PL232471B1 - Method for producing solid artificial fertilizer from organic sewage sludges - Google Patents
Method for producing solid artificial fertilizer from organic sewage sludgesInfo
- Publication number
- PL232471B1 PL232471B1 PL413168A PL41316815A PL232471B1 PL 232471 B1 PL232471 B1 PL 232471B1 PL 413168 A PL413168 A PL 413168A PL 41316815 A PL41316815 A PL 41316815A PL 232471 B1 PL232471 B1 PL 232471B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- reaction
- obtaining
- mass
- final product
- solid fertilizer
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009928 pasteurization Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 5
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 4
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 claims 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229940031958 magnesium carbonate hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical group 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Sposób otrzymywania stałego nawozu sztucznego z organicznych osadów ściekowych, przebiega w reaktorze, w którym dla całkowitej pasteryzacji osadu dodaje się do płynnego osadu ściekowego tlenek magnezu i miesza się oba składniki w reaktorze do uzyskania jednorodności masy, po czym nadal mieszając dozuje się strumieniem stężony kwas z prędkością uzależnioną od masy pierwotnie wymieszanych składników stanowiących jednorodną masę bazową, najlepiej kwas siarkowy. Temperatura reakcji wzrasta nieco powyżej 100°C, nadmiar ciepła z reakcji uchodzi w postaci pary wodnej, a wynikiem reakcji jest siarczan magnezu wiążący cząsteczki wody osadu tworząc półprodukt. Po zakończeniu reakcji półprodukt schładza się poniżej 90°C do stężenia masy i korzystnie poddaje granulacji. Sposób charakteryzuje się tym, że stężony kwas podaje się strumieniem rozproszonym, a rozproszenie ma miejsce co najmniej w obszarze głównym ponad powierzchnią masy bazowej, korzystnie w kilku podstrefach znajdujących się wewnątrz obszaru głównego, przy czym podawany tą metodą stężony kwas przenika do masy bazowej wielopunktowo, najlepiej w postaci kroplistych drobin. Reakcja zachodzi znacznie szybciej od znanych i uzyskuje się w niej wcześniej niemożliwą do uzyskania temperaturę reakcji ponad 115°C, co w znacznie lepszy sposób higienizuje osad. Proces jest bezpieczniejszy pomimo znacznie większych ilości użytego w pojedynczej reakcji stężonego kwasu siarkowego. Schładzanie produktu reakcji, który w postaci wilgotnego krystalizującego się półproduktu końcowego opuścił reaktor ma miejsce w niezależnym mieszalniku, w którym przy temperaturze półproduktu końcowego poniżej 80°C ciągle mieszając dozuje się zimny wypełniacz doprowadzając do schłodzenia i odwodnienia półproduktu końcowego do postaci produktu końcowego. Dzięki temu schładzanie jest szybsze, a produkt końcowy nie krystalizuje przedwcześnie uniemożliwiając ustabilizowanie poziomu wilgotności na bezpiecznym poziomie zapewniającym stałość konsystencji. Inny zimny wypełniacz dobiera się niezależnie tak, aby ostateczne pH produktu końcowego miało określoną i oczekiwaną wartość. Wynalazek ma zastosowanie w rolnictwie, przy czym związany jest także z utylizacją substancji szkodliwych.The method of obtaining solid fertilizer from organic sewage sludge takes place in a reactor in which, for complete pasteurization of the sludge, magnesium oxide is added to the liquid sewage sludge and both ingredients are mixed in the reactor until the mass is homogeneous, and then, while still stirring, concentrated acid is dosed in a stream with speed depending on the mass of the originally mixed ingredients constituting a homogeneous base mass, preferably sulfuric acid. The reaction temperature rises slightly above 100°C, the excess heat from the reaction escapes in the form of water vapor, and the reaction results in magnesium sulfate binding the water particles of the sediment, creating an intermediate product. After completing the reaction, the semi-finished product is cooled below 90°C until the mass is concentrated and preferably granulated. The method is characterized by the fact that the concentrated acid is administered in a dispersed stream, and the dispersion takes place at least in the main area above the surface of the base mass, preferably in several subzones located inside the main area, and the concentrated acid administered in this method penetrates into the base mass at many points, preferably in the form of droplets. The reaction occurs much faster than known ones and achieves a previously impossible reaction temperature of over 115°C, which hygienizes the sludge much better. The process is safer despite the much larger amounts of concentrated sulfuric acid used in a single reaction. Cooling of the reaction product, which left the reactor in the form of a wet, crystallizing final product, takes place in an independent mixer, in which, at the temperature of the final product below 80°C, a cold filler is dosed with constant stirring, cooling and dehydrating the final product into the final product. Thanks to this, cooling is faster and the final product does not crystallize prematurely, making it impossible to stabilize the humidity level at a safe level ensuring consistency of consistency. Another cold filler is selected independently so that the final pH of the final product has the specified and expected value. The invention is applicable in agriculture, but is also related to the disposal of harmful substances.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania stałego nawozu sztucznego z organicznych osadów ściekowych. Wynalazek ma zastosowanie w rolnictwie, przy czym związany jest także z utylizacją substancji szkodliwych.The subject of the invention is a method of obtaining solid fertilizer from organic sewage sludge. The invention is applicable in agriculture, and is also related to the disposal of harmful substances.
