии, аммонифицирующие белок, V.desulfuricans, Th.denitrificans и бактерии, аммонифицирующие мочевину, V.desulfuricans, восстанавливающие сульфаты до H₂S, Th.denitrificans, переводящие нитраты в аммиак и азот, а также Cl.pasterianum, вызывающие масляно-кислое брожение, обуславливающие зловонный запах.

Пример. Реагентная подготовка жидкого навоза объемом 200 м³, полученного после получасового отстаивания.

По известному способу жидкий навоз обрабатывают 10%-ным известковым молоком, приготовленным из товарной извести. Для достижения эффективного значения pH, равного 11, на 1 м³ сточной жидкости требуется внести известковое молоко в объеме 50 дм³. Для снижения pH смеси до 7,5 необходимо ввести 70 дм³ суспензии простого суперфосфата. Затраты на приобретение необходимого количества товарного продукта для обработки жидкого навоза в этом случае составляют 20 тыс. руб.

По предложенному способу жидкий навоз обрабатывают 10% суспензией шлама карбида кальция с дозой по активному оксиду кальция, равной 2,7 кг/м³. Для достижения эффективного значения pH в 1 м³ сточной жидкости внесли 100 дм ³ суспензии шлама карбида кальция. Для снижения pH до 7,5 вводили в смесь 100 дм³ суспензии простого суперфосфата. В этом случае экономия на приобретении щелочного реагента составляет 20 тыс. руб. При этом достигается дополнительный эффект от утилизации отхода производства ацетилена. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 45 до 60 мин.

При обработке жидких отходов животноводства по известному способу не приведены данные о дезодорирующем воздействии на них известкового молока. Предложенный способ подготовки сточных вод свинокомплексов и свиноферм позволил достичь существенного эффекта дезодорации(%): отмечено снижение содержания СО, NO, NO₂, NH₃ в исследуемом воздухе при внесении шлама карбида кальция на 70-80 по сравнению с исходной сточной жидкостью и на 90-95 при последовательном внесении суспензии шлама карбида кальция и суспензии простого суперфосфата, а содержания H₂ S и метилмеркаптана на 80-86 и 98-99 соответственно. Результаты исследований процесса дезодорации представлены в таблице.

Реализация предложенного способа подготовки сточных вод свиноводческих хозяйств для сельскохозяйственного использования с применением суспензии шлама карбида кальция позволила решить задачи изобретения.