CS220601B1 - Způsob výroby pevného organického substrátu vhodného jako humusové hnojivo z kejdy hospodářských zvířat - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby pevného organického substrátu, vhodného jako humusové hnojivo, z kejidy hospodářských zvířat, při němž za účelem vysrážení rozpuštěných a koloidních látek z kejdy a její dezinfekce se do kejdy přidává hydroxid vápenatý a je použito odseparování pevných látek z kejdy a jejich termofilni kornpostace.

U moderních velkochovů hospodářských zvířat, zejména prasat a skotu, je produkováno velké množství tekutých odpadů, obecně nazývaných kejdou, které způsobuje značné problémy jak s manipulací, tak i s jejím ekonomicky únosným využitím.

Z hlediska hnojivářského využití představuje kejda velmi zředěné hnojivo, tj. s nadměrným obsahem vody. Velké objemy kejdy, způsobené tímto faktorem, vedou při vyšší koncentraci zvířat k vysokým nákladům na skladování a přepravu kejdy.

Kromě těchto ekonomických faktorů přistupuje ještě ta skutečnost, že přímá aplikace kejdy ke hnojení je hygienicky závadná.

Vzhledem k těmto okolnostem je kejda často spíše likvidována nežli využívána ke hnojení.

Z hlediska vodohospodářského kejda je enormně znečištěnou odpadní vodou, jejíž vyčištění na stupeň, postačující pro vypouštění do veřejných toků, představuje značné problémy. Kromě dostatečného snížení koncentrace znečištěnin přistupuje zde i problém desinfekce.

Vzhledem k těmto potížím se proto v poslední doibě začínají uplatňovat kombinované způsoby zpracování kejdy, při kterých se z kejdy odstraňují látky, které lze snadno odstranit a využít při hnojení v koncentrovaném stavu. Kejda, zbývající po odstranění těchto látek se potom čistí jako odpadní voda.

Nezbytnou součástí tohoto čištění jsou biologické způsoby čištění. Odstranění části látek z kejdy snižuje přitom zatížení čisticích procesů.

Nejvíce látek lze z kejdy odstranit chemickým zpracováním, při kterém odpadají látky v pevném stavu, které jsou potom vhodnými separačiními procesy odděleny od kapaliny. Separované látky lze potom využít jako koncentrované hnojivo, se kterým je další manipulace, skládka, transport a aplikace oproti kejdě značně ekonomičtější. Nejvhodnějším zpracováním těchto látek se jeví kompostace, kterou se tento materiál zihodinocuje a hygienicky zabezpečuje.

Tak je například známý způsob zpracování kejdy mechanickými separátory s přidá220601 'váním polykoagulentů. Vysoké náklady na vysokoúčinné mechanické separátory a na polykoaguleinty však činí tuto technologii značně neekonomickou. Další nevýhoda je v tom, že přidané polykoagulenty nejen že nepřispívají k hodnotě produkovaného substrátu, ale naopak, poměrně vysoký potřebný přídavek těchto syntetických resistentních organických látek představuje určité riziko pro kontaminaci životního prostředí.

Dále je známý a používaný způsob chemického zpracování kejdy přidáváním hydroxidu vápenatého a separací vysrážených látek. Tato separace je obvykle prováděna sedimentací s případným následným odvodněním sedimentu, například odstředivkou. Je známo, že množství látek, odseparovanýdh z kejdý přitom roste s rostoucí dávkou hydroxidu vápenatého.

Velikost dávky hydroxidu vápenatého je běžně omezena tím, že zvýšení pH nad 8,5 v biologických procesech působí na tyto procesy inhibičně. Je rovněž známo, že při dosažení vyšších hodnot pH, nad 9,5 nejlépe až nad 10,5, je účinnost procesu odstraňování látek z kejdy největší. V posledním případě pak ke srážecím účinkům přistupuje účinná desinfekce.

S ohledem na nutnost následného biologického čištění je však při použití tohoto způsobu nutno snížit pH kejdy před vstupem do biologického čištění tak, aby hodnota pH při biologickém čištění byla pod 8,5. Pokud má být pevná látka, separovaná z kejdy, ještě dále biologicky zpracovávána, například kompostací, je rovněž nutno, aby i u této látky byla hodnota pH upravena tak, aby biologické pocthody nebyly vysokou álkalltou inhibovány, podobně jako u kapaliny.

Použití kyselin pro potřebné snížení pH je příliš nákladné. Proto bylo již jako výhodné pro potřebné snižování pH navrženo použití kysličníku uhličitého z kouřových plynů.

Tento způsob neutralizace není však pro zpracování kejdy prakticky využitelný, neboť na farmách hospodářských zvířat neexistuje celoroční zdroj kouřových plynů a výroba kouřových plynů pouze za účelem zajištění potřebného kysličníku uhličitého vzhledem ke stále se zvyšující ceně paliv prakticky nepřichází v úvahu. Proto tento perspektivní způsolb zpracování kejdy nebyl dosud prakticky využit.

