CS220601B1

CS220601B1 - Method of producing solid organic substrate from farm animal muck,suitable as humus fertilizer

Info

Publication number: CS220601B1
Application number: CS794952A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Mackrle; Vladimir Mackrle; Oldrich Dracka
Original assignee: Svatopluk Mackrle; Vladimir Mackrle; Oldrich Dracka
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1983-04-29

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.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of a solid organic substrate suitable as a humic fertilizer from livestock slurry, in which calcium hydroxide is added to the slurry to precipitate dissolved and colloidal slurry from the slurry and to disinfect the slurry. 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.Modern livestock farms, especially pigs and cattle, produce a large amount of liquid waste, generally called slurry, which causes considerable problems in both handling and economically viable use.

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.In terms of fertilizer use, manure is a very dilute fertilizer, ie with an excessive water content. The large manure volumes caused by this factor lead to high manure storage and transport costs at higher animal concentration.

Kromě těchto ekonomických faktorů přistupuje ještě ta skutečnost, že přímá aplikace kejdy ke hnojení je hygienicky závadná.In addition to these economic factors, the fact that direct application of manure to fertilization is hygienically harmful is also an issue.

Vzhledem k těmto okolnostem je kejda často spíše likvidována nežli využívána ke hnojení.Due to these circumstances, slurry is often rather liquidated than used for fertilization.

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.From the point of view of water manure, it is an enormously polluted waste water whose purification to a degree sufficient for discharges into public flows poses considerable problems. In addition to a sufficient reduction in the concentration of pollutants, there is also the problem of disinfection.

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.In view of these difficulties, the combined use of slurry treatment, which removes substances from the slurry that can be easily removed and used in concentrated fertilization, is beginning to be applied in the last doibo. The slurry remaining after removal of these substances is then treated as waste water.

Nezbytnou součástí tohoto čištění jsou biologické způsoby čištění. Odstranění části látek z kejdy snižuje přitom zatížení čisticích procesů.Biological methods of cleaning are an essential part of this cleaning. Removing some slurry from the slurry reduces the load on the cleaning process.

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.Most of the substances can be removed from the slurry by chemical treatment, in which the solids are removed, which are then separated from the liquid by suitable separation processes. The separated substances can then be used as a concentrated fertilizer, which makes handling, landfilling, transport and application considerably more economical than slurry. The most suitable treatment of these substances seems to be composting, which makes this material valued and hygienically ensured.

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.Thus, for example, a method of treating slurry with mechanical separators is known to add 220601 'by polycoagulents. However, the high cost of high-performance mechanical separators and polycoaguleins makes this technology uneconomical. Another disadvantage is that the added polycoagulents not only do not contribute to the value of the substrate produced, but on the contrary, the relatively high necessary addition of these synthetic resistant organic substances poses a certain risk for environmental contamination.

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.Furthermore, a known and used method of chemical treatment of slurry by adding calcium hydroxide and separating precipitated substances. This separation is usually carried out by sedimentation with optional subsequent dewatering of the sediment, for example by a centrifuge. It is known that the amount of substances separated from each one increases with increasing dose of calcium hydroxide.

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.The magnitude of the calcium hydroxide dose is normally limited by increasing the pH above 8.5 in biological processes to inhibit these processes. It is also known that at higher pH values, above 9.5, preferably up to 10.5, the efficiency of the slurry removal process is greatest. In the latter case, the clotting effect is followed by effective disinfection.

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.However, due to the need for subsequent biological treatment, the use of this method requires that the slurry pH be reduced before entering the biological treatment so that the pH value of the biological treatment is below 8.5. If the solids separated from the slurry are to be further biologically treated, for example by composting, it is also necessary that the pH is adjusted so that the biological processes are not inhibited by high alkalinity, as in the case of a liquid.

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.Using acids to lower the pH is too costly. Therefore, the use of carbon dioxide from the flue gases has already been suggested to be advantageous for the desired pH reduction.

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.However, this method of neutralization is not practically useful for slurry processing, since there is no year-round source of flue-gas on livestock farms and the production of flue-gases for the sole purpose of ensuring the necessary carbon dioxide is practically out of the question. Therefore, this prospective method of slurry processing has not yet been practically utilized.

