RU2086521C1 - Method of organomineral fertilizer producing - Google Patents

Abstract

FIELD: fertilizers. SUBSTANCE: mineral base (brown coal ash) is filled with waste of industry and agriculture (slime-lignin, activated silt from cellulose and pulp plants, wood waste). Cattle manure or dung is added to mixture at amount 1/3 of total component mass and composting is carried out. Mass ratio of ash to the rest waste = 1:(1.5-5). Quantitative and qualitative composition of compost is measured on the base of each component structure at elemental level. Waste were added to compost without preliminary dehydration, at the state of initial moisture. EFFECT: improved method of producing. 4 cl, 5 tbl

Description

Изобретение относится к производству компостов из промышленных и сельскохозяйственных отходов и может быть использование при организации промышленного производства экологически чистых компостов на базе промышленных комплексов. The invention relates to the production of composts from industrial and agricultural waste and can be used in the organization of industrial production of environmentally friendly composts based on industrial complexes.

Известно органоминеральное удобрение, содержащее отходы переработки древесины такие, как корковый шлам, кора из отвалов, зола утилизационных котельных и последрожжевая бражка сульфитно-дрожжевого производства в качестве стимулятора разложения [1]
Известное техническое решение охватывает лишь незначительную номенклатуру образующихся в процессе производства отходов, не учитывая структуру исходных материалов.Known organic fertilizer containing waste wood processing such as cortical sludge, bark from dumps, ashes of recycling boilers and post-yeast mash of sulphite-yeast production as a decomposition stimulator [1]
The well-known technical solution covers only a small range of waste generated in the production process, not taking into account the structure of the starting materials.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения органического удобрения, включающий смешивание твердых и жидких отходов с добавлением содержащего микроэлементы вещества в виде торфяной золы [2]
Известное изобретение предполагает наличие торфяной золы и осуществимо при целлюлозных предприятиях с использованием в качестве топлива торфа.Closest to the claimed is a method of producing organic fertilizer, comprising mixing solid and liquid waste with the addition of substances containing trace elements in the form of peat ash [2]
The known invention involves the presence of peat ash and is feasible in pulp mills using peat as a fuel.

Целью изобретения является создание экологически чистого компоста высокого качества с почвообразующими свойствами на основе отходов производства с малыми затратами. The aim of the invention is the creation of environmentally friendly compost of high quality with soil-forming properties based on production waste at low cost.

Указанная цель достигается тем, что способ получения органоминерального удобрения включает смешивание твердых отходов целлюлозно-бумажного производства, навоза крупного рогатого скота или птичьего помета с добавлением минерального вещества со структурообразующими свойствами и последующее компостирование полученной смеси на основе предварительного качественного и количественного расчета ингредиентов компоста. В качестве минерального вещества со структурообразующими свойствами используют золу от сжигания бурых углей в массовом соотношении к остальным, равном 1:1,5 5. Навоз крупного рогатого скота или птичий помет берут в количестве не более 1/3 от общей массы составляющих компонентов. This goal is achieved in that the method of producing organic fertilizer includes mixing solid waste from pulp and paper production, manure of cattle or poultry manure with the addition of mineral substances with structure-forming properties and subsequent composting of the resulting mixture based on preliminary qualitative and quantitative calculation of compost ingredients. As a mineral substance with structure-forming properties, ash from burning brown coal is used in a mass ratio to the rest, equal to 1: 1.5 5. Manure of cattle or bird droppings is taken in an amount of not more than 1/3 of the total weight of the constituent components.

В качестве твердых отходов целлюлозно-бумажного производства используют шлам-лигнин, активный ил и мелкие древесные отходы, такие, как опилки, кору, щепу. As solid waste from pulp and paper production, lignin sludge, activated sludge and small wood waste, such as sawdust, bark, wood chips, are used.

Предварительный расчет качественного и количественного состава компонентов производят на элементном уровне, приближая состав компоста к составу курского чернозема по стандартному образцу. При расчете учитывают свойства почвы и потребности выращиваемой на ней культуры. A preliminary calculation of the qualitative and quantitative composition of the components is carried out at the elemental level, approximating the compost composition to the composition of the Kursk chernozem according to the standard sample. When calculating take into account the properties of the soil and the needs of the crops grown on it.

