CS204579B1 - Způsob zpracováni a využiti tekutých exkrementů hospodářských zvířat - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zpracováni a komplexního využití hodnotných složek tekutých exkrementů hospodářských zvířat po anaerobním vytápěném vyhnívání.

Při zpracování tekutých exkrementů hospodářských zvířat velkochovů a anaerobní® vytápěným vyhniváním vzniká značné množství kalového plynu o výhřevnosti kolem 22.000 KJ.m*\ Část vyrobeného plynu se spotřebuje pro ohřívání vyhnivacích nádrži a přiváděného tekutého hnoje z velkochovu hospodářských zvířat.

Při mechanickém odklizu tekutého hnoje z bezstelivových velkochovů hospodářských zvířat se sušinou tekutého hnoje v rozmezí 5 až 10 $ hmot, se spotřebuje pro klimatioké poměry střední Evropy, asi 25 až 30 % celkové produkce kalového plynu pro vlastní technologický proces v celoročním průměru. V zimních měsících stoupá toto množství až na 50 celkové produkce, v letních měsících klesá na cca 15 % celkové produkce. Tato okolnost velmi ztěžuje využíváni kalového plynu ze všech druhů čistíren odpadních vod, které používají ke zpracování kalů anaerobního vyhřívaného vyhnívání, a proto ve většině případů je tzv. přebytečný kalový plyn spalován bez užitku, případně vypuštěn do ovzduší.

U městských čistíren odpadních vod, kde není produkce kalového plynu z anaerobního vyhnívání kalu tak vysoká jako pří zpracování tekutého hnoje z bezstelivových velkochovů

204 579 z

204 379 hospodářských zvířat, především prasat a hovězího dobytka, nejsou přebytky kalového plynu v zimě významné a jejich využívání není většinou ekonomicky účelné. V letním období jsou přebytky sice relativně významné, ale jejich využívání je ekonomicky účelné jen u největších zařízení, kde se většinou využívají k výrobě elektrloké energie pro vlastní potřebu čistírny.

Kolísání množství kalového plynu v jednotlivých ročních obdobích, které je k dispozioi, způsobuje, že využití zařízení k výrobě elektrloké energie je oelkově nízká. Právě v období nejvyšší potřeby, tj. v zimě, je stupeň využívání nejmenší.

Stejně i využívání k topným účelům, aí již k vytápění budov, nebo např. skleníků, naráží na stejné potíže, tj., že v době kdy je k dispozici minimální množství plynu je maximální potřeba energie k vytápění.

Kalová voda a filtrát, nebo fugát z odvodnění vyhnilého tekutého hnoje hospodářských zvířat jsou silně znečištěny a mají velký obsah dusíkatých a fosforečnýoh sloučenin.

Kalová voda, respektive filtrát a fugát z vyhnívání tekutého hnoje prasat obsahuje např. 2,000 až 3.000 mg Og.l^BSK^, 3.000,až 4.000 mg. l“¹ celkového dusíku a 4 00 až 800 mg.l“¹ celkového fosforu a vyžaduje před vypouštěním do toků dočištění buď po neředění v biologioké čistírně, nebo využití na hnojivé závlaze. Při biologickém dočištění se kromě znečištění vyjádřeného BSK^ nákladně likviduje vysoký obsah dusíku převážně v amoniakální formě a z části i obsah fosforu. Pouhé biologické čištění nestačí plně odstranit veškerý dusík á fosfor, jejichž koncentrace ve vyčištěné vodě je tak vysoká, že může působit u méně vodných toků jako významný eutrofizační činitel.

Při využiti kalové vody a fugátu (filtrátu) při hnojivé závlaze je nutné počítat se skladovacími prostory na kalovou vodu o kapacitě odpovídající nejméně 120 až 150 dennímu zdržení. Při skladování v otevřených nádržích dochází k úniku značné části amoniakálního dusíku do ovzduěi vlivem rozkladu labilních amoniakálních soli v kalové vodě a tím 1 k druhotnému znečištění ovzduší, půdy a podpovrohovýoh vod v okolí skladovací nádrže. Kromě toho je třeba počítat a tím, že závlahová plooha musí být dimenzována ták, aby pro 60 až 80 m3 kalové vody ročně byla k dispozici závlahová plooha 1 ha, aby nedošlo k přehnojení dusíkem.