Z powszechnej wiadomości znane są procesy utylizacji odpadów organicznych, szczególnie ścieków, które polegają przede wszystkim na higienizacji tychże, korzystnie z możliwością odzysku substancji możliwych do wykorzystania w rożnych procesach przemysłowych.It is common knowledge to utilize organic wastes, especially wastewater, which mainly consist in hygienizing them, preferably with the possibility of recovering substances that can be used in various industrial processes.
Cenne stają się metody przetwarzania szkodliwych z początku substancji, w preparaty mogące zwrócić pierwiastki odżywcze roślinom lub dla użyźnienia gleb.The methods of processing the initially harmful substances into preparations that can return nutrients to plants or to fertilize the soil become valuable.
Przykładem może być wskazany w zgłoszeniu wynalazku polskiego pod nr P.326127 sposób otrzymywania granulatu nawozowego z osadów ściekowych przy jednoczesnej higienizacji tychże osadów. Osady dla wynalazku mogą także pochodzić z komunalnych oczyszczalni ścieków. We wskazanym rozwiązaniu poprzez dodawanie do płynnego osadu ściekowego stężonego kwasu, najlepiej kwasu siarkowego, wskutek reakcji egzotermicznej temperatura mieszaniny podwyższa się do około 100°C. Skutkiem jest zanik mikroorganizmów i form przetrwalnikowych. Na skutek zakwaszenia następuje także denaturacja białek i amonifikacja azotu ze związków organicznych. Proporcja kwas/osad jest ustalana tak, żeby ilość tworzących się cząstek soli, najlepiej siarczanu magnezu, wiązała zawartą w osadzie wodę całkowicie. Hydratem wiążącym cząsteczki wody jest siarczan magnezu, a związkiem neutralizującym produkt częściowej mineralizacji jest związek magnezu, korzystnie tlenek magnezu lub węglan magnezu lub wodorotlenek magnezu lub dolomit.An example may be the method of obtaining fertilizer granules from sewage sludge with the simultaneous hygienization of these sludge indicated in the Polish patent application under no. P.326127. The sludge for the invention may also come from municipal wastewater treatment plants. In the indicated solution, by adding concentrated acid, preferably sulfuric acid, to the liquid sludge, the temperature of the mixture is increased to about 100 ° C due to the exothermic reaction. The result is the disappearance of microorganisms and spore forms. As a result of acidification, there is also denaturation of proteins and ammonification of nitrogen from organic compounds. The acid / sediment ratio is adjusted so that the amount of salt particles formed, preferably magnesium sulfate, binds the water contained in the sediment completely. The hydrate that binds the water molecules is magnesium sulfate, and the compound that neutralizes the partial mineralization product is a magnesium compound, preferably magnesium oxide or magnesium carbonate or magnesium hydroxide or dolomite.
W procesie do osadu ściekowego dodaje się najpierw kwas, dokładnie miesza się składniki, a następnie po znacznym odstępie czasowym przeznaczonym na ustabilizowanie mieszaniny podaje się kolejne składniki Po kolejnym znacznym odstępie czasowym przeznaczonym na neutralizację tymi kolejnymi składnikami, wydziela się para, a mieszanina wszystkich składników gęstnieje do postaci bezkształtnego granulatu, który można zbrylać w regularny kształt.In the process, acid is first added to the sewage sludge, the components are thoroughly mixed, and then, after a considerable time interval intended to stabilize the mixture, the next components are added.After another significant time interval for neutralization with these successive components, steam is released and the mixture of all components thickens to form shapeless granules that can agglomerate into a regular shape.
W reakcji na początkowym etapie wytwarza się płynna pieniąca masa, stąd w reaktorze potrzeba jest istnienia znacznej nadmiarowej pustej przestrzeni. Wydzielają się lotne związki o charakterze odoru, a dodawanie kolejnych składników potęguje ten efekt na skutek dynamiki procesu i zwiększonej temperatury.The reaction produces a foaming liquid mass in the initial stage, hence a significant excess void is needed in the reactor. Volatile odorous compounds are released, and the addition of further components intensifies this effect due to the dynamics of the process and increased temperature.