Ukazuje se rovněž, že v neseparovaných pevných látkách je nežádoucí nadbytek vápna v podobě vápenných kalů majících amorfní strukturu, která zhoršuje jejich odvodínitelnost, čímž se snižuje účinnost a výsledná ekonomičnost celé čisticí soustavy.

Vynález si klade za cíl odstranění uvedených potíží při výrobě pevného organického substrátu z kejdy hospodářských zvířat, vhodného jalko humusové hnojivo a podobně.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že kysličník uhličitý, vznikající při termofiiní kompostací, je přiváděn do odseparovaných pevných látek.

Přiklad zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese.

Zařízení sestává z vyrovnávací nádrže 1, saturátoru 2, separačního reaktoru 3, mechanického odvodňoivače 5 kalu, kompostovacího reaktoru 6 pro kontinuální provoz a ze zařízení 7 pro biologické čištění kejdy.

Vyrovnávací nádrž 1 je opatřena přívodem 11 surové kejdy, zaústěným do kanálu 47 a míchadlem 45. Čerpadlo 13 je svou sací stranou napojeno na vyrovnávací nádrž 1 a výtlačnou stranou potrubím 15 na regulátor 14 průtoku a dále na mechanický separátor 8 hrubých pevných látek z kejdy, jehož odpad kapalné části kejdy je zaústěn do jímky 9. Pevné látky jsou odebírány dopravníkem 48, zaústěným do dopravníku 31.

Na jímku 9 je sací stranou napojeno čerpadlo 17, jehož výtlačné potrubí 18 je napojeno přes regulátor 14 průtoku na koagulační prostor 19 separačního reaktoru 3. V koagulačním prostoru 19 je míchadlo 20. Ve své horní části je separační reaktor 3 opatřen odvodem 22 kejdy po separaci kalu, který je potrubím 23 napojen přes separátor 2 na zařízení 7 pró biologické čištění kejdy. Odvod 24 separovaného kalu je propojen potrubím 25 přes objemové čerpadlo 28 na mechanický odvodňovač 5 kalu. Do odseparovaného kalu je na výtlačné potrubí 29 objemového čerpadla 28 propojen výtlak dmychadla 43 potrubím 46. Odvod 30 kapaliny z mechanického odvodňovače 5 kalu je napojen na jímku 9. Mechanický odvodňovač 5 kalu je propojen dopravníkem 31 s horní částí kompostovacího reaktoru 6, která je opatřena mísícím zařízením 32 a rozhrnovacím zařízením 33. Ve spodní části je kompostovací reaktor 6 opatřen vyklízecí frézou 34, která je opatřena odváděcím dopravníkem 35, jednak zaústěným do již zmíněného dopravníku 31, jednak vyvedeným k dopravnímu prostředku 36 pro odvoz organického substrátu.

Kompostovací reaktor 6 je pod vyklízecí frézou 34 opatřen porézním mezidneim 37, pod které je zaústěn vývod 38 dmychadla 39.

Kompostovací reaktor 6 je hermeticky uzavřen víkem 40 opatřeným odvodem 41 plynu, který je napojen potrubím 42 na sání dmychadla 43, jehož výtlačná strana je potrubím 46 spojena s rozdělovačem 44 ve spodní části saturátoru 2 a s výtlakem 29 objemového čerpadla 28.

Popsané zařízení pracuje následovně. Surová kejda je shromažďována v kanálu 47, odkud je přiváděna přívodem 11 do vyrovnávací nádrže 1. Čerpadlem 13 je výtlačným potrubím 15 přes regulátor 14 průtoku čerpána surová kejda na mechanický separá220601 to,r 8 hrubých látek z kejdy, přičemž odseparované pevné látky jsou dopravníkem 48 dopravovány do kompostovacího reaktoru 8 a kapalná část kejdy odtéká do jímky 9. Do této jímky 9 je přidáván hydroxid vápenatý dávkovačem 12, aby pH kejdy přesahovalo hodnotu 10,5. Působením hydroxidu vápenatého a vysokého pH dochází k vysrážení rozpuštěných a koloidmích látek z kejdy a k její desinfekci.

Kejda je z jímky 9 čerpadlem 17 přes regulátor 14 průtoku rovnoměrně čerpána potrubím 18 do koagulačního prostoru 19 separačního reaktoru 3.

V koagulačním prostoru 19 dochází ke koagulaci pevné látky, která se ve formě kalu separuje od kejdy do spodní části separačního reaktoru 3.

