RU2242444C1 - Method for preparing waste water of swine complexes and swine farms for agricultural application - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: the present innovation deals with utilization of waste water to prepare liquid wastes of swine complexes and swine farms to be applied for irrigation and fertilization of agricultural lands. The method includes the introduction of alkaline coagulant up to 10-11, then - acidifying agent up to pH 6.5-8.5 followed by isolation of the residue developed. As alkaline coagulant one should apply the waste product during acetylene manufacturing as suspension of calcium carbide slime at the dosage by active calcium oxide being 2.0-3.0 g/cu. dm at constant mixing for 2-5 min. The innovation enables to decrease the price of reactive treatment of waste water, accelerate the process for mixture's sedimentation and decrease the size of sanitary-protective areas of irrigation fields.

EFFECT: higher efficiency.

1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к утилизации сточных вод и может быть использовано в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свинокомплексов для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.The invention relates to the disposal of wastewater and can be used in agriculture for the preparation of liquid waste from pig farms for irrigation and fertilizing agricultural land.

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).The known method [US Pat. France No. 9913312, C 02 F 1/28] for wastewater treatment from the processing of agricultural products, including heat treatment of wastewater at a temperature of 250 to 650 ° C while dosing CaO (in the form of 5 mm granulate).

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.The disadvantages of this cleaning method are: the complexity of the process and the complexity of the design, high energy consumption, low fertilizer value of the resulting material due to the complete destruction of organic and mineral contaminants.

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.The known method [US Pat. US No. 5562829, C 02 F 1/52] wastewater treatment of a dairy farm, including treatment with a suspension of Ca (OH) ₂ at a dose of 0.2-1.0 g / dm ³ at a pH of 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.The disadvantage of this method is the high cost of marketable lime, in addition, the liquid and solid phases obtained after processing have pH values of 11-12, which significantly reduces the scope of their application in agriculture.

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.The closest in its technical solution is the method [1231004 C 02 F 1/58, C 05 F 7/00 05/15/86. Bull. No. 18] the preparation of wastewater for agricultural use, including the introduction of an alkaline coagulant - 10% milk of lime to a pH of 9-11, and then acidification with a 10% suspension of simple superphosphate to a pH of 6.0-8.5. After two hours of settling, the mixture is separated into a transparent liquid fraction and a precipitate containing insoluble particles of lime and superphosphate, which is an organomineral fertilizer.

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.The disadvantages of this method are: the high cost of marketable lime used for the preparation of milk of lime; applicable doses of milk of lime determine the high cost of reagent treatment; the complexity of preparing for the use of milk of lime, due to the low quality of the commercial product; the duration of the process of settling the mixture; lack of deodorization effect and, consequently, air pollution. These shortcomings limit the widespread use of liquid fractions and sludge in agricultural irrigation fields.

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.The objective is to reduce the cost of the reagent treatment of liquid manure, accelerate the settling process of the mixture, reduce the number of steps for preparing the alkaline reagent, achieve a deodorization effect that will reduce atmospheric pollution H ₂ S, NO, NO ₂ , NH ₃ , CO, methyl mercaptan, reduce the size of sanitary protective zones of irrigation fields and, therefore, expand the scope of wastewater.

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.The problem is achieved in that in the method of preparing wastewater of pig farms and pig farms for agricultural use, including the introduction of an alkaline coagulant to a pH of 10-11, then an acidifying reagent to a pH of 6.5-8.5, followed by isolation of the resulting precipitate, and as an alkaline the coagulant uses a waste product of acetylene production — a suspension of calcium carbide slurry at a dose of calcium oxide of 2.0-3.0 g / dm ³ with continuous stirring for 2-5 minutes. Sludge calcium carbide is a plastic precipitate with a moisture content of 75-80%, therefore, to prepare a suspension, fewer operations are necessary than when working with lime.

Технология подготовки сточных вод свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем.The technology for the preparation of wastewater of pig farms for agricultural use is as follows.

