способ получения органоминерального удобрения

Формула изобретения

Способ получения органоминерального удобрения, включающий термообработку до полной дезинфекции осадка сточных вод, образующегося после биологической очистки сточных вод и их отстаивания во вторичных отстойниках и на иловых площадках, и введение биогенных добавок, отличающийся тем, что в качестве биогенных добавок вводят смесь адаптированных культур азотбактер и нитробактер, после чего проводят ферментацию осадка при 32-З6^oС с последующим обезвоживанием полученной биомассы на фильтрах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству удобрений и может быть использовано при производстве органоминеральных удобрений с использованием осадка сточных вод.

Известен способ получения жидких азотных удобрений с использованием жидкого активного ила-отхода биохимических очистных сооружений, который заключается в том, что жидкий активный ил насыщается аммиаком, в котором растворяются мочевина и нитрат аммония (авт. св. СССР N 627112, кл. C 05 F 6/00).

Однако содержание активного ила в полученном удобрении составляет всего 12 13 мас. а транспортировка и хранение полученного удобрения имеет ряд неудобств.

Известны также способы получения удобрений с использованием осадка сточных вод с различными добавками и связующими. Так, известен способ, включающий смешение осадка сточных вод с золой, полученной после сжигания каменного углы, с добавлением смеси минеральных удобрений, пестицидов и последующим высушиванием и гранулированием (авт. св. СССР N 442180, кл. C 05 F 11/02).

Однако применение каменноугольной золы, не обладающей физиологической активностью, неблагоприятно сказывается на усвояемости растениями макрои микроэлементов осадка сточных вод и добавляемых компонентов.

Известны способы получения органоминеральных удобрений с использованием осадка сточных вод и торфа компостированием (авт. св. СССР N 1213017, кл. C 05 F 7/00; 11/02), а также использование аммонизированного торфа в качестве связующего с минеральными добавками для получения гранулированного удобрения медленного действия (авт. св. СССР N 836005, кл. C 05 F 11/02; N 1225832, кл. C 05 F 11/02).

Известен также способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод путем механической сушки и грануляции с добавлением соли молибдена и торфа.

Однако в известных способах используются предварительно высушенные осадки сточных вод, что существенно усложняет технологический процесс получения удобрения.

Известен способ получения органоминерального удобрения на основе торфа, содержащего минеральные добавки и бактериальную маточную культуру АМБ и азотобактрин путем компостирования в течение 1 6 мес (авт. св. СССР N 682489, кл. C 05 F 11/08).

Известен способ получения органоминерального удобрения путем кондиционирования смеси осадков от первичных и вторичных отстойников температурной обработкой до полной дезинфекции и введением биогенных добавок по результатам агрохимического анализа (авт. св. СССР 1504232, кл. C 05 F 7/00).

Однако полученное жидкое удобрение может вноситься в почву в весьма небольших количествах в зависимости от характера осадков сточных вод, так как осадки смеси бытовых и производственных сточных вод, как правило, содержат гниющие компоненты, которые при данном способе получения удобрения не подвергаются деструктивным расщеплением и при внесении в почву не способны усваиваться растениями.

Целью изобретения является улучшение агрохимической эффективности удобрения на основе осадка сточных вод.

Цель достигается тем, что осадки сточных вод (ОСВ) от вторичных отстойников или илоуплотнителей подвергаются тепловой обработке до полной дезинфекции, затем в осадок вводят смесь адаптированных культур азотбактер и нитробактер и при температуре 32-36^oC проводят ферментацию ОСВ. Полученную биомассу обезвоживают на фильтрах или смешивают с торфом.

Сущность данного изобретения состоит в том, что экологически опасный осадок отстойников очистных сооружений подвергается в кратчайшее время обезвреживанию, и из него приготавливается полноценное для выращивания растений органоминеральное удобрение, обогащенное микроорганизмами, участвующими в минерализации и обмене азота. Предлагаемый способ получения органоминерального удобрения позволяет использовать в качестве исходного сырья свежие осадки ОСВ биологических очистных сооружений бытовых и промышленных сточных вод. Исходя из понимания того факта, что в естественных условиях при длительном (7 8 лет хранения) наступает резкое снижение токсичности ОСВ, подтверждено участие в этом процессе наиболее распространенных почвенных микроорганизмов, таких как бактерии азотнофиксаторы и нитрофиксаторы. Культуры азотбактер и нитробактер адаптируются методом многочисленных пассажей и используются в предлагаемом способе получения органоминерального удобрения.