Kejda po vysrážení a separaci pevné látky je ze separačního reaktoru 3 odváděna odvodem 22 do saturátoru 2, kde je sycena .kysličníkem uhličitým, přiváděným z kontinuálního kompostovacího reaktoru 6 potrubím 48 a uvedeným rozdělovačem 44, a to na hodnotu pH okolo 7. Ze saturátoru 2 odtéká kejda do zařízení 7 ipro biologické čištění kejldy.

Kal, separovaný z kejdy, se odebírá potrubím 25 a čerpá objemovým čerpadlem 28 na mechanický odvodňovač 5 kalu, přičemž je kal sycen kysličníkem uhličitým, přiváděným z kontinuálního kompostovacího· reaktoru 8 potrubím 46.

Na mechanickém odvodňovací 5 kalu je kal dále odvodněním koncentrován. U popsaného příkladu je odvodňování kalu značně usnadněno strukturou kalu, která vzniká preparací kalu vysráženým uhličitanem vápenatým.

Kapalina odstraněná z kalu při odvodňování je vracena odvodem 30 do jímky 9.

Odvodněný kal, který má již hodnoitu pH vhodnou pro kompostaci, je dopravován dopravníkem 31 do komipostovacího reaktoru 6, pracujícího kontinuálně.

Před vstupem do kompostovacího reaktoru 6 je k odvodněnému kalu přimíchávána ve vhodném poměru například 1: 1 část výsledného organického substrátu z kompostovacího reaktoru 6, která je takto recirkulována a míšena s odvodněným kalem iv mísicím zařízení 32. Takto vytvořená směs je pak roivinoměrně rozmisťována po· celé ploše kompostovacího reaktoru 6 rozhrnovacím zařízením 33.

Kompostování v kompostovacím reaktoru β

probíhá v termofilním režimu při vysoké teplotě 70 až 80 °C, při které jsou pochody kompostování velmi rychlé. Pro aerobní termofliní kompostovací procesy je vháněn dmychadlem 39 do prostoru mezi dnem a porézním meizidnem 37 vzduch, který po projití vrstvon kompostovaného substrátu je odsáván dmychadlem 43 z hermeticky uzavřené horní části kompostovacího reaktoru 6 a vháněn přes potrubí 46 do rozdělovače 44 v separátoru 2, a do výtlačného potrubí 29. Tento odsávaný vzduch prošlý kompostovacím reaktorem 8 obsahuje značné množství kysličníku uhličitého, cca 8 °/o, vzniklého aerobními procesy kompostování. Toto množství CO2, vzniklého kompostováním, plně postačuje pro neutralizaci kejdy v saturátoru 2 a saturaci kalu.

Po projití kontinuálním kompostovacím reaktorem 6 je pevný organický — huminový — substrát vybírán vyklízecí frézou 34, která se pohybuje nad porézním meziidinem

37, kterým je vháněn vzduch pro aerobní kompostování. Rovnoměrně odebíraný substrát je pak odvátděcím dopravníkem 35 dopravován jednak k dopravnímu prostředku

38, popřípadě do vhodného zásobního sila pro vyzrávání, jednak na dopravník 31, čímž dochází k recirkulaci. Recirkulovaná část substrátu zlepšuje funkci kompostovacího reaktoru 6.

Popsané příkladné zařízení a způsob jeho práce samozřejmě nevyčerpává všechny možnosti použití způsobu podle vynálezu, jsou možné i jiné kombinace, které odpovídají podstatě vynálezu. Je možino například zařazení jímky pro zpracování kalu mezi separacím reaktor 3 a mechanický odvodňovač 5 kalu. Část kysličníku uhličitého z kompostovacího reaktoru do této jímky může být pak zavedena, takže tato slouží ik saturaci separovaného kalu kysličníkem uhličitým a tím ke snížení jeho pH a k jeho preparaci uhličitanem vápenatým.

Účinný Ikomipoistovací proces vyžaduje kromě teploty 70 až 80 °C i neutralizaci kyselin, vznikajících při kompostaci. Uhličitan vápenatý zabudovaný při popsaném procesu do odvodněného kalu, toto svou pufrovací kapacitou právě zajišťuje. Nerozložený uhličitan vápenatý příznivě ovlivňuje strukturu produktu a přispívá i k jeho hnojivé hodnotě. Je tedy prakticky veškerý hydroxid vápenatý, použitý při procesu, plně využit a promítá se do hodnoty produktu.

Claims (1)

1. Způsob výroby pevného organického substrátu vhodného jako humusové hnojivo z kejdy hospodářských zvířat, při němž za účelem vysrážení rozpuštěných a koloidních látek z kejdy a její desinfekce se do kejdy přidává hydroxid vápenatý a je použito odVYNALEZU separování pevných látek z kejdy a jejich termofilní kompostace, vyznačující se tím, že kysličník uhličitý, vznikající při termofilní kompostaci, je přiváděn do odseparovaných pevných látek.