Znacznym mankamentem rozwiązania przedstawionego jest jednak niemożność stosowania go dla przemysłowego wykorzystania w masowej produkcji, przede wszystkim ze względu na nikłe masy składników, które przedstawiono w przykładzie realizacji wynalazku z powodu niepewności przebiegu reakcji dla dużych mas składników, przede wszystkim kwasu stężonego. Bezpieczeństwo dla otoczenia i ludzi jest dla tego typu reakcji trudne do uzyskania, tym bardziej, że ujawniono, iż proces można prowadzić zarówno w naczyniu otwartym, jak też w zamkniętym pod zwiększonym ciśnieniem, gdzie zakres temperatury wrzenia reakcji nie powinien być przekraczany. Proces jest mało przydatny z powodu znacznej energochłonności i czasochłonności przebiegającej reakcji.A significant drawback of the presented solution, however, is the impossibility of using it for industrial use in mass production, mainly due to the low mass of the components presented in the embodiment of the invention due to the uncertainty of the course of the reaction for large masses of components, especially concentrated acid. Safety for the environment and people is difficult to achieve for this type of reaction, the more that it has been disclosed that the process can be carried out both in an open vessel and in a closed vessel under increased pressure, where the boiling point range of the reaction should not be exceeded. The process is of little use due to the considerable energy and time consumption of the ongoing reaction.
Ulepszonym procesem wydaje się być ten ujawniony przez firmę OMEGA sp. z o.o., która produkuje nawóz o nazwie OSKAR. Proces ulepszonej produkcji jedynie na nieznaczną skalę przemysłową, z podobnych jak ostatnio przedstawionych powodów, rozpoczyna się w biologicznej oczyszczalni ścieków operacją odwadniania na prasach i parowarkach, co pozwala uzyskać tzw. osad nadmiarowy zawierający suchą masę i wodę. Proces właściwy zachodzi w reaktorze, w którym około 50% całego wsadu to osad nadmiarowy. W reaktorze dodaje się i miesza z osadem nadmiarowym magnezyt prażony o dużej zawartości tlenku magnezu. Po wymieszaniu tych składników wprowadza się z odpowiednią szybkością stężony kwas siarkowy. W trakcie dozowania zachodzi silna reakcja egzotermiczna doprowadzająca zawartość reaktora do temp, nieco powyżej 100°C, a nadmiar ciepła uchodzi w postaci pary wodnej. W technologii proces prowadzi się tak, że uzyskuje się siarczan magnezowy, przy czym może on wiązać się z maksymalnie siedmioma cząstkami wody, jednak kluczowe jest to, że dla potrzeb procesu nie doprowadza się do pełnego wysycenia siarczanu magnezu wodą. Po przeprowadzonej reakcji siarczan magnezu poddaje się granulacji, a wodę niezwiązaną suchą masą usuwa się w procesie suszenia. Tą metodą z jednej tony osadu uzyskuje się dwie tony nawom Schemat instalacji oraz opis procesu są przedstawione na stronie internetowej www.eomega.eu. Rozwiązanie uzyskało patent o nr PL 210311.The improved process seems to be the one disclosed by OMEGA sp.z o.o., which produces a fertilizer called OSKAR. The process of improved production only on a small industrial scale, for similar reasons as recently presented, begins in a biological sewage treatment plant with a dewatering operation on presses and evaporators, which allows to obtain the so-called excess sludge containing dry matter and water. The actual process takes place in a reactor in which about 50% of the total charge is excess sludge. Calcined magnesite with a high content of magnesium oxide is added to the reactor and mixed with the excess sludge. After these components are mixed together, concentrated sulfuric acid is introduced at a suitable rate. During dosing, a strong exothermic reaction takes place, bringing the reactor contents to a temperature slightly above 100 ° C, and the excess heat escapes in the form of steam. In technology, the process is carried out in such a way that magnesium sulphate is obtained, which can bind up to seven water particles, but the key is that for the purposes of the process, the magnesium sulphate is not fully saturated with water. After the reaction, the magnesium sulphate is granulated and the water free from the dry matter is removed in the drying process. This method produces two tons of sludge from one tonne of sludge. Installation diagram and process description are presented on the website www.eomega.eu. The solution was granted a patent number PL 210311.
