RU2471755C1 - Способ получения биологически активных гуминовых веществ - Google Patents
Способ получения биологически активных гуминовых веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471755C1 RU2471755C1 RU2011116589/13A RU2011116589A RU2471755C1 RU 2471755 C1 RU2471755 C1 RU 2471755C1 RU 2011116589/13 A RU2011116589/13 A RU 2011116589/13A RU 2011116589 A RU2011116589 A RU 2011116589A RU 2471755 C1 RU2471755 C1 RU 2471755C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- biologically active
- humic substances
- producing biologically
- solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения биологически активных гуминовых веществ, который включает стадию предварительной обработки иловых осадков бытовых и/или промышленных сточных вод химическими реагентами, с последующим доокислением реакционной смеси реагентом-окислителем в условиях физического воздействия. В качестве химических реагентов используют аммиачную воду с конечным содержанием NH4 + в растворе 20-50 г/л, в качестве реагента-окислителя - пероксид водорода из расчета 0,05-0,2 г/г абсолютно сухого ила, в качестве физического воздействия смесь подвергают ультразвуковой обработке при частоте 22 кГц и интенсивности 7 Вт/см2 в течение 8 минут. Изобретение позволяет разработать высокоэффективный способ получения биологически активных гуминосодержащих веществ, с максимально возможным сохранением естественной структуры последних. 1 ил., 3 табл., 4 пр.
Description
Способ относится к области технологических процессов получения органических удобрений и может быть, в частности, использован для получения гуминовых биоудобрений.
Известны способы получения гуминовых препаратов путем обработки торфяного сырья гидролизующим агентом щелочью, аммиачной водой, пирофосфатами, с последующим осаждением гуминовых веществ кислотами, солями амфотерных металлов, пероксидом водорода или путем физического воздействия (патент РФ №2404150, C05F 11/02, опубл. 20.11.2010, бюл. №32, патент РФ №2370478, C05F 11/02, опубл. 20.10.2009, бюл. №29, патент РФ №2350587, C05F 11/02, опубл. 27.03.2009, бюл. №9)
Общими недостатками данных способов является дальность расположения сырьевой базы, низкое процентное содержание гумусовых веществ в торфе, образование побочных отходов - обработанных торфяных остатков, требующих дополнительной утилизации. Кроме того, данные способы подразумевают использование в качестве сырья не отходов производств, а изъятие значительного количества природного сырья - торфа, чем наносится дополнительный вред окружающей среде.
Наиболее близким по ряду признаков и достигаемому результату является способ получения гуминовых веществ из иловых осадков бытовых и/или промышленных сточных вод (патент РФ №2205158, C02F 11/00, C02F 11/18, опубл. 27.05.2003). Способ включает стадию предварительной обработки ила химическими реагентами: раствором серной кислоты до достижения ее концентрации в реакторе 0,5-0,6 мас.% с последующей обработкой полученной смеси щелочью до pH более 10; и завершающую стадию - окисление реакционной смеси путем барботирования последней реагентом-окислителем: кислородсодержащим газом в условиях физического воздействия (температура нагрева смеси 150-220°C, при давлении не менее 2 МПа в течение 60-90 мин). Полученный органоминеральный комплекс разделяют на жидкую фазу, представляющую собой раствор гуминовых веществ, и нерастворимый твердый осадок. Способ позволяет утилизировать значительное количество осадков сточных вод с образованием востребованных целевых продуктов.
Недостатками прототипа являются сложность и трудоемкость аппаратного оформления, высокая затратность осуществления способа. Кроме того, способ включает предварительную обработку осадка раствором серной кислоты, необходимого для перевода ионов тяжелых металлов в раствор, что приводит к образованию значительного количества кислых сточных вод. Данная обработка не обеспечивает полного удаления тяжелых металлов, т.к. ряд высокотоксичных металлов (стронций (Sr2+), ртуть (Hg2+), свинец (Pb2+) и др. либо не взаимодействуют с кислотой, либо пассивируют с образованием труднорастворимых соединений, остающихся в смеси. Также, предварительная обработка осадков неорганической кислотой приводит к частичному изменению структуры гуминовых веществ, сопровождающееся образованием веществ неспецифической природы.
Задача изобретения состоит в разработке высокоэффективного, менее затратного способа получения биологически активных гуминосодержащих веществ, с максимально возможным сохранением естественной структуры последних.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения биологически активных гуминовых веществ, включающем предварительную обработку иловых осадков бытовых и/или промышленных сточных вод химическими реагентами, с последующим доокислением реакционной смеси реагентом-окислителем в условиях физического воздействия, согласно изобретению, в качестве химических реагентов используется аммиачная вода, в качестве реагента-окислителя - пероксид водорода, в качестве физического воздействия смесь подвергают ультразвуковой обработке. Дополнительно для снижения pH реакционной смеси в нее вводят молочную кислоту.