Твердые отходы целлюлозно-бумажного производства, навоз и золу вносят в компостную смесь в состоянии исходной влажности. Solid waste from pulp and paper production, manure and ash are introduced into the compost mixture in the state of initial moisture.

Способ может быть осуществлен как в полевых условиях, на площадках, в буртах, компостных ямах, так и в установках по приготовлению компостов. The method can be carried out both in the field, on platforms, in piles, compost pits, and in compost preparation plants.

Получаемые на основе осуществления способа компосты обладают улучшающими почвенную структуру свойствами, способствуют со временем процессу гумусонакопления, более быстрому и качественному возврату земле части изъятых ресурсов. Компосты могут являться основой тепличных грунтов, а также использоваться при рекультивации нарушенных земель, так как в них заложена возможность к почвообразованию. Obtained on the basis of the method, composts possess properties that improve the soil structure and, over time, contribute to the process of humus accumulation, faster and better return to the earth of a part of the withdrawn resources. Composts can be the basis of greenhouse soils, as well as used in the reclamation of disturbed lands, as they provide the opportunity for soil formation.

Использование водоудерживающих свойств зол бурых углей позволяет согласно предлагаемому способу применять для компостов органические отходы практически любой влажности, не затрачивая дополнительные средства на их обезвоживание. The use of the water-holding properties of brown coal ash allows according to the proposed method to use organic waste of almost any moisture content for composts without spending additional funds on their dehydration.

Способ позволяет утилизировать отходы промышленности и сельского хозяйства безопасными с экологической точки зрения методами, получая компосты с заданным и контролируемым содержанием элементов, гарантируемым качеством. The method allows to utilize industrial and agricultural waste from environmentally friendly methods, obtaining composts with a given and controlled content of elements, guaranteed by quality.

Организация промышленного производства компостов по заявляемому техническому решению позволяет предусмотреть переналаживаемое современное оборудование с системой входного контроля компонентов, механизировать и автоматизировать основные технологические процессы, организовать производство продукции с учетом конъюнктуры рынка и требований заказчиков. Organization of the industrial production of composts according to the claimed technical solution makes it possible to provide adaptable modern equipment with an input control system for components, to mechanize and automate the main technological processes, to organize the production of products taking into account market conditions and customer requirements.

Возможность осуществления предлагаемого способа, его высокая эффективность подтверждена многолетними полевыми опытами. The possibility of implementing the proposed method, its high efficiency is confirmed by many years of field experiments.

Пример 1. Исследования возможности использования твердых отходов Селенгинского целлюлозно-картонного комбината были начаты в 1987 году. Example 1. Studies on the possibility of using solid waste from the Selenginsky pulp and paper mill were launched in 1987.

На площадке Селенгинского ЦКК были заложены опытные партии двух вариантов компостов объемом до 1 тыс. тонн каждая. Были заложены несколько вариантов компостов, содержащих в качестве структурообразующей основы золу бурых углей (Азейское месторождение). Наполнителями служили древесные отходы, шлам-лигнин и активный ил Селенгинского целлюлозно-картонного комбината. В компостных смесях использовался также навоз крупного рогатого скота. Отрабатывались различные варианты компостных смесей. Каждый из ингредиентов предварительно проверялся на содержание токсичных элементов методом биотестирования. On the site of the Selenginsky Central Control Commission, pilot lots of two composts of up to 1 thousand tons each were laid. Several variants of composts containing ashes of brown coal (Azeiskoye deposit) as a structure-forming base were laid. Fillers were wood waste, lignin sludge and activated sludge from the Selenginsky pulp and paper mill. In compost mixtures, cattle manure was also used. Various versions of compost mixtures were tested. Each of the ingredients was pre-tested for the content of toxic elements by bioassay.

Расчет составных частей компостов был проведен с применением программы "Симплекс-метод". The calculation of the compost components was carried out using the Simplex Method program.

