RU2706971C1 - Method of sewage preparation of pig-breeding complexes for agricultural use - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to purification and utilization of waste water, in particular to a method for preparation of waste water of cattle-breeding complexes for agricultural use. Method provides sequential introduction into sewage waters of pig complexes and pig farms for agricultural use of alkaline coagulant – lime milk, or suspension of slurry of calcium carbide, or mixture of lime milk and calcium carbide sludge to pH=10–12, and then sequentially introducing acidifying reagents, such as suspensions of ammophos and nitrofoska with continuous stirring for 2–3 minutes to pH=6.5–8.0 with release of formed precipitate.

EFFECT: invention enables to obtain organomineral fertilizer with high concentrations of biogenic components while considerably simplifying the process of preparing the reagent and reducing the cost of reagent preparation of waste water for agricultural use, increased efficiency of separation into liquid and solid fractions and their agromeliorative value with reduction of settling time, improves physical properties of the obtained solid fraction and reduces content of heavy metals in it, combined action of two acidifying reagents causes a synergetic effect.

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к очистке и утилизации сточных вод, в частности к способу подготовки сточных вод животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования.The invention relates to the treatment and disposal of wastewater, in particular to a method for the preparation of wastewater of livestock complexes for agricultural use.

Известен способ [Патент Франция №9913312, МПК C02F 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 [French Patent No. 9913312, IPC C02F 1/28] for wastewater treatment from agricultural processing, including heat treatment of wastewater at a temperature of from 250 to 650 ° C while dosing CaO (in the form of granulate 5 mm).

Недостатками данного способа очистки являются: высокие дозы реагентов и, соответственно, большие объемы образующихся фракций; трудоемкость процесса и сложность технологии, большой расход электроэнергии, низкая удобрительная ценность образовавшегося материала из-за полной деструкции органических и минеральных загрязнений.The disadvantages of this cleaning method are: high doses of reagents and, accordingly, large volumes of the resulting fractions; the complexity of the process and the complexity of the technology, high energy consumption, low fertilizer value of the resulting material due to the complete destruction of organic and mineral contaminants.

Известен способ [Патент США №5562829, МПК C02F 1/52] очистки сточных вод молочной фермы, включающий обработку суспензией Са(ОН)₂ при дозе 0,2-1,0 г/дм³ при рН=9,3-11,8.The known method [US Patent No. 5562829, IPC C02F 1/52] wastewater treatment of a dairy farm, comprising treating with a suspension of Ca (OH) ₂ at a dose of 0.2-1.0 g / dm ³ at pH = 9.3-11, 8.

Недостатком способа является то, что полученные после обработки жидкая и твердые фазы имеют значения рН=11-12, что значительно уменьшает область их применения в сельском хозяйстве.The disadvantage of this method is that the liquid and solid phases obtained after processing have a pH value of 11-12, which significantly reduces the scope of their application in agriculture.

Наиболее близким к заявленному, взятым за прототип техническому решению является способ [Патент РФ №2257353 МПК C02F 1/52, C02F 1/58, C02F 103/20 опубликовано 22.09.2003] подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий введение щелочного коагулянта - известкового молока до рН=10-12 и подкисляющего реагента до рН=6,5-8,5. В качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена- суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и суспензии шлама карбида кальция в определенной пропорции при непрерывном перемешивании в течении 2-5 мин. В качестве подкисляющего реагента используют суспензию простого или двойного суперфосфата. Недостатками этого способа являются: высокие дозы подкисляющего реагента и, соответственно, повышение затрат на обработку. Также недостатком является необходимость введения глауконита, что усложняет технологический процесс, увеличивает объемы образующихся фракций и длительность процесса отстаивания смеси.Closest to the claimed technical solution taken as a prototype is the method [RF Patent No. 2257353 IPC C02F 1/52, C02F 1/58, C02F 103/20 published September 22, 2003] for the preparation of wastewater for agricultural use, including the introduction of an alkaline coagulant - calcareous milk to pH = 10-12 and acidifying reagent to pH = 6.5-8.5. As an alkaline coagulant, use is made of acetylene production waste — a suspension of calcium carbide slurry or a mixture of milk of lime and a suspension of calcium carbide slurry in a certain proportion with continuous stirring for 2-5 minutes. As an acidifying reagent, a suspension of simple or double superphosphate is used. The disadvantages of this method are: high doses of acidifying reagent and, accordingly, increased processing costs. Another disadvantage is the need for the introduction of glauconite, which complicates the process, increases the volume of the formed fractions and the duration of the process of sedimentation of the mixture.