PL 232 471 B1PL 232 471 B1
Niedogodnością procesu według tego znanego wynalazku jest bezwarunkowa konieczność zachowania kolejności mieszania składników wsadu i bardzo ścisłych ich proporcji dla niepełnego wysycenia siarczanu magnezu wodą. Zapobiega to wydzielaniu się bardzo cuchnących i toksycznych składników w postaci par i gazów w sposób znaczny, jednak powoduje czasem niemożliwą wręcz do zapewnienia w procesach przemysłowych na dużą skalę dokładność podawania składników. Precyzję zapewnia się stałą kontrolą każdego etapu i co ważniejsze, bardzo precyzyjnym pomiarem wysycenia siarczanu magnezu wodą, co można wykonywać nadal dla porcji wsadowych reaktora jedynie maksimum kilkudziesięciu kilogramów. Niedogodnością procesu według tego znanego wynalazku jest także problem krystalizacji końcowych produktów reakcji przy zwiększeniu mas składników i niezależnie przy złym dobraniu proporcji składników bazowych.The disadvantage of the process according to this known invention is the absolute necessity to adhere to the order of mixing of the batch components and their very strict proportions for incomplete saturation of magnesium sulphate with water. This prevents the release of very smelly and toxic components in the form of vapors and gases to a significant extent, but sometimes it causes even impossible to ensure in large-scale industrial processes accuracy of ingredient administration. The precision is ensured by constant control of each stage and, more importantly, by a very precise measurement of the saturation of magnesium sulfate with water, which can still be performed for reactor batch batches only a maximum of several dozen kilograms. A disadvantage of the process according to this known invention is also the problem of the crystallization of the final reaction products when increasing the mass of the components and independently when the proportions of the base components are not selected.
Niedogodność polegająca na małej ilości mas składników biorących udział w reakcji została zniwelowana, przy jednoczesnym nieoczekiwanym zwiększeniu bezpieczeństwa przebiegu reakcji, a wszystko to dzięki rozwiązaniu według wynalazku. Rozwiązanie nieoczekiwane dodatkowo niweluje problem związany z odorami substancji lotnych, które są nierozłącznie związane z przedmiotem sposobu według wynalazku, znacznie je zmniejszając pomimo działania na dużą skalę przemysłową i użycia znacznych mas składników dla zachodzących reakcji, które nie krystalizują się, pomimo nie zwracania uwagi na bardzo precyzyjny dobór składników bazowych.The disadvantage of a small amount of masses of reaction components has been overcome, while unexpectedly increasing the safety of the reaction, all thanks to the solution according to the invention. The unexpected solution additionally eliminates the problem related to the odors of volatile substances, which are inherent in the subject of the method according to the invention, significantly reducing them despite the operation on a large industrial scale and the use of large masses of components for the reactions taking place, which do not crystallize, despite not paying attention to precise selection of base ingredients.
Sposób otrzymywania stałego nawozu sztucznego z organicznych osadów ściekowych, według wynalazku, przebiega w reaktorze, w którym dla całkowitej pasteryzacji osadu dodaje się do płynnego osadu ściekowego tlenek magnezu i miesza się oba składniki w reaktorze do uzyskania jednorodności masy, po czym nadal mieszając dozuje się strumieniem stężony kwas z prędkością uzależnioną od masy pierwotnie wymieszanych składników stanowiących jednorodną masę bazową, najlepiej kwas siarkowy. Temperatura reakcji wzrasta nieco powyżej 100°C, nadmiar ciepła z reakcji uchodzi w postaci pary wodnej, a wynikiem reakcji jest siarczan magnezu wiążący cząsteczki wody osadu tworząc półprodukt. Po zakończeniu reakcji półprodukt schładza się poniżej 90°C do stężenia masy i korzystnie poddaje granulacji. Wynalazek charakteryzuje się tym, że stężony kwas podaje się strumieniem rozproszonym, w postaci kroplistych drobin tak, aby po przeniknięciu do masy bazowej krople znajdowały się w rozproszeniu wielopunktowym, gdzie rozproszenie ma miejsce co najmniej w obszarze głównym, znajdującym się ponad powierzchnią masy bazowej, korzystnie w kilku podstrefach obszaru głównego znajdujących się wewnątrz tego obszaru głównego. Reakcja zachodzi znacznie szybciej od znanych i uzyskuje się w niej wcześniej niemożliwą do uzyskania temperaturę reakcji ponad 115°C, co w znacznie lepszy sposób higienizuje osad, uzyskując wilgotny półprodukt końcowy, który to przenosi się z reaktora do niezależnego mieszalnika, tam schładza się półprodukt końcowy ciągle go mieszając, a po uzyskaniu jego temperatury niższej niż 80°C dozuje się do półproduktu końcowego wypełniacz mający podczas dozowania temperaturę niższą od temperatury otoczenia (zimny wypełniacz), doprowadzając przez to do szybkiego schłodzenia i odwodnienia półproduktu końcowego, w wyniku czego uzyskuje się w tym mieszalniku produkt końcowy. Proces jest bezpieczniejszy pomimo znacznie większych ilości użytego w pojedynczej reakcji stężonego kwasu siarkowego. Dzięki temu schładzanie jest szybsze, a produkt końcowy nie krystalizuje się przedwcześnie uniemożliwiając ustabilizowanie poziomu wilgotności na bezpiecznym poziomie zapewniającym stałość konsystencji. Jako zimny wypełniacz stosuje się kredę i/lub dolomit, dozowane w niezależnym mieszalniku