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.It also appears that in unseparated solids there is an undesirable excess of lime in the form of lime sludges having an amorphous structure that impairs their drainability, thereby reducing the efficiency and resulting economy of the entire treatment system.

Vynález si klade za cíl odstranění uvedených potíží při výrobě pevného organického substrátu z kejdy hospodářských zvířat, vhodného jalko humusové hnojivo a podobně.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome these difficulties in the production of solid organic substrate from livestock manure, suitable humus fertilizer and the like.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že kysličník uhličitý, vznikající při termofiiní kompostací, je přiváděn do odseparovaných pevných látek.The essence of the process according to the invention is that the carbon dioxide produced by thermophilic composting is fed to the separated solids.

Přiklad zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese.An example of a device for carrying out the method according to the invention is shown schematically in the drawing.

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.The apparatus consists of a buffer tank 1, a saturator 2, a separation reactor 3, a mechanical sludge dewatering plant 5, a composting reactor 6 for continuous operation and a plant 7 for slurry biological treatment.

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.The equalization tank 1 is provided with a raw slurry inlet 11 connected to a channel 47 and a stirrer 45. The pump 13 is connected with its suction side to the equalization tank 1 and the discharge side via a line 15 to a flow regulator 14 and a mechanical separator 8 of coarse solids. The solids are collected by a conveyor 48 which opens into a conveyor 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.A pump 17 is connected to the sump 9 by suction side, the discharge line 18 of which is connected via a flow regulator 14 to the coagulation space 19 of the separation reactor 3. In the coagulation space 19 there is a stirrer 20. sludge, which is connected via line 23 via a separator 2 to a slurry biological treatment device 7. The separated sludge outlet 24 is connected via a line 25 via a positive displacement pump 28 to a mechanical sludge dewaterer 5. A blower outlet 43 is connected to the separated sludge on the discharge line 29 of the positive displacement pump 28 via line 46. The liquid drain 30 from the mechanical sludge dewaterer 5 is connected to a sump 9. The mechanical sludge dewaterer 5 is connected by a conveyor 31 to the upper part of the composting reactor 6. In the lower part, the composting reactor 6 is provided with a clearing cutter 34, which is provided with a discharge conveyor 35, on the one hand leading to the aforementioned conveyor 31, and on the other hand to a conveying means 36 for transporting the organic substrate.

Kompostovací reaktor 6 je pod vyklízecí frézou 34 opatřen porézním mezidneim 37, pod které je zaústěn vývod 38 dmychadla 39.The composting reactor 6 is provided below the clearing cutter 34 with a porous intermediate chamber 37 below which the outlet 38 of the blower 39 is connected.

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.The composting reactor 6 is hermetically sealed by a lid 40 provided with a gas outlet 41, which is connected via a duct 42 to the suction of the blower 43, the discharge side of which is connected via a duct 46 to a manifold 44 at the bottom of the saturator 2.

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.The described apparatus operates as follows. The raw slurry is collected in channel 47 from where it is fed via inlet 11 to the buffer tank 1. The pump 13 pumped the raw slurry to a mechanical separator via a discharge line 15 via a flow regulator. The liquid part of the slurry flows into the sump 9. To this sump 9, calcium hydroxide is added via a feeder 12 so that the pH of the slurry exceeds 10.5. The action of calcium hydroxide and high pH precipitates dissolved and colloidal substances from the slurry and disinfects them.

Kejda je z jímky 9 čerpadlem 17 přes regulátor 14 průtoku rovnoměrně čerpána potrubím 18 do koagulačního prostoru 19 separačního reaktoru 3.The slurry is pumped from the sump 9 by the pump 17 through the flow regulator 14 evenly through the line 18 to the coagulation space 19 of the separation reactor 3.

V koagulačním prostoru 19 dochází ke koagulaci pevné látky, která se ve formě kalu separuje od kejdy do spodní části separačního reaktoru 3.In the coagulation space 19 there is a coagulation of the solid which separates in the form of sludge from the slurry into the lower part of the separation reactor 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.The slurry after solid precipitation and separation is removed from the separation reactor 3 via a discharge line 22 to a saturator 2, where it is saturated with carbon dioxide supplied from a continuous composting reactor 6 via line 48 and said distributor 44 to a pH of about 7. the slurry flows into the device 7 for biological treatment of the slurry.