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.Liquid manure is treated with a suspension of calcium carbide sludge, which is prepared by diluting with stirring 100 g of waste in 1 dm ^{3 of} water to a pH of 10-11, then to neutralize the mixture, a suspension of simple superphosphate with a concentration of 100-150 g / dm ³ is introduced, continuously mixing, thereby lowering the pH to 6.5-8.5. After one and a half hours of sedimentation, the mixture is separated into a transparent liquid fraction and a precipitate - organic mineral fertilizer.

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.The use of calcium carbide slurry suspension as an alkaline coagulant, which is a free raw material for the preparation of milk of lime, allows many times to reduce the cost of reagent treatment, the settling time is reduced by 25%, reducing the volume of sedimentation tanks and, therefore, capital investments.

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.Treatment of the wastewater with a slurry of calcium carbide slurry, followed by acidification with a slurry of simple superphosphate, allows one to obtain the effect of air deodorization near sediment storage tanks for liquid animal waste. This is due to the detrimental effect of calcium carbide sludge on bacteria that ammonium protein, V.desulfuricans, Th.denitrificans and bacteria that ammonium urea, V.desulfuricans, which reduce sulfates to H ₂ S, Th.denitrificans, which convert nitrates to ammonia and nitrogen, and also Cl.pasterianum, causing oil-acid fermentation, causing a fetid odor.

Пример. Реагентная подготовка жидкого навоза объемом 200 м³, полученного после получасового отстаивания.Example. Reagent preparation of liquid manure with a volume of 200 m ³ obtained after half-hour settling.

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.According to the known method, liquid manure is treated with 10% milk of lime made from commercial lime. To achieve an effective pH of 11, 1 m ^{3 of} wastewater requires lime milk in a volume of 50 dm ³ . To reduce the pH of the mixture to 7.5, you must enter 70 dm ³ suspension of simple superphosphate. The cost of acquiring the required quantity of a commercial product for the processing of liquid manure in this case is 20 thousand rubles.

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 дм³ 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.According to the proposed method, liquid manure is treated with a 10% suspension of calcium carbide sludge with a dose of active calcium oxide equal to 2.7 kg / m ³ . To achieve an effective pH in 1 m ^{3 of} wastewater, 100 dm ^{3 of a} slurry of calcium carbide was added. To reduce the pH to 7.5, 100 dm ³ suspensions of simple superphosphate were added to the mixture. In this case, the savings on the purchase of an alkaline reagent is 20 thousand rubles. At the same time, an additional effect is achieved from the disposal of acetylene production waste. The most rapid sedimentation (up to 75% of sediment) occurs in the period from 45 to 60 minutes.

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 H₂S и метилмеркаптана на 80-86 и 98-99 соответственно. Результаты исследований процесса дезодорации представлены в таблице.When processing liquid animal waste by the known method, data on the deodorizing effect of milk of lime on them are not provided. The proposed method for the preparation of sewage from pig farms and pig farms made it possible to achieve a significant deodorization effect (%): a decrease in the content of CO, NO, NO ₂ , NH ₃ in the test air was noted when sludge of calcium carbide was added by 70-80 compared to the initial wastewater and by 90 -95 when sequentially introducing a suspension of calcium carbide slurry and a suspension of simple superphosphate, and the contents of H ₂ S and methyl mercaptan are 80-86 and 98-99, respectively. The research results of the deodorization process are presented in the table.

Реализация предложенного способа подготовки сточных вод свиноводческих хозяйств для сельскохозяйственного использования с применением суспензии шлама карбида кальция позволила решить задачи изобретения.Implementation of the proposed method for the preparation of wastewater of pig farms for agricultural use using a slurry of calcium carbide slurry made it possible to solve the problems of the invention.

Claims (1)

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.A method of preparing wastewater of pig farms and pig farms for agricultural use, including the introduction of an alkaline coagulant to a pH of 10-11, then an acidifying reagent to a pH of 6.5-8.5, followed by isolation of the resulting precipitate, characterized in that production waste is used as an alkaline coagulant acetylene suspension of calcium carbide slurry at a dose of calcium oxide of 2.0-3.0 g / dm ³ with continuous stirring for 2-5 minutes