do momentu osiągnięcia stężenia wody w półprodukcie końcowym w przedziale od 25 do 30%, a także jednocześnie albo zamiennie tlenek magnezu dozowany do momentu uzyskania pH produktu końcowego o wartości siedem, natomiast szybkie schładzanie trwa krócej niż połowa czasu reakcji, korzystnie krócej niż 15 min.The method of obtaining solid fertilizer from organic sewage sludge, according to the invention, takes place in a reactor in which, for the complete pasteurization of the sludge, magnesium oxide is added to the liquid sludge and both components are mixed in the reactor until the mass is homogeneous, and then, while still mixing, it is dosed with a stream concentrated acid at a rate dependent on the mass of the originally mixed components constituting the homogeneous base mass, preferably sulfuric acid. The reaction temperature rises slightly above 100 ° C, the excess heat from the reaction escapes in the form of water vapor, and the reaction results in magnesium sulphate that binds the water molecules of the sediment to form an intermediate. After completion of the reaction, the intermediate is cooled below 90 ° C to stock concentration and preferably granulated. The invention is characterized by the fact that the concentrated acid is fed in a dispersed stream, in the form of droplet particles, so that after penetrating into the base mass, the droplets are in a multi-point scattering, where the dispersion takes place at least in the main area above the surface of the base mass, preferably in several subzones of a core area within that core area. The reaction takes place much faster than the known ones and achieves a previously impossible reaction temperature of over 115 ° C, which in a much better way sanitizes the sludge, obtaining a wet final intermediate, which is transferred from the reactor to an independent mixer, there the final intermediate is cooled down stirring it constantly, and after reaching its temperature lower than 80 ° C, the filler is dosed to the final product, having a temperature lower than the ambient temperature during dosing (cold filler), thus leading to rapid cooling and dehydration of the final intermediate, resulting in end product in this mixer. The process is safer despite much larger amounts of concentrated sulfuric acid used in a single reaction. Thanks to this, the cooling is faster and the final product does not crystallize prematurely, preventing the stabilization of the moisture level at a safe level ensuring consistency. Chalk and / or dolomite are used as a cold filler, dosed in an independent mixer until the water concentration in the final product is between 25 and 30%, and also, simultaneously or alternatively, magnesium oxide is dosed until the pH of the final product is seven, while rapid cooling takes less than half the reaction time, preferably less than 15 minutes.
Rozproszenie korzystnie ma także miejsce w obszarze dodatkowym znajdującym się pod powierzchnią masy bazowej, najlepiej w kilku podstrefach obszaru dodatkowego znajdujących się wewnątrz tego obszaru dodatkowego, czyli w masie bazowej.The dispersion also preferably takes place in the additional area below the surface of the base mass, preferably in several subzones of the additional area inside this additional area, i.e. in the base mass.
Stężony kwas podaje się w danej podstrefie tak, że korzystnie przenika do przynajmniej jednej sąsiadującej z mą innej podstrefy.The concentrated acid is given in a given sub-zone so that it preferably penetrates into at least one other sub-zone adjacent to it.
Kropliste drobiny stężonego kwasu korzystnie doprowadza się do wchodzenia w reakcję z oparami prowadzonej reakcji higienizacji, dzięki czemu obniża się znacząco ilość tych oparów, co we wcześniej znanych procesach nie mogło w ogóle występować.The droplets of concentrated acid are preferably allowed to react with the vapors of the hygienisation reaction carried out, whereby the amount of these vapors is significantly reduced, which could not occur at all in the previously known processes.
W sposobie można stosować ruchome urządzenia wspomagające operację rozpraszania.The method can use mobile devices to aid the scattering operation.
Operacją rozpraszania może być rozbryzg, korzystnie o przeszkodę stałą lub ruchomą.The dispersing operation may be splash, preferably against a fixed or moving obstacle.
Zamiennie operacją rozpraszania może być podział strumienia, np. poprzez perlator.Alternatively, the scattering operation may be to divide the stream, e.g. via an aerator.
PL 232 471 B1PL 232 471 B1
Dobór ilości wsadu poszczególnych składników stałych i jednocześnie lub zamiennie płynnych ocenia się ze średnią lub niską dokładnością, gdyż wysoka precyzja nie musi być w sposobie według wynalazku utrzymywana rygorystycznie, przy czym wykonuje się to poprzez ważenie i jednocześnie lub zamiennie odpowiednio mierzenie objętości, gdzie niska dokładność oznacza precyzję +/- 5 kg lub litr, a średnia odpowiednio +/- 1 kg lub litr.The selection of the amount of the batch of individual solid and simultaneously or alternatively liquid components is assessed with medium or low accuracy, because high precision does not need to be strictly maintained in the method according to the invention, it is done by weighing and simultaneously or alternatively measuring the volume, respectively, where low accuracy means a precision of +/- 5 kg or a liter and an average of +/- 1 kg or a liter respectively.
