способ получения питательно-рекультивирующей смеси

Формула изобретения

1. Способ получения питательно-рекультивирующей смеси, включающий обработку гумусосодержащих веществ щелочным реагентом с получением осветленного продукта гуматов и балластной твердой фракции, отличающийся тем, что одновременно с получением осветленного продукта гуматов и балластной твердой фракции в последовательно установленных биореакторах осуществляют биометаногенез органических отходов, в процессе которого получают биогаз и органоминеральный компонент, смешивают органоминеральный компонент с осветленным продуктом гуматов и/или балластной твердой фракцией, полученную смесь фильтруют с образованием раствора и осадка, причем в раствор и/или осадок вводят стабилизатор на основе минерального вещества и перемешивают в течение заданного интервала времени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в последовательно установленных биореакторах осуществляют биометаногенез однородных органических отходов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в последовательно установленных биореакторах осуществляют биометаногенез разнородных органических отходов с заданным соотношением компонентов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органических отходов используют урожай энергетических плантаций.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что биометаногенез органических отходов осуществляют в, по меньшей мере, двух последовательно установленных биореакторах.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что биометаногенез осуществляют в термофильном режиме при температуре 45-65^oС.

7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют кальцийсодержащий минерал.

8. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют гашеную известь.

9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что с осветленным продуктом гуматов смешивают органоминеральный компонент, полученный в любом из последовательно установленных биореакторов.

10. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что с балластной твердой фракцией смешивают органоминеральный компонент, полученный в любом из последовательно установленных биореакторов.

11. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что с осветленным продуктом гуматов смешивают в требуемых соотношениях органоминеральные компоненты, полученные в различных биореакторах.

12. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что с балластной твердой фракцией смешивают в требуемых соотношениях органоминеральные компоненты, полученные в различных биореакторах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для получения смесей, содержащих компоненты, сбалансированные по содержанию азота, фосфора, калия, микроэлементов, и гуматы на основе торфов, сапропелей, различных органических отходов и растительных материалов.

Известен способ получения жидкого комплексного гуминового удобрения, включающий обработку гумусосодержащих веществ щелочным реагентом с получением раствора гуматов и балластной твердой фракции и добавление вещества-источника элементов питания растений (патент РФ 2015949, кл. С 05 F 3/00, 11/00, 15.07.94).

Известен способ получения питательной смеси, включающий обработку гумусосодержащих веществ щелочным реагентом с получением осветленного продукта гуматов и балластной твердой фракции (Кравченко Р.Н. и др. Технологический режим получения гуматов из торфа и некоторые характеристики препарата. Сборник "Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения". Изд. "Днепропетровский сельскохозяйственный институт", 1983, с.62-67. Этот способ является ближайшим аналогом предлагаемого способа.

Недостатками известного способа получения питательной смеси являются его недостаточно высокая экологичность, неиспользование в полной мере огромных ресурсов различных гумусосодержащих веществ, невысокие характеристики активизации процессов роста, структурирования почвы и недостаточная эффективность использования при рекультивации земель техногенных территорий и восстановлении плодородия сельхозугодий.

Техническим результатом использования изобретения является более высокая экологичность при применении питательной смеси, уменьшение загрязнения окружающей среды, расширение сырьевой базы, создание малоотходной технологии, повышенные характеристики активизации процессов роста растений и структурирования почвы.

Указанный результат достигается за счет того, что в известном способе получения питательной смеси, включающем обработку гумусосодержащих веществ щелочным реагентом с получением осветленного продукта гуматов и балластной твердой фракции, одновременно в последовательно установленных биореакторах осуществляют биометаногенез органических отходов, в процессе которого получают биогаз и органоминеральный компонент, смешивают органоминеральный компонент с осветленным продуктом гуматов и/или балластной твердой фракцией, полученную смесь фильтруют с образованием раствора и осадка, причем в раствор и/или осадок вводят стабилизатор на основе минерального вещества и перемешивают в течение заданного интервала времени.

Кроме того, в последовательно установленных биореакторах осуществляют биометаногенез однородных или неоднородных с заданным соотношением компонентов органических отходов. В качестве органических отходов может быть использован урожай энергетических плантаций.

Биометаногенез органических отходов может быть осуществлен в, по меньшей мере, двух последовательно установленных биореакторах.

Кроме того, биометаногенез осуществляют в термофильном режиме при температуре 45-65^oС.

В качестве стабилизатора могут быть использованы кальцийсодержащий минерал или гашеная известь.

Кроме того, с осветленным продуктом гуматов может быть смешан органоминеральный компонент, полученный в любом из последовательно установленных биореакторов, или в требуемых соотношениях органоминеральные компоненты, полученные в различных биореакторах.