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.The sludge separated from the slurry is withdrawn via line 25 and pumped by a positive displacement pump 28 to a mechanical sludge dewaterer 5, the sludge being carbonated from the continuous composting reactor 8 via line 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.On the mechanical sludge dewatering 5, the sludge is further concentrated by dewatering. In the described example, the sludge dewatering is greatly facilitated by the sludge structure which is produced by the preparation of the sludge precipitated by calcium carbonate.

Kapalina odstraněná z kalu při odvodňování je vracena odvodem 30 do jímky 9.The liquid removed from the sludge during dewatering is returned via a drain 30 to the sump 9.

Odvodněný kal, který má již hodnoitu pH vhodnou pro kompostaci, je dopravován dopravníkem 31 do komipostovacího reaktoru 6, pracujícího kontinuálně.The dewatered sludge, which already has a pH value suitable for composting, is conveyed by a conveyor 31 to a co-composting reactor 6 operating continuously.

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.Before entering the composting reactor 6, a portion of the resulting organic substrate from the composting reactor 6 is admixed to the dewatered sludge in a suitable ratio, for example, which is recirculated and mixed with the dewatered sludge even in the mixer 32. The mixture thus formed is the entire surface of the composting reactor 6 through the scattering device 33.

Kompostování v kompostovacím reaktoru βComposting in a composting reactor 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.it takes place in a thermophilic mode at a high temperature of 70 to 80 ° C, at which the composting processes are very fast. For aerobic thermoflining composting processes, a blower 39 is blown into the space between the bottom and the porous meizidium 37, which, after passing through the layers of composted substrate, is sucked out by the blower 43 from the hermetically sealed top of the composting reactor 6 and blown through line 46 into distributor 44 in separator 2; The exhaust air passed through the composting reactor 8 contains a considerable amount of carbon dioxide, about 8%, generated by the aerobic composting processes. This amount of CO2 produced by composting is fully sufficient to neutralize the slurry in saturator 2 and saturate the sludge.

Po projití kontinuálním kompostovacím reaktorem 6 je pevný organický — huminový — substrát vybírán vyklízecí frézou 34, která se pohybuje nad porézním meziidinemAfter passing through the continuous composting reactor 6, the solid organic humic substrate is selected by a clearing cutter 34 that moves above the porous intermediate.

37, kterým je vháněn vzduch pro aerobní kompostování. Rovnoměrně odebíraný substrát je pak odvátděcím dopravníkem 35 dopravován jednak k dopravnímu prostředku37, through which air is blown for aerobic composting. The uniformly removed substrate is then conveyed by the conveying conveyor 35 to the conveying means

38, popřípadě do vhodného zásobního sila pro vyzrávání, jednak na dopravník 31, čímž dochází k recirkulaci. Recirkulovaná část substrátu zlepšuje funkci kompostovacího reaktoru 6.38, or into a suitable storage silo for maturing, on the other hand to the conveyor 31, whereby recirculation takes place. The recirculated portion of the substrate improves the function of the composting reactor 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.The described exemplary device and the method of its operation do not, of course, exhaust the full scope of application of the method according to the invention; It is possible, for example, to include a sludge pit between the separations of the reactor 3 and the mechanical sludge dewaterer 5. A portion of the carbon dioxide from the composting reactor into the well can then be introduced, so that it serves also to saturate the separated sludge with carbon dioxide, thereby lowering its pH and preparing it with calcium carbonate.

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.In addition to a temperature of 70 ° C to 80 ° C, an efficient compaction process requires neutralization of the acids produced by composting. The calcium carbonate built into the dewatered sludge in the described process, this is due to its buffering capacity. Non-decomposed calcium carbonate positively affects the structure of the product and contributes to its fertilizer value. Thus, virtually all of the calcium hydroxide used in the process is fully utilized and translates into product value.

Claims

A process for producing a solid organic substrate suitable as a humus fertilizer from livestock manure, wherein calcium hydroxide is added to the manure to precipitate dissolved and colloidal manure from the manure and to disinfect the manure, and to use manure separation and thermophilic composting. in that the carbon dioxide produced by thermophilic composting is fed to the separated solids.