Особенность метода расчета заключается в просчете на элементном уровне оптимального состава компоста, соответствующего составу курского чернозема по стандартному образцу СП-1 N 901-76. В соответствии с этим расчетом сделан подбор весовых частей компонентов. Наиболее значительный интерес вызвали следующие виды компостов. The peculiarity of the calculation method lies in the miscalculation at the elemental level of the optimal compost composition corresponding to the composition of the Kursk chernozem according to the standard sample SP-1 N 901-76. In accordance with this calculation, the selection of the weight parts of the components was made. The most significant interest was caused by the following types of composts.

Компост 1: Зола 40% шлам-лигнин+активный ил+древесные отходы в равных пропорциях по сухому веществу 50% навоз крупного рогатого скота 10%
Компост 2: Зола 30% шлам-лигнин+активный ил 60% птичий помет 10%
Компост 3: Зола 20% шлам-лигнин+активный ил+древесные отходы в виде опилок и коры 70% минеральное удобрение 10%
Технология приготовления компостов осуществлялась по схеме экстенсивного метода. Биологическое его созревание в открытых буртах составляло от 6 до 18 месяцев.Compost 1: Ash 40% sludge-lignin + activated sludge + wood waste in equal proportions of dry matter 50% cattle manure 10%
Compost 2: Ash 30% sludge-lignin + activated sludge 60% bird droppings 10%
Compost 3: Ash 20% sludge-lignin + activated sludge + wood waste in the form of sawdust and bark 70% mineral fertilizer 10%
Compost preparation technology was carried out according to the extensive method scheme. Its biological maturation in open shoulders ranged from 6 to 18 months.

Полевые опыты с компостами были заложены в 1989 году. В 1990-1992 гг. проверялось действие и последействие компостов на почву и выращиваемые на ней культуры. Field experiments with composts were laid in 1989. In 1990-1992 The effect and aftereffect of compost on the soil and the crops grown on it were tested.

Участки с компостами отличались несколько большей обеспеченностью влагой, от 28 до 32 на контроле и от 35 до 38 на опытных участках (для глубины до 10 см). За вегетационный период гидролитическая кислотность увеличилась на контроле от 4,15 до 6,56 и на опытных участках от 1,0 до 2,5. Plots with composts were distinguished by a somewhat greater supply of moisture, from 28 to 32 in the control and from 35 to 38 in the experimental plots (for depths up to 10 cm). During the growing season, hydrolytic acidity increased in the control from 4.15 to 6.56 and in experimental plots from 1.0 to 2.5.

В табл. 1 приведены агрохимические показатели почвы при внесении различных доз компостов под выращиваемые на опытных делянах культуры. In the table. 1 shows the agrochemical parameters of the soil when making various doses of compost for crops grown on experimental plots.

В начале работ на опытном поле почва имела кислую реакцию (pH-4) со слабой обеспеченностью основными микроэлементами. Отмечено со временем увеличение основных питательных элементов в почвах с добавлением компостов. At the beginning of work on the experimental field, the soil had an acid reaction (pH-4) with a poor supply of basic trace elements. Over time, an increase in the main nutrients in soils with the addition of composts was noted.

В трехлетней динамике четко прослеживается улучшение агрохимических и агрофизических показателей, положительное влияние компостов из твердых отходов целлюлозно-бумажного производства на динамику ферментативной активности почвы (табл. 2). In the three-year dynamics, there is a clear improvement in agrochemical and agrophysical indicators, the positive effect of composts from solid waste from pulp and paper production on the dynamics of the enzymatic activity of the soil (Table 2).

За вегетативный период гидролитическая кислотность увеличилась на контроле от 4,1 до 6,56 и на опытных участках от 1,0 до 2,5. During the vegetative period, hydrolytic acidity increased in the control from 4.1 to 6.56 and in experimental plots from 1.0 to 2.5.

Данные опытов по влиянию приготовленных компостов на урожай выращиваемой на них культуры показали, что они превосходят традиционные органические удобрения, внесенные в эквивалентных дозах. Experimental data on the effect of cooked composts on the yield of crops grown on them showed that they are superior to traditional organic fertilizers applied in equivalent doses.