Do niezależnego mieszalnika w chwili studzenia półproduktu końcowego korzystnie dozuje się uzupełniające składniki mineralne i jednocześnie lub zamiennie organiczne stanowiące standardowe elementy wzbogacające nawozów stosowanych w rolnictwie i jednocześnie lub zamiennie w leśnictwie.When the final intermediate is cooled down, the independent mixer is preferably dosed with complementary minerals and at the same time or alternatively organic components which constitute standard enrichment elements for fertilizers used in agriculture and simultaneously or alternatively in forestry.
Granulowanie jest korzystnie przedostatnią operacją technologiczną.Granulating is preferably the penultimate technological operation.
Suszenie produktu końcowego, w postaci granulatu, jest korzystnie ostatnią operacją technologiczną sposobu według wynalazku, przy czym prowadzi się je do momentu osiągnięcia stężenia wody w produkcie końcowym w przedziale 15% +/- 5%.The drying of the final product in the form of granules is preferably the last technological step of the process according to the invention, and is carried out until the water concentration in the final product is in the range of 15% +/- 5%.
Na dowolnym etapie procesu wykonuje się pomiary wilgotności i jednocześnie łub zamiennie pH, a poprzez system sterowania steruje się dozowaniem odpowiednich składników w odpowiednich proporcjach, nie zawsze w sposób identyczny, gdyż przebieg procesu i ilość składników zależy od wilgotności wsadowego osadu ściekowego.At any stage of the process, measurements of humidity are performed, and at the same time or alternatively, pH, and the control system controls the dosing of appropriate components in appropriate proportions, not always in the same way, because the course of the process and the amount of components depends on the humidity of the input sewage sludge.
Wynikiem końcowym procesu jest jednak produkt końcowy o powtarzalnej metodzie jego otrzymywania i stałej finalnej wilgotności, niezależnie od wilgotności składników procesu jego wytwarzania.The end result of the process, however, is a final product with a repeatable method of obtaining it and a constant final moisture content, regardless of the moisture content of the components of the manufacturing process.
Przykładowy sposób otrzymywania stałego nawozu sztucznego z organicznych osadów ściekowych według wynalazku przebiega następująco.An exemplary method of obtaining solid fertilizer from organic sludge according to the invention is as follows.
Załadunek reaktora pofermentem odbywa się przy pomocy transportera śrubowego, rurami o średnicy 100 mm, z pola magazynowego, na którym znajduje się zbiornik na osad. W reaktorze, do płynnego osadu ściekowego w ilości 500 kg o wilgotności 65,8% dozowanego i jednocześnie mieszanego mieszadłem, dodaje się tlenek magnezu w ilości 130 kg i nadal miesza się oba składniki w reaktorze do uzyskania jednorodności masy, po czym nadal mieszając od 29 minuty procesu dozuje się strumieniem stężony kwas siarkowy w ilości 136 litrów z prędkością między 8 a 9 l/min. Kwas siarkowy jest magazynowany w połączonych zbiornikach z tworzywa sztucznego lub w zbiorniku ze stali kwasoodpornej w podwójnym płaszczu zabezpieczającym. Dozowanie odbywa się bezpośrednio do reaktora poprzez instalację z tworzywa sztucznego. Kwas dozuje się do 44 minuty procesu, a temperatura reakcji wzrasta od 33°C do 110°C, po czym przestaje się podawać kwas siarkowy. Temperatura nadal jednak wzrasta do 118°C przez kolejne 4 minuty procesu. Nadmiar ciepła z reakcji uchodzi w postaci pary wodnej, a wynikiem reakcji jest siarczan magnezu wiążący cząsteczki wody osadu tworząc półprodukt. Po zakończeniu reakcji, której jako punkt końcowy określa się moment rozpoczęcia schładzania się półproduktu, schładza się on do temperatury 80°C do stężenia masy, do 75 minuty trwania procesu. Stężony kwas podaje się strumieniem rozproszonym rurkami, a rozproszenie ma miejsce w obszarze głównym ponad powierzchnią masy bazowej, w trzech podstrefach znajdujących się wewnątrz obszaru głównego, przy czym podawany tą metodą stężony kwas przenika do masy bazowej wielopunktowo w postaci kroplistych drobin. Dalsze schładzanie produktu reakcji, który w postaci wilgotnego krystalizującego się półproduktu końcowego opuścił reaktor mając wilgotność 54% ma miejsce w niezależnym mieszalniku, w którym przy temperaturze półproduktu końcowego poniżej 80°C ciągle mieszając dozuje się zimny wypełniacz doprowadzając do schłodzenia i odwodnienia półproduktu końcowego do postaci produktu końcowego. Inny zimny wypełniacz dobiera się niezależnie tak, aby ostateczne pH produktu końcowego miało określoną i oczekiwaną wartość.The reactor is loaded with digestate by means of a screw conveyor, with pipes with a diameter of 100 mm, from the storage field with the sludge tank. In the reactor, magnesium oxide in the amount of 130 kg is added to the liquid sludge in an amount