Способ включает предварительную обработку иловой массы раствором аммиачной воды с конечным содержанием NH4 + в растворе 20-50 г/л (pH 12), при температуре 80°C в течение 30 мин; выдерживание полученной смеси в течение суток при комнатной температуре; последующее окисление смеси пероксидом водорода из расчета 0,05-0,2 г/г абсолютно сухого ила в условиях ультразвукового воздействия (частота 22 кГц, интенсивность 7 Вт/см2) в течение 8 минут; разделение на твердый нерастворимый осадок и жидкую целевую фазу; нейтрализация жидкой фазы молочной кислотой до pH 7.
Избыточный ил представляет собой крупнотоннажный отход биологической очистки сточных вод, вывозимый на иловые карты, где хранится годами, загрязняя окружающую среду. В то же время ил представляет собой ценный органо-минеральный субстрат, содержащий, по сухому веществу, мас.%: веществ белкового происхождения - 50, жиров - 20, углеводов - 8. Валовое содержание гумусовых веществ в иле составляет 50 мас.% [Трубникова Л.И. Утилизация избыточного активного ила предприятий нефтехимии // Экология и промышленность России. - 2001. - №8. - 9-11].
Обработка гумусосодержащего сырья щелочами способствует выделению водорастворимых гуматов и фульватов при значениях pH, близких к 12 [Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по биохимии гумуса. - М.: МГУ, 1969. - 214 с.].
Избыток аммиачной воды способствует образованию малорастворимых гидроксидов тяжелых металлов, не переходящих в раствор и удаляемых при разделении реакционной смеси.
Окисление смеси пероксидом водорода в условиях ультразвукового воздействия способствует увеличению содержания общего органического углерода, получению более высокого выхода водорастворимых органических веществ за счет фенольных структур, гидроксильные группы которых окисляются до COOH-групп [М.В.Ефанов, В.А.Новоженов, В.Н.Франкивский. Окислительный аммонолиз торфа в условиях кавитационной обработки // Химия растительного сырья, №1, 2010].
Молочная кислота, являясь недорогой и безопасной органической кислотой, используется в различных производственных сферах, обладает высокими диффузионными свойствами и способностью регулировать кислотность. В результате нейтрализации кислотой образуются органические соединения, не оказывающие негативного влияния на биологическую активность гуминовых веществ.
Пример 1. Для проведения опыта использовали избыточный ил с иловых карт ОАО «Уфанефтехим», с влажностью 50-60 мас.%. Образцы ила массой по 1000 г измельчали и усредняли до навесок массой 100 г. Полученные навески обрабатывали в соответствии с рекомендациями, описанными в заявляемом способе (содержанием NH4 + в растворе 50 г/л, содержание H2O2 - 0,2 г/г абсолютно сухого ила) и прототипе. Полученные суспензии анализировали на содержание углерода органических веществ фотоколориметрическим методом Тюрина (в г/л). Для сравнения количество углерода водорастворимых веществ определяли в исходных образцах ила экстракцией 0,1 н. щелочным раствором пирофосфата натрия при pH 13 в течение 24 часов [ГОСТ 9517-94 Твердое топливо. Методы определения выхода гуминовых кислот].
Результаты исследования обобщены в таблице 1.
Таблица 1 | |||
Влияние вида обработки избыточного ила на выход водорастворимых органических веществ | |||
№ | Исследуемые образцы | Методика анализа | Содержание водорастворимых органических веществ, г/л |
1 | Исходный ил | В соответствии с ГОСТ 9517-94 | 167,17 |
2 | Жидкая фаза (целевой продукт) по способу-прототипу | Фотоколориметрический метод Тюрина | 112,45 |
3 | Жидкая фаза (целевой продукт) по заявляемому способу | Фотоколориметрический метод Тюрина | 184,92 |
Как видно из таблицы, жидкая фаза (целевой продукт), получаемая в соответствии с рекомендациями заявляемого способа, содержит более высокую концентрацию водорастворимых органических веществ, в сравнении со способами, указанными в прототипе и ГОСТе 9517-94.
Пример 2. Опыт ставился по схеме примера 1. Полученные навески обрабатывали в соответствии с рекомендациями, описанными в заявляемом способе при концентрациях NH4 + в растворе 10, 20, 35, 50 и 60 г/л.
Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 | ||
Влияние концентрации NH4 + в растворе на выход водорастворимых органических веществ | ||
№ | Концентрации NH4 +, г/л | Содержание водорастворимых органических веществ, г/л |
1 | 10 | 120,11 |
2 | 20 | 166,34 |
3 | 35 | 174,28 |
4 | 50 | 184,92 |
5 | 60 | 185,12 |
Как видно из таблицы, увеличение концентрации NH4 + с 10 до 50 г/л в растворе способствует повышению выхода водорастворимых органических веществ с 120,11 до 184,92 г/л, увеличение концентрации NH4 + более 50 г/л технологически и экономически нецелесообразно. Оптимальная концентрация NH4 + в растворе 20-50 г/л.
Пример 3. Опыт ставился по схеме примера 1. Полученные навески обрабатывали в соответствии с рекомендациями, описанными в заявляемом способе при содержании H2O2 - 0,04, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,22 г/ (г абсолютно сухого ила).
Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3 | ||
Влияние концентрации H2O2 на выход водорастворимых органических веществ | ||
№ | Концентрация H2O2, г/(г абсолютно сухого ила) | Содержание водорастворимых органических веществ, г/л |
1 | 0,04 | 170,11 |
2 | 0,05 | 179,23 |
3 | 0,1 | 182,14 |
4 | 0,2 | 184,92 |
5 | 0,22 | 183,12 |
Как видно из таблицы, увеличение концентрации H2O2 в растворе с 0,04 до 0,2 г/г абсолютно сухого ила увеличивает выход водорастворимых органических веществ с 170,11 до 184,92 г/л, концентрация H2O2 более 0,2 г/г абсолютно сухого ила негативно влияет на выход водорастворимых органических веществ. Оптимальная концентрация H2O2 в растворе 0,05-0,2 г/л.
Пример 4. Опыт ставился по схеме примера 1. Для проверки качества полученных гуминовых удобрений жидкие фазы, полученные в соответствии с рекомендациями указанными в заявляемом способе и прототипе, оценивали по эффективности применения в сельском хозяйстве. Методика исследования заключалась в следующем: готовили серии чашек с образцами промытого мелко сеянного речного песка. В чашки вносили растворы полученных жидких фаз с содержанием водорастворимых органических веществ по сухому веществу - 1 мас.% и тщательно перемешивали. В полученные образцы песка осуществляли посев растительного тест-объекта - пшеница обыкновенная (Triticum vulgare). Контролем служили образцы песка, не обработанные гуминовыми удобрениями. Культивирование проводили при комнатной температуре в течение 10 сут. В качестве тест-откликов определяли всхожесть растений, длину и сухой вес надземной части растений. Повторность опыта пятикратная.
Результаты в процентах от контроля представлены на чертеже.
Как видно из чертежа, жидкая целевая фаза, полученная в соответствии с рекомендациями, указанными в заявляемом способе, является активным стимулятором роста растений, значительно повышая всхожесть и урожайность.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает высокоэффективное получение биологически активных гуминовых веществ из иловых осадков и может быть рекомендован к широкому использованию в производстве гуминосодержащих удобрений.
Claims (1)
- Способ получения биологически активных гуминовых веществ, включающий стадию предварительной обработки иловых осадков бытовых и/или промышленных сточных вод химическими реагентами с последующим доокислением реакционной смеси реагентом-окислителем в условиях физического воздействия, отличающийся тем, что в качестве химических реагентов используют аммиачную воду с конечным содержанием NH+ 4 в растворе 20-50 г/л, в качестве реагента-окислителя - пероксид водорода из расчета 0,05-0,2 г/г абсолютно сухого ила, в качестве физического воздействия смесь подвергают ультразвуковой обработке при частоте 22 кГц и интенсивности 7 Вт/см2 в течение 8 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116589/13A RU2471755C1 (ru) | 2011-04-26 | 2011-04-26 | Способ получения биологически активных гуминовых веществ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116589/13A RU2471755C1 (ru) | 2011-04-26 | 2011-04-26 | Способ получения биологически активных гуминовых веществ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011116589A RU2011116589A (ru) | 2012-11-10 |
RU2471755C1 true RU2471755C1 (ru) | 2013-01-10 |
Family