В табл. 3 приведены данные урожайности зеленой массы топинамбура на компостах из отходов Селенгинского целлюлозно-картонного комбината, выращенного без полива. In the table. Figure 3 shows the yield of green mass of Jerusalem artichoke on composts from the waste of the Selenginsky pulp and cardboard mill grown without irrigation.

Отмечена довольно значительная величина средней прибавки урожая зеленой массы топинамбура на компостах по сравнению с контрольными посадками. A rather significant value of the average increase in the yield of green mass of Jerusalem artichoke on composts was noted in comparison with the control plantings.

Анализ полученных в ходе исследований данных показал благоприятное влияние на почву вносимых компостов. Выявлены закономерности изменения ферментов, играющих важную роль в процессах превращения органических соединений ароматического ряда. An analysis of the data obtained during the studies showed a favorable effect on the soil of the introduced composts. The patterns of changes in enzymes that play an important role in the conversion of organic compounds of the aromatic series are revealed.

При внесении различных компостных смесей получена почва с благоприятными для роста и развития растений величинами кислотности, содержащая подвижные формы питательных элементов, насыщенная основаниями, имеющая рыхлое сложение. By introducing various compost mixtures, a soil was obtained with acidity values favorable for the growth and growth of plants, containing mobile forms of nutrients, saturated with bases, and loose constitution.

Пример 2. Изучение влияния органоминеральных компостов на физико-химические свойства почв проводились в 1987-1992 гг. на опытном участке научного стационара Лимнологического института в д. Бурдаковка Иркутского района. Почвенный покров участка представлен серыми глееватыми и светло-серыми лесными среднесуглинистыми почвами. Example 2. The study of the influence of organomineral composts on the physicochemical properties of soils was carried out in 1987-1992. at the experimental site of the scientific hospital of the Limnological Institute in the village of Burdakovka, Irkutsk region. The soil cover of the site is represented by gray gley and light gray forest loamy soils.

На площадке бал сформирован слой золы, который насыщался наполнителями в виде навоза, шлам-лигнина, опилок, коры, активного ила. Весовые пропорции компонентов в смесях следующие: зола 30% навоз 10% остальное древесные отходы, шлам-лигнин, активный ил Селенгинского целлюлозно-картонного комбината. A layer of ash was formed at the ball site, which was saturated with fillers in the form of manure, lignin sludge, sawdust, bark, activated sludge. The weight proportions of the components in the mixtures are as follows: ash 30% manure 10% else wood waste, lignin sludge, activated sludge from the Selenginsky pulp and cardboard mill.

Органические наполнители вносились послойно с тщательным перемешиванием смеси. Из смесей были сформированы бурты, в которых компост созревал в течение 6 месяцев. Organic fillers were added in layers with thorough mixing of the mixture. Burts were formed from the mixtures in which the compost matured for 6 months.

Готовый компост вносился перед посевом на делянки. Опыты проводились в четырехкратной повторности. Ready compost was introduced before sowing on plots. The experiments were carried out in four replicates.

Компосты, приготовленные согласно предлагаемому способу, использовались для выращивания топинамбура. Composts prepared according to the proposed method were used to grow Jerusalem artichoke.

Наблюдения за изменением плотности сложения пахотного слоя почвы под действием органоминеральных компостов показали уменьшение плотности скелета почвы с 1,2 г/см₃ на контроле до 0,8 1,0 г/см₃ на делянках с компостами в 1989 г. (табл.4).Observations of changes in the density of the arable layer of the soil under the action of organomineral composts showed a decrease in the density of the skeleton of the soil from 1.2 g / cm ₃ in the control to 0.8 1.0 g / cm ₃ in plots with compost in 1989 (Table 4 )

Данные по влиянию компостов на режим питания серой лесной глееватой почвы говорят о том, что органоминеральные компосты обеспечивают поступление в почву свежего органического вещества, которое поставляет в почвенные растворы в форме доступных соединений важнейшие элементы питания: азот, фосфор, калий, микроэлементы. В пополнении запасов макро и микроэлементов в почве играет зола бурых углей. Кроме того, зола бурых углей обеспечивает нейтральную реакцию компостов. The data on the effect of composts on the diet of gray forest gleyous soil suggests that organomineral composts provide fresh organic matter to the soil, which supplies the most important nutrients to the soil solutions in the form of accessible compounds: nitrogen, phosphorus, potassium, and trace elements. In replenishment of reserves of macro and microelements in the soil, brown coal ash plays. In addition, brown coal ash provides a neutral compost response.