of 500 kg with a moisture content of 65.8% and simultaneously stirred with a stirrer, and both components are further mixed in the reactor until the mass is homogeneous, and then stirring from 29 minutes of the process, 136 liters of concentrated sulfuric acid are metered in with a stream at a rate of between 8 and 9 l / min. Sulfuric acid is stored in connected plastic tanks or in an acid-resistant steel tank with a double protective jacket. Dosing takes place directly into the reactor through a plastic installation. The acid is dosed for 44 minutes of the process, and the reaction temperature rises from 33 ° C to 110 ° C, after which sulfuric acid is no longer fed. The temperature, however, continues to rise to 118 ° C over the next 4 minutes of the process. Excess heat from the reaction escapes in the form of water vapor, and the reaction results in magnesium sulphate that binds water molecules in the sediment, forming an intermediate. After the end of the reaction, the end point of which is the starting point for cooling the intermediate, it is cooled to 80 ° C to mass concentration for 75 minutes. The concentrated acid is fed in a scattered stream through tubes, and the scattering takes place in the main area above the surface of the base mass, in three subzones located inside the main area, where the concentrated acid fed by this method penetrates into the base mass in a multi-point form in the form of droplets. Further cooling of the reaction product, which left the reactor in the form of a moist crystallizing final intermediate with a humidity of 54%, takes place in an independent mixer, in which, at the temperature of the final intermediate below 80 ° C, the cold filler is dosed with constant stirring, leading to cooling and dehydration of the final intermediate to form end product. The other cold filler is independently selected so that the final pH of the end product is at the specified and expected value.
Rozproszenie ma także miejsce w obszarze dodatkowym pod powierzchnią masy bazowej, w trzech podstrefach znajdujących się wewnątrz obszaru dodatkowego, czyli w masie bazowej.The dispersion also takes place in the additional area under the surface of the base mass, in three subzones located inside the additional area, i.e. in the base mass.
Stężony kwas podawany w danej podstrefie ponad powierzchnią przenika do wszystkich sąsiadujących z nią pięciu innych podstref, natomiast stężony kwas podawany w danej podstrefie poniżej powierzchni przenika do dwóch sąsiadujących z nią innych podstref znajdujących się także pod powierzchnią.The concentrated acid administered in a given subzone above the surface penetrates into all five adjacent subzones, while the concentrated acid administered in a given subzone below the surface penetrates into two adjacent other subzones which are also below the surface.
Kropliste drobiny stężonego kwasu doprowadza się na drodze ich opadania do wchodzenia w reakcję z oparami prowadzonej reakcji higienizacji.The droplets of concentrated acid are brought by their descent to react with the vapors of the hygienisation reaction carried out.
W sposobie stosuje się także ruchome urządzenia wspomagające operację rozpraszania ponad powierzchnią, przy czym jest to każdorazowo giętka ruchoma przeszkoda umieszczona vis a vis ujścia rurki dozującej kwas siarkowy.The method also uses mobile devices to aid the scattering operation above the surface, each time being a flexible moving obstacle placed opposite the mouth of the sulfuric acid dosing tube.
Operacją rozpraszania jest także podział strumienia, przy czym wykonuje się to rurkami pod powierzchnią zakończonymi każdorazowo perlatorem.The scattering operation is also the division of the stream, which is carried out by tubes under the surface each ending with an aerator.
PL 232 471 B1PL 232 471 B1
Dobór ilości wsadu poszczególnych składników stałych ocenia się z małą dokładnością +/- 5 kg, przy czym wykonuje się to poprzez ważenie wagą sensoryczną i jednocześnie odpowiednio mierzeniem objętości przepływomierzem dla składników płynnych ze średnią dokładnością +/- 1 litr, mając na uwadze odmierzanie cząstkowe.The selection of the amount of the batch of individual solid components is assessed with a low accuracy of +/- 5 kg, which is performed by weighing with a sensory balance and, at the same time, appropriately measuring the volume with a flow meter for liquid components with an average accuracy of +/- 1 liter, taking into account partial metering.
Do niezależnego mieszalnika w chwili studzenia półproduktu końcowego dozuje się uzupełniające składniki zawierające NPK stanowiące standardowe elementy wzbogacające nawozów stosowanych w rolnictwie i jednocześnie w leśnictwie.Supplementary ingredients containing NPK, which are standard enrichment elements for fertilizers used in agriculture and forestry, are dosed into an independent mixer while the final intermediate is cooling down.