ID=47321773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011116589/13A RU2471755C1 (ru) | 2011-04-26 | 2011-04-26 | Способ получения биологически активных гуминовых веществ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471755C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023010210A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | Nassar Nashaat N | Ultrasonic reaction for high-yield production of humic acids from coal-lignite, oxidized coals, and residual feedstocks |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU842057A1 (ru) * | 1979-09-06 | 1981-06-30 | Центральный Научно-Исследовательскийи Проектно-Экспериментальный Институтинженерного Оборудования Городов,Жилых И Общественных Зданий | Способ обработки осадков сточныхВОд |
RU2057088C1 (ru) * | 1994-04-25 | 1996-03-27 | Дмитрий Александрович Данилович | Способ обработки осадков сточных вод с удалением тяжелых металлов (варианты) |
RU2116264C1 (ru) * | 1997-11-21 | 1998-07-27 | Козлов Анатолий Иванович | Способ очистки стоков |
RU2205158C1 (ru) * | 2002-01-09 | 2003-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Нобель" | Способ получения гуминовых веществ из иловых осадков бытовых и/или промышленных сточных вод |
-
2011
- 2011-04-26 RU RU2011116589/13A patent/RU2471755C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU842057A1 (ru) * | 1979-09-06 | 1981-06-30 | Центральный Научно-Исследовательскийи Проектно-Экспериментальный Институтинженерного Оборудования Городов,Жилых И Общественных Зданий | Способ обработки осадков сточныхВОд |
RU2057088C1 (ru) * | 1994-04-25 | 1996-03-27 | Дмитрий Александрович Данилович | Способ обработки осадков сточных вод с удалением тяжелых металлов (варианты) |
RU2116264C1 (ru) * | 1997-11-21 | 1998-07-27 | Козлов Анатолий Иванович | Способ очистки стоков |
RU2205158C1 (ru) * | 2002-01-09 | 2003-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Нобель" | Способ получения гуминовых веществ из иловых осадков бытовых и/или промышленных сточных вод |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023010210A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | Nassar Nashaat N | Ultrasonic reaction for high-yield production of humic acids from coal-lignite, oxidized coals, and residual feedstocks |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011116589A (ru) | 2012-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kumar et al. | Advanced oxidation processes for complex wastewater treatment | |
EP1461292A1 (fr) | Procede de stabilisation et conditionnement de boues d'epuration municipales et industrielles | |
CN105645643B (zh) | 含磷污水处理方法 | |
JP6007446B2 (ja) | 可溶性シリカを含んだフルボ酸鉄含有物の製造方法 | |
EA000148B1 (ru) | Удобрение и способ его получения | |
RU2717131C1 (ru) | Способ обезвреживания осадка сточных вод и получения из него сырьевых продуктов для производства жидких и твёрдых органоминеральных удобрений | |
RU2471755C1 (ru) | Способ получения биологически активных гуминовых веществ | |
RU2457909C2 (ru) | Способ переработки осадков сточных вод | |
Shukla et al. | Fungal decolorization of anaerobically biodigested distillery effluent (ABDE) following coagulant pretreatment | |
Vidlarova et al. | Contribution to the study of ammonia removal from digestate by struvite precipitation | |
Taghavi et al. | Optimized Removal of Sodium Dodecylbenzenesulfonate by Fenton-Like Oxidation Using Response Surface Methodology | |
RU2581531C2 (ru) | Способ гумификации растительного сырья | |
RU2442763C1 (ru) | Способ гумификации растительного сырья | |
RU2509060C2 (ru) | Способ получения реагента для очистки промышленных вод на основе торфа | |
Lei et al. | Pretreatment of methane fermentation effluent by physico-chemical processes before applied to soil trench system | |
CN104556333A (zh) | 一种处理铝材厂废水的复合型絮凝剂及其制备方法 | |
Perkowski et al. | Advanced oxidation of tannic acid in aqueous solution | |
Nezdoyminov et al. | POSSIBILITY OF USING EXCESSIVE ACTIVE SLUDGE AS ORGANOMINERALFERTILIZER | |
UA21128U (en) | Method for production of complex humin fertilizer from sapropel | |
Kučić Grgić et al. | Composting of a mixture of activated sludge and biowaste in a closed reactor | |
PT109804A (pt) | Processamento da vinhaça proveniente da indústria de etanol com sequestro químico de co2 atmosférico e produção simultânea de soluções nutritivas. | |
RU2478088C1 (ru) | Способ получения органоминерального удобрения из осадка сточных вод | |
Ciopińska et al. | The impact of Bacillus megaterium on the solubilisation of phosphorus from sewage sludge | |
Falyk et al. | Research of the effects of various gases on cavitation-based removal of organic pollutants from distillery wastewater | |
KR100947348B1 (ko) | 유기성 슬러지를 이용한 유류분해 미생물 제제의 생산방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130427 |