Zpraoováni odvodněného vyhnilého tekutého hnoje se provádí termofilním kompostováním za přídavku dalŠíoh substrátů, např. prosevu z městských odpadů, cukrovarskýoh kalů, kapuoinů apod, na humozní hnojivá. Používané přísady komplikuji a zdražují zpracování, aniž by podstatně zlepšovaly hnojivé vlastnosti výsledného produktu. Uvedené komplikace způsobuji, že uvedený způsob zpracování exkrementů z velkochovů hospodářskýoh zvířat není příliš rozšířen.

Při biologickém čištění celé řady odpadních vod, předevěím ze zpracování dřeva při výrobě dřevovláknitých desek, buničiny, polobuničiny a papíru, ale 1 dalších vod např. z chemického průmyslu nebo pivovarského, které neobsahují vůbec, nebo v dostatečné míře sloučeniny dusíku a fosforu, které jsou nutné pro úspěšný průběh biologického čištění, je nutné dávkovat sloučeniny dusíku a fosforu,tzv. živiny. Většinou se používá k dávko3

204 S79 vání roztoků amonných solí, nebo vodného amoniaku a kyseliny fosforečné, nebo rozpustných fosforečnanů. Dávkování živin do průmyslových odpadních vod se provádí většinou v takovém množství, aby poměr znečistění vyjádřený BSK^ k obsahu dusíku a fosforu v odpadní vodě přiváděné do biologické čistírny byl 100 : 5 s 1, minimálně 100 : 4 : 0,8, Množství dávkovaných živin jsou u biologických čistíren velkých průmyslových závodů značná. Např, závod na výrobu sulfátové buničiny s bělírnou o kapacitě 100.000 tun buničiny dávkuje ročně cca 500 tun Čistého dusíku a 100 tun čistého fosforu do nátoku biologioké čistírny. Kromě finančních nákladů na úhradu živin vyžaduje dávkování výstavbu objektů pro skladováni, zařízení na dávkování, údržbu celého systému a soustavnou organizační činnost, aby byly včas zajištěny dodávky živin.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zpracování a komplexního využiti tekutých exkrementů hospodářských zvířat podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se exkrementy v dostatečné koncentrované formě zpracují anaerobním vyhnivánim při teplotách 30 až 42 °C, přičemž se plně využijí, a to kalová voda a fugát nebo filtrát po odvodnění vyhnilých exkrementů jako zdroj živin pro biologické čistírny odpadních vod deficitních živinami (tj. nedostatkem sloučenin dusíku a fosforu) a zbytkové znečištění v kalové vodě a fugátu (filtrátu) se přitom dočistí v biologioké čistírně.

Přiváděné znečištění v kalové vodě a fugátu nevyžaduje zvětšovat objekty, provzdušňovací zařízení, rozvody ani kapacitu čerpacích zařízení biologické čistírny dimenzované na zpracování průmyslových odpadních vod. Dusíkaté a fosforečné sloučeniny v kalové vodě a fugátu či filtrátu jsou plně využitelné v biologické čistírně.

—3

Kalový plyn o výhřevnosti cca 22.000 KJ.m ^J se využije kromě udržení teploty vlastního technologického procesu pro vytápění objektů výkrmny, k ohřevu napájecí vody apod.

Pro poměry střední Evropy bude v zimním období (prosineo-březen) takto využita celá produkce. V letním období (duben-listopad) bude přebytek využíván k vytápění suěámy zemědělských produktů, které jsou v této době v provozu jako náhrada za lehké topné oleje, svítiplyn, nebo zemní plyn. Tuhý podíl po odvodnění a zpracování termofilním kompostováním se využije jako kvalitní humózní hnojivo s obsahem cca 3 % váhových fosforu a dusíku v sušině, nebo po řízené fermentaci se využije jako přídavek do krmných směsí.

Při vyhnivání se odstraní typický zápach prasečích exkrementů, obsah střevních bakterii se sníží průměrně o 99,9 Vyhnilý materiál se odvodní na sušinu 30 Tento odvodněný materiál s obsahem cca 3 <$> fosforu a 3Í dusíku v sušině se využije případně po usušení jako přípravek do krmivá.