П р и м е р. В качестве ОСВ использованы осадки бытовых и промышленных сточных вод биологических очистных сооружений г. Новочебоксарска после вторичных отстойников и с иловых площадок.

ОСВ представляет собой однородную черную массу с влажностью 60 80 и pH среды близкой к нейтральной или слабощелочной. Содержание микроэлементов приведено в табл. 1.

Экспериментально установлено, что в результате культивации Азотбактер (Аб) и Нитробактер (Нб) в среде ОСВ образуется смесь адаптированных культур с содержанием 110⁷ клеток Аб и 110⁵ клеток Нб в 1 г ОСВ. Также экспериментально установлено, что для начала ферментации ОСВ БОС г. Новочебоксарска необходима минимальная концентрация клеток, равная 110⁴/мл ОСВ с влажностью 70 т. е. для 1 м₃ ОСВ необходимо внести 110¹⁰ смеси адаптированных клеток азотбактер и нитробактер.

Очевидно, что для других условий (ОСВ отличного качественного состава, т.е. ОСВ других БОС) эти соотношения могут быть несколько иными.

Ферментацию ОСВ поводили при температуре 32 36^oC засеванием адаптированными культурами Аб и Нб в концентрации 110⁴ клеток в 1 мл ОСВ в условиях непрерывного перемешивания. О завершении процесса ферментации судят по показателям роста количества клеток в 1 мл ОСВ. Процесс ферментации можно считать завершенным к концу 6 суток, когда численный рост клеток Аб и Нб в 1 мл ОСВ не наблюдается.

В табл. 2 приведены данные, характеризующие изменение свойств ОСВ в результате ферментации его адаптированными культурами азотбактер инитробактер. В качестве исходного осадка сточных вод были взяты ОСВ с иловых и вторичных отстойников с влажностью 60 -80 с предельно допустимой нагрузкой на почву 0,1 т/га, т. е. ОСВ, которые не могут быть использованы в качестве удобрения.

Полевые опыты полученного органоминерального удобрения проведены в 1991 году на учебном участке кафедры растениеводства Чувашского сельскохозяйственного института, который расположен на территории учебного хозяйства "Приволжский". Почва участка характеризуется следующими показателями: гумус по Тюрину 2,05 P₂O₅ по Гинзберг-Лебедевой 12,1 мн на 100 г почвы, K₂O-17,2 мг на 100 г почвы. Среднее годовое количество осадков составляет 450-550 мм, в том числе за вегетационный период-225-275 мм. Степень увлажнения по гидротермическому коэффициенту (ГТК) равна 0,8 1,1. 1991 сельскохозяйственный год был не вполне благополучным для роста и развития сельскохозяйственных культур, так температурный режим мая был напряженнее, выпало осадков 21 мм, при среднемноголетнем показателе 33, а сумма активных температур июня превышала среднемноголетние на 124^o, осадков выпало 30 мм при среднемноголетнем показателе 60 мм.

Разбивка опытных микроделянок проводилась весной перед посевом. Учетная площадь по 1 м², повторность 4-кратная. Для посева использованы районированные яровая пшеница сорта Энта и яровой ячмень Зазерский. Метод внесения удобрения предпосевная обработка семенного материала. Оптимальная доза составила в пересчете на 1 га 500 600 кг сухого удобрения.

Результаты полевых испытаний полученного вышеописанным способом органоминерального удобрения приведены в табл. 3.

Применение предлагаемого удобрения оказывает положительное влияние на рост и развитие растений; повышается их всхожесть, улучшаются показатели роста и развития растений от их всходов до плодоношения.

Как видно из таблиц 2 и 3, использование предлагаемого способа получения органоминерального удобрения позволяет повысить качество удобрения и одновременно в кратчайшие сроки решить проблему обезвреживания осадков сточных вод и тем самым существенно улучшить экологическую обстановку в районах, прилегающих к биологическим очистным сооружениям.