Изобретение направлено на упрощение процесса приготовления реагента и уменьшение размеров сооружений реагентного хозяйства, снижение стоимости реагентной подготовки сточных вод к сельскохозяйственному использованию, повысить эффективность разделения на жидкую и твердую фракции и их агромелиоративную ценность при сокращении времени отстаивания, улучшить физические свойства получаемой твердой фракции и уменьшить в нем содержание тяжелых металлов.The invention is aimed at simplifying the process of preparing a reagent and reducing the size of reagent facilities, reducing the cost of reagent preparation of wastewater for agricultural use, increasing the efficiency of separation into liquid and solid fractions and their irrigation and drainage value while reducing settling time, improving the physical properties of the resulting solid fraction and reducing it contains the content of heavy metals.

Техническим результатом является получение органоминерального удобрения с высокими концентрациями биогенных компонентов.The technical result is to obtain organic fertilizer with high concentrations of nutrients.

Технический результат достигается тем, что в сточные воды свинокомплексов и свиноферм последовательно вводят щелочной коагулянт - известковое молоко или суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция до рН=10-12 и подкисляющий реагент до рН=6,5-8,0, с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используем последовательно вводимые суспензии аммофоса и нитрофоски. Совокупное действие двух подкисляющих реагентов вызывает синергический эффект.The technical result is achieved by the fact that in the wastewater of pig farms and pig farms, an alkaline coagulant is introduced sequentially - milk of lime or a suspension of calcium carbide sludge or a mixture of lime milk and calcium carbide sludge to pH = 10-12 and an acidifying reagent to pH = 6.5-8, 0, with the release of the precipitate formed, characterized in that as the acidifying reagent we use sequentially introduced suspensions of ammophos and nitrophoska. The combined effect of two acidifying reagents causes a synergistic effect.

Присутствие в техническом решении смеси нитрофоски и аммофоса необходимо для нейтрализации обрабатываемой смеси до рН=6,5-8,5. Смесь аммофоса и нитрофоски отличается более высоким содержанием биогенных компонентов (а именно наличием, кроме фосфора, солей азота и калия) и более низкой стоимостью по сравнению с суперфосфатом, отсутствием содержания ионов тяжелых металлов и других примесей. Основное достоинство использования смеси подкисляющих реагентов заключается в том, что при их совокупном действии возможно сокращение доз реагентов, сокращение объемов сооружений и повышение эффективности фракционирования сточных вод.The presence in the technical solution of a mixture of nitrophosphate and ammophos is necessary to neutralize the treated mixture to pH = 6.5-8.5. A mixture of ammophos and nitrophoska is characterized by a higher content of nutrients (namely, the presence, in addition to phosphorus, salts of nitrogen and potassium) and lower cost compared to superphosphate, the absence of heavy metal ions and other impurities. The main advantage of using a mixture of acidifying reagents is that with their combined effect, it is possible to reduce the doses of reagents, reduce the volume of structures and increase the efficiency of fractionation of wastewater.

Технология подготовки сточных вод свинокомплексов для сельскохозяйственного использования заключается в следующем. Сточные воды обрабатываем одним из щелочных коагулянтов до рН 10-11, г/дм³: известковым молоком - 1,2-1,5 или суспензией шлама карбида кальция - 2,0-3,0, или смесью известкового молока с суспензией шлама карбида кальция в пропорции 0,5-1:1-2,5 при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин., затем для нейтрализации вводят смесь аммофоса (1,0 г/дм³) и нитрофоски (1,0 г/дм³) при перемешивая в течение 2-3 минут, тем самым снижая рН до 6,5-8,5. После отстаивания смесь разделяется на прозрачную жидкую фракцию и осадок - органоминеральное удобрение. Эффект разделения на жидкую и твердую фракции при известном способе обработки составлял 90%. Предложенный способ позволяет повысить эффективность реагентного фракционирования сточных вод до 97% при сокращении времени отстаивания с 1,2 ч до 30 мин.The technology for the preparation of wastewater from pig farms for agricultural use is as follows. We treat waste water with one of the alkaline coagulants up to pH 10-11, g / dm ³ : with milk of lime - 1.2-1.5 or with a suspension of sludge of calcium carbide - 2.0-3.0, or with a mixture of lime milk with a suspension of sludge of carbide calcium in a proportion of 0.5-1: 1-2.5 with continuous stirring for 2-3 minutes, then to neutralize a mixture of ammophos (1.0 g / dm ³ ) and nitrophoska (1.0 g / dm ³ ) while stirring for 2-3 minutes, thereby lowering the pH to 6.5-8.5. After settling, the mixture is separated into a transparent liquid fraction and the precipitate is an organomineral fertilizer. The effect of separation into liquid and solid fractions with the known processing method was 90%. The proposed method allows to increase the efficiency of reagent fractionation of wastewater up to 97% while reducing the settling time from 1.2 hours to 30 minutes.

Пример. Осуществим реагентную обработку суточного расходаExample. We carry out reagent processing of daily consumption

сточных вод ОАО «Батайское» объемом 150 м³.Wastewater of Batayskoye OJSC with a volume of 150 m ³ .