Kalová voda ze zahušťováni a fugát nebo filtrát z odvodňování vyhnilých exkrementů jsou uvedeny do uzavřených nádrži a odtud rovnoměrně přiváděny jako zdroj živin do biolo— giohé čistírny odpadních vod deficitních živinami. Kalová voda a fugát obsahuje v průměru 3_f5 kg,m“3 dusíku a 0,5 kg.m“^ fosforu a zaručuje dostatečnou dávku fosforu i dusíku pro biologické čištění.

Hodnota využitelných produktů při tomto postupu kryje plně náklady zpracování i do4

204 579 čištění všech složek zpracovaných exkrementů. Celý postup zpracování a využití je bezzápachový a praktioky bezodpadový, takže v maximální míře chrání životní prostředí.

Přiklad : výkrmna prasat se 45. OOO místy a vlastním rozmnožovacím chovem je umístěna v určitá vzdálenosti od postavené biologické aktivační čistírny závodu na výrobu sulfátové buničlny o kapacitě 200 000 tun nebělené buničiny. s bělí mou pro zpracování rfiruba polovičního množství vyrobené buničiny papírnou. Odpadní vody ze závodu v množství cca 120.000 m3/den se znečištěním coa 30 tun Og BSK^ za den jsou čištěny v aktivační čistírně.

Do nátoku do aktivační nádrže se dávkuje denně minimálně 6 tun 25 $ čpavkové vody a min. 1 tuna 75 % kyseliny fosforečné, aby byla zaručena denně minimální dávka 1 200 kg čistého dusíku a 250 kg čistého fosforu. Roční náklady na živiny dosahují 3,6 mil, Kčs. Celkové náklady čištění 1 kg Og přivedené BSK^ dosahuje téměř 3,00 Kčs. Ve výkrmně řešená tak, aby produkce tekutých exkrementů nebyla zbytečně zřeďována vodou, je celková produkce 600 m3/den tekutých exkrementů β obsahem 32 tun veškerých látek, s 26,0 tuny ztráty žíháním cca 28 tun nerozpuštěných látek a 2,5 tunou dusíku a 0,75 tuny fosforu denně. Toto množství bez předchozí separace je vedeno do vyhnívacích nádrží upravených a provozovaných tak, aby v nich mohla proběhnout anaerobní metanové vyhnivání při teplotě coa 35 ež 40 °C o celkovém objemu odpovídajícímu době zdržení 20 až 22 dní.

V průběhu vyhnívání se rozloží asi 50 $ přivedených organických látek a vznikne denně přes 13 000 m3 kalového plynu s obsahem 60 až 70 % CH^ o střední výhřevné hodnotě 22.000 KJ.m*^, Z roční produkce kalového plynu 4,8 rail.nP se pro technické účely - ohřívání nádrží spotřebuje cca 1,4 mil.m .r _s zbytek je využíván, a to v chladném ročním období k vytápění budov velkovýkrmny, v teplém období k dosušení zemědělských produktů v- sušičce vhodného typu (např. bubnové), kde bude používán jako sušicí médium směsi spalin a přídavného vzduchu. K vytápění výkrmny vychází spotřeba 1 mil.m^Jrj , zbytek, tj. 2,4 mil.m .r je využíván k sušení.

Claims (1)

1. Způsob zpracování a komplexního využití tekutých exkrementů hospodářských zvířat, především prasat a skotu spojený s biologickou čistírnou odpadních vod deficitních živinami, vyznačený tím, že se exkrementy v dostatečně koncentrované formě zpracují anaerob- a filtrát nebo fugát jako zdroj živin, a to dusíku a fosforu pro biologické čistírny odpadních vod deficitních živinami, kde se dočistí zbytkové znečištění obsažené v kalové vodě a filtrátu, kalový plyn jako palivový zdroj pro vlastní výkrmnu v chladném ročním období a pro zemědělskou sušárnu v teplém letním období, přičemž odvodněné exkrementy se zpracuji fermentací na humózní hnojivo, nebo úplně či z Části po usušení na krmnou přísadu.