С балластной твердой фракцией может быть смешан органоминеральный компонент, полученный в любом из последовательно установленных биореакторов, или в требуемых соотношениях органоминеральные компоненты, полученные в различных биореакторах.

Способ получения питательно-рекультивирующей смеси состоит в том, что из исходного сырья получают осветленный продукт гуматов и балластную твердую фракцию, одновременно с процессом получения осветленного продукта гуматов и балластной твердой фракции в последовательно установленных биореакторах проводят биометаногенез органических отходов, разделяют продукты биометаногенеза на биогаз и органоминеральный компонент, в течение заданного интервала времени смешивают органоминеральный компонент с осветленным продуктом гуматов и/или балластной твердой фракцией, осуществляют фильтрацию смеси, в отфильтрованный раствор и/или в осадок добавляют стабилизатор на основе минерального вещества, осуществляют дополнительное смешивание раствора и/или осадка со стабилизатором в течение заданного интервала времени и проводят дозировку питательно-рекультивирующей смеси. Биометаногенез осуществляют в термофильном режиме при температурах 45-65^oС в, по меньшей мере, двух последовательно установленных биореакторах, а в качестве отходов используют все виды отходов, однородные или неоднородные органические отходы с заданным соотношением компонентов, а также урожай энергетических плантаций. В качестве стабилизатора используют кальцийсодержащие минералы или гашеную известь.

С осветленным продуктом гуматов или балластной твердой фракцией смешивают органоминеральные компоненты, полученные в любом из последовательно установленных биоректоров. Также осветленный продукт гуматов или балластную твердую фракцию смешивают в требуемых соотношениях с органоминеральными компонентами, полученными в различных биореакторах.

Способ получения питательно-рекультивирующей смеси осуществляется следующим образом.

Из исходного, например, торфяного сырья получают осветленный продукт гуматов и балластную твердую фракцию. Одновременно с процессом получения гуматов и балластной твердой фракции в последовательно установленных биореакторах осуществляется процесс биометаногенеза органических отходов, в качестве которых могут выступать все виды однородных (подстилочный и безподстилочный навоз, навозная жижа, птичий и свиной помет любой влажности, ботва, солома, опилки, торф и др.) или неоднородных органических отходов с заданным соотношением компонентов, а также урожай энергетических плантаций, к которым относятся сахарный тростник, картофель и др. Процесс биометаногенеза, включающий в себя последовательные этапы гидролиза, ферментации, ацетогенную и метаногенную фазы, осуществляется в термофильном режиме при температурах 45-65^oС, по меньшей мере, в двух последовательно установленных биореакторах. Далее разделяют продукты биометаногенеза на биогаз и органоминеральный компонент, который полностью обеззаражен по отношению к патогенной флоре и семенам растений. После этого в течение заданного интервала времени смешивают органоминеральный компонент с осветленным продуктом гуматов и/или балластной твердой фракцией и осуществляют фильтрацию смеси. Смесь осветленного продукта гуматов или балластной твердой фракции с органоминеральным компонентом обладает высокой растворимостью в воде и миграционной способностью в почве. Следствием этого может быть как недополучение почвой питательных веществ, так и загрязнение грунтовых вод. Поэтому в отфильтрованный раствор и/или в осадок добавляют стабилизатор на основе минерального вещества, которым могут являться кальцийсодержащие минералы или гашеная известь. Ионы кальция стабилизируют полученный продукт, вследствие чего обеспечивается его меньшие растворимость и миграционная способность. После этого в течение заданного интервала времени осуществляют дополнительное смешивание раствора и/или осадка со стабилизатором и проводят дозировку питательно-рекультивирующей смеси. Вариация свойствами питательно-рекультивирующей смеси осуществляется за счет того, что с осветленным продуктом гуматов или с балластной твердой фракцией смешивают органоминеральные компоненты, полученные в любом из последовательно установленных биореакторов. Также с осветленным продуктом гуматов или с балластной твердой фракцией могут быть смешаны в требуемых соотношениях органоминеральные компоненты, полученные в различных биореакторах.

Присутствие в составе питательно-рекультивирующей смеси гуматов позволяет активизировать процессы роста, проводить структурирование почвы, связывать подвижность тяжелых металлов и нейтрализовать органические яды. Свойства полученной смеси, а следовательно, и области ее применения определяются, в частности, интервалами времени смешивания органоминерального компонента и осветленного продукта гуматов, раствора (или осадка) и стабилизатора. В результате реализации способа получается биогаз (55%-СН₄, 45%-CO₂) для бытового, промышленного применения и питательно-рекультивирующая смесь, которая обладает высокими экологическими характеристиками, активизирует процессы роста, структурирует почвы и может использоваться при решении задач рекультивации земель техногенных территорий и восстановления показателей плодородия сельхозугодий.