В опыте с компостами 1988 г. на всех вариантах отмечается положительный эффект, pH солевой на контроле 4,0, на опытных делянках от 4,7 до 6,15. Резко снизилась гидролитическая и обменная кислотность. Был отмечен заметный рост подвижных соединений фосфора, калия, легкогидролизуемого азота. In the experiment with composts in 1988, a positive effect was noted on all variants, the pH of the salt was 4.0 at the control, and from 4.7 to 6.15 in the experimental plots. Hydrolytic and metabolic acidity sharply decreased. A marked increase in mobile compounds of phosphorus, potassium, and hydrolyzable nitrogen was noted.

Таким образом, внесение органоминеральных удобрений в виде компостов привело к повышению урожайности топинамбура благодаря созданию в почве благоприятных агрофизических условий. Данные по урожайности зеленой массы и клубней топинамбура приведены в табл.5. Thus, the introduction of organic fertilizers in the form of composts led to an increase in the yield of Jerusalem artichoke due to the creation of favorable agrophysical conditions in the soil. The data on the yield of green mass and Jerusalem artichoke tubers are given in Table 5.

В ходе исследований в 1987-1993 гг. поставлен контроль за содержанием тяжелых металлов в системе "компост-почва-зеленая масса, клубни". In the course of research in 1987-1993. control was set for the content of heavy metals in the system "compost-soil-green mass, tubers".

В акционерном обществе "Селенгинский целлюлозно картонный комбинат" на основе изобретения организовано производство органоминеральных компостов на основе шлам-лигнина, активного ила СЦКК, древесных отходов, золы ТЭЦ и отходов животноводческих комплексов. On the basis of the invention, the joint-stock company Selenginsky Pulp and Cardboard Mill organized the production of organomineral composts based on sludge-lignin, activated sludge SCCC, wood waste, ashes of thermal power plants and waste from livestock complexes.

На компосты разработаны технические условия. Compost specifications are developed.

Claims (4)

1. Способ получения органоминерального удобрения, включающий смешивание твердых отходов производства целлюлозы и картона, навоза крупного рогатого скота или птичьего помета с добавлением минерального вещества и последующее компостирование полученной смеси на основе предварительного качественного и количественного расчета ингредиентов компоста, отличающийся тем, что в качестве минерального вещества используют золу бурых углей, обладающую структурообразующими свойствами, в массовом соотношении к остальным составляющим, равном 1 1,5 5, а навоз крупного рогатого скота или птичий помет добавляют в количестве не более 1/3 от общей массы составляющих компонентов. 1. A method of producing organic fertilizer, including mixing solid waste from the production of cellulose and cardboard, manure of cattle or poultry manure with the addition of mineral matter and subsequent composting of the resulting mixture on the basis of preliminary qualitative and quantitative calculation of the ingredients of the compost, characterized in that as a mineral substance use brown coal ash, which has structure-forming properties, in a mass ratio to other components equal to 1 1.5 5, and cattle or bird droppings are added in an amount of not more than 1/3 of the total mass of the constituent components. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердых отходов производства целлюлозы и картона используют шламлигнин, активный ил и древесные отходы в виде коры, щепы, опилок. 2. The method according to claim 1, characterized in that as solid waste from the production of cellulose and cardboard, shlamlignin, activated sludge and wood waste in the form of bark, wood chips, sawdust are used. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительный качественный и количественный расчет ингредиентов компоста проводят с учетом структурного строения каждого компонента на элементном уровне. 3. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary qualitative and quantitative calculation of the compost ingredients is carried out taking into account the structural structure of each component at the elemental level. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ингредиенты в компостную смесь вносят в состоянии исходной влажности. 4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the ingredients are introduced into the compost mixture in the state of initial moisture.

Images