По известному способу жидкий навоз обрабатывают известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равной - 1,3 г/дм³; шламом карбида кальция - 2,5 г/дм³; смесью известкового молока - 1 г/дм³ со шламом карбида кальция - 1 г/дм³. Для снижения рН до 7,5 вводили в смесь 4 г/дм³ по Р₂О₅ суспензии простого суперфосфата; 2 г/дм³ двойного суперфосфата. После этого вносили глауконит в количестве 20% от объема обрабатываемой смеси. Время отстаивания составило 1,2 при эффективности разделения фракций, равной 90%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 45 до 60 мин. Осадок имеет плотную гомогенизированную структуру, легко подлежащую транспортировке.According to the known method, liquid manure is treated with milk of lime with a dose of active calcium oxide of 1.3 g / dm ³ ; calcium carbide slurry - 2.5 g / dm ³ ; a mixture of milk of lime - 1 g / DM ³ with a slurry of calcium carbide - 1 g / DM ³ . To reduce the pH to 7.5, 4 g / dm ³ of P ₂ O ₅ suspension of simple superphosphate was introduced into the mixture; 2 g / dm ^{3 of} double superphosphate. After that, glauconite was added in an amount of 20% of the volume of the processed mixture. The settling time was 1.2 with a fraction separation efficiency of 90%. The most rapid sedimentation (up to 75% of sediment) occurs in the period from 45 to 60 minutes. The precipitate has a dense homogenized structure that can be easily transported.

По предложенному способу сточные воды обрабатываем известковым молоком с дозой по активному оксиду кальция, равная 1-3 г/дм³. Для нейтрализации до рН 7,0 вводим смесь аммофоса - 1 г/дм³ (в пересчете на Р₂О₅) и нитрофоски - 1 г/дм³ (в пересчете на Р₂О₅). Время отстаивания составило 30 мин при эффективности разделения фракций, равной 97%. Наиболее быстрое отстаивание (до 75% осадка) происходит в период от 15 до 25 мин. Осадок имеет плотную гомогенезированную структуру, легко подлежащую дальнейшей обработке.According to the proposed method, we treat waste water with milk of lime with a dose of active calcium oxide of 1-3 g / dm ³ . To neutralize to a pH of 7.0, we introduce a mixture of ammophos - 1 g / dm ³ (in terms of P ₂ O ₅ ) and nitrophoski - 1 g / dm ³ (in terms of P ₂ O ₅ ). The settling time was 30 minutes with a fraction separation efficiency of 97%. The most rapid sedimentation (up to 75% of sediment) occurs in the period from 15 to 25 minutes. The precipitate has a dense homogenized structure that can easily be further processed.

Сравнительная характеристика показателей реагентной обработки сточных вод по известному и предлагаемому способам представлены в Таблице 1.Comparative characteristics of the indicators of reagent wastewater treatment according to the known and proposed methods are presented in Table 1.

Примечание: ПСФ - простой суперфосфат, ДСФ - двойной суперфосфатNote: PSF - simple superphosphate, DSF - double superphosphate

Claims (7)

Способ подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования, включающий последовательное введение щелочного коагулянта - известкового молока или суспензию шлама карбида кальция или смесь известкового молока и шлама карбида кальция при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин до рН=10-12 и подкисляющего реагента с выделением образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве подкисляющего реагента используют последовательно вводимые суспензии аммофоса и нитрофоски при непрерывном перемешивании в течение 2-3 мин до рН 6,5-8,0 при следующем соотношении компонентов (г/дм³): A method of preparing wastewater for agricultural use, including the sequential introduction of an alkaline coagulant - milk of lime or a suspension of calcium carbide sludge or a mixture of milk of lime and calcium carbide sludge with continuous stirring for 2-3 minutes to pH = 10-12 and an acidifying reagent with the release of the resulting precipitate, characterized in that as the acidifying reagent use sequentially introduced suspension of ammophos and nitrophoska with continuous stirring for 2-3 minutes to a pH of 6.5-8 , 0 in the following ratio of components (g / dm ³ ): известковое молоко в пересчете на СаО, 1,2-1,5milk of lime in terms of CaO, 1.2-1.5 или суспензия шлама карбида кальция в пересчете на СаО, 2,0-3,0,or a slurry suspension of calcium carbide in terms of CaO, 2.0-3.0, или смесь известкового молока и шлама карбида кальция, or a mixture of milk of lime and calcium carbide sludge, соответственно, в соотношении 0,5-1 : 1-2,5respectively, in the ratio of 0.5-1: 1-2.5 суспензия аммофоса в пересчете на Р₂О₅ 1,0ammophos suspension in terms of P ₂ O ₅ 1.0 суспензия нитрофоски в пересчете на Р₂О₅ 1,0suspension of nitrophosphate in terms of P ₂ O ₅ 1.0