Zimnym wypełniaczem dozowanym w niezależnym mieszalniku jest kreda w ilości 100 kg i jednocześnie dolomit w ilości 80 kg dozowane do momentu osiągnięcia stężenia wody w półprodukcie o wartości 27,5%.The cold filler dosed in an independent mixer is chalk in the amount of 100 kg and, at the same time, dolomite in the amount of 80 kg is dosed until the water concentration in the semi-finished product is 27.5%.
Niezależnie, innym zimnym wypełniaczem dozowanym w niezależnym mieszalniku jest tlenek magnezu dozowany w ilości 20 kg do momentu uzyskania pH produktu końcowego o wartości siedem.Independently, another cold filler dosed in the standalone mixer is magnesium oxide dosed at 20 kg until the final product pH is seven.
Zimne wypełniacze miesza się z półproduktem końcowym przez 10 minut.The cold fillers are mixed with the final intermediate for 10 minutes.
Granulowanie jest przedostatnią operacją technologiczną.Granulating is the penultimate technological operation.
Suszenie produktu końcowego, w postaci granulatu, jest ostatnią operacją technologiczną sposobu według wynalazku, przy czym prowadzi się je do momentu osiągnięcia stężenia wody w produkcie końcowym 15%.The drying of the final product in the form of granules is the last technological step of the process according to the invention, and is carried out until the water concentration in the final product is 15%.
Na każdym etapie procesu wykonuje się pomiary wilgotności i jednocześnie pH.At each stage of the process, moisture and pH are measured simultaneously.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL413168A PL232471B1 (en) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | Method for producing solid artificial fertilizer from organic sewage sludges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL413168A PL232471B1 (en) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | Method for producing solid artificial fertilizer from organic sewage sludges |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL413168A1 PL413168A1 (en) | 2017-01-30 |
PL232471B1 true PL232471B1 (en) | 2019-06-28 |
Family
ID=57867766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL413168A PL232471B1 (en) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | Method for producing solid artificial fertilizer from organic sewage sludges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL232471B1 (en) |
-
2015
- 2015-07-17 PL PL413168A patent/PL232471B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL413168A1 (en) | 2017-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2009133834A (en) | METHOD FOR TREATMENT OF WASTEWATER DRAINAGE AND MANUFACTURE OF INORGANIC FERTILIZER WITH HIGH CONTENT OF NITROGEN ENRICHED WITH BIOORGANIC SUBSTANCES | |
US9061948B2 (en) | Homogeneous enriched biosolids product and process of bio-nutrient granulation for making same | |
PL232471B1 (en) | Method for producing solid artificial fertilizer from organic sewage sludges | |
US709185A (en) | Process of making fertilizers. | |
DE4304342C1 (en) | Process for the preparation of a sewage-sludge-based fertiliser | |
RU2626947C1 (en) | Phosphorus-potassuim-nitrogen-containing npk-fertiliser and method for producing granulated phosphorus-potassuim-nitrogen-containing npk-fertiliser | |
RU2412140C2 (en) | Method of producing compound fertilisers | |
EP3147272A1 (en) | Method of producing organic-mineral fertilizer from digestates | |
RU2509060C2 (en) | Method of producing peat-based reagent for treating industrial water | |
PL221186B1 (en) | Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludge | |
RU2624969C2 (en) | Granulated nitrogen fertiliser with regulated dissolution rate and method of its production | |
US8968440B1 (en) | Fertilizer production | |
CN110317115A (en) | A method of composite slow-release fertilizer is produced using phosphorous chemical industry production waste water | |
RU2791303C1 (en) | Method for decontaminating livestock or poultry waste and obtaining organic and mineral complex fertilizer | |
RU2687839C1 (en) | Complex fertilizer with boron obtaining method | |
RU2782605C1 (en) | Method for processing excess active sludge | |
JPS5830273B2 (en) | Method for producing fertilizer by solidifying fermentation waste liquid | |
RU2346916C1 (en) | Method of obtaining one-way phosphoric fertiliser out of lean raw phosphate material | |
PL242990B1 (en) | Method of neutralizing post-treatment mud | |
RU2607332C2 (en) | Method of producing compound fertiliser | |
EA030576B1 (en) | Phosphor-potassium-nitrogen-containing npk-fertiliser and method of producing granulated phosphor-potassium-nitrogen-containing npk-fertiliser | |
US3248174A (en) | Apparatus for the production of high nitrogen materials | |
Saparov et al. | TECHNOLOGY OF NITRIC ACID PROCESSING OF WASTE ENRICHMENT OF PHOSPHORITES OF CENTRAL KYZYLKUM | |
PL230022B1 (en) | Method for producing suspension fertilizer containing humus substances | |
PL234851B1 (en) | Method for obtaining the agent that improves soil properties |