CZ303821B6

CZ303821B6 - Organické hnojivo a zpusob jeho výroby

Info

Publication number: CZ303821B6
Application number: CZ20100778A
Authority: CZ
Inventors: Schulmann@Jan
Original assignee: Manetech, A.S.
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2013-05-15
Also published as: WO2012055379A4; JP2013545702A; SI2931680T1; GEP20146208B; JP5791728B2; ES2684326T3; EP2931680A1; CA2815086A1; CN103270003B; AU2011320453B2; HUE039238T2; AU2011320453A1; US9133067B2; CZ2010778A3; US20130199255A1; DK2931680T3; WO2012055379A1; EA028181B1; CA2815086C; UA110951C2

Abstract

Organické hnojivo na bázi prírodního lignocelulózového sorpcního materiálu obsahuje minimálne 35 %susiny, minimálne 25 % hmotn. organických látek a minimálne 20 % hmotn. humusu a minimálne 1,5 % hmotn. dusíku, vse vztazeno na vyrobené hnojivo, které je pripravitelné kompostací prírodního lignocelulózového sorpcního materiálu a tekutých odpadu, vybraných ze skupiny tvorené odpadní vodou z velkochovu hospodárských zvírat, z potravinárského prumyslu nebo kaly z cistíren komunálních odpadních vod, která obsahuje minimálne 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu hospodárských zvírat zhomogenizované s cinidlem, které obsahuje látky na bázi derivátu skrobu nebo celulózy, které soucasne zvysují tixotropii a povrchové napetí odpadní vody a separátory zabranující tvorbe shluku a zvysující rozpustnost derivátu skrobu nebo celulózy v odpadní vode z velkochovu hospodárských zvírat, pricemz konecný hmotnostní pomer pouzité odpadní vody vuci puvodnímu prírodnímu lignocelulózovému sorpcnímu materiálu se pohybuje v rozmezí 20 az 30 : 1. Kompostacní smes se provzdusnuje a biologicky se rozkládá pri pusobení aerobních bakterií minimálne ve ctyrech cyklech.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká organického hnojivá na bázi přírodních lignocelulózových sorpčních materiálů a tekutých odpadů, zejména ze zemědělské výroby, z velkochovů zvířat

Dosavadní stav

Organická hnojivá se v zemědělství používají odedávna. Rostlinné zbytky se rozkládají a vytvářejí humus. Humus zlepšuje výživu rostlin, pomalu do půdy uvolňuje dusík a fosfor a stopové prvky. Rozpouští půdní minerály, zlepšuje strukturu půdy, jímavost půdy pro vodu, jeho tmavá barva zlepšuje záhřevnost půdy.

Má daleko vyšší biologickou aktivitu než minerální hnojivá. Běžně se do půdy vpravuje hnůj což je směs slámy a výkalů ze živočišné výroby.

Práce s tímto materiálem i přes různou mechanizaci, která se dnes běžně používá, není příjemná pro nepříjemný zápach. Jeho využití je pouze v zemědělství. Tlením slámy v půdě, na kterém se podílejí různé mikroorganizmy, ale i různí červi, hmyz, jeho larvy vzniká v půdě humus.

V současné době se část rostlinných odpadů jako jsou sláma, seno, zelené zbytky z údržby zeleně a zahrad v obcích, odpady z kuchyní a domácností, čistírenské kaly, dřevní štěpky, piliny kompostují.

Při kompostování biologických převážně rostlinných materiálů se podporují aerobní procesy rozkladu.

Pro kvalitní rozklad kompostovaného materiálu je nutno dodržet základní pravidla správného kompostování, což je dostatečná vlhkost kompostu, přístup vzduchu, vhodný poměr mezi uhlíkem a dusíkem.

Vlhkostí kompostu se rozumí míra vlhkosti ve správném poměru se vzduchem. Přelitý kompost neumožňuje přístup vzduchu, kteiý ke svému životu potřebují aerobní mikroorganismy. Dochází jak k rozkladu kompostovaného materiálu anaerobním způsobem a vzniká nežádoucí zapáchající hnilobná hmota. Poměr C : N (uhlíku : dusíku) ovlivňuje intenzitu činnosti mikroorganizmů a dobu zrání kompostu a tvorbu humusových látek. Optimální je poměr C : N = 20 až 30 : 1.

Někdy se doporučuje přidávat do kompostu zemina, která může poutat vodu a zápach. Rostlinný materiál je vhodné před kompostováním dezintegrovat. Zlepší se tím přístup mikroorganizmů k rostlinnému materiálu a přístup kyslíku. Z důvodu přístupu kyslíku je důležité prohazování a homogenizování kompostového materiálu.

Fáze rozkladu kompostu trvá 3 až 4 týdny. Vlivem působení mikroorganizmů stoupá teplota kompostu na 50 až 70 °C a rozkládají se cukiy, škrob a bílkoviny vázané v organické hmotě. Během 4. až 10. týdne teplota klesá a kompost získává stejnoměrnou hnědou barvu a drobkovitou strukturu. Dnešní kompostámy zpracovávají zejména biologicky rozložitelné komunální odpady a drcené odpady z údržby zeleně v obcích a odpadní kal z čističek.

Problémy s likvidací tekutých odpadů s organickým znečištěním, zvláště pak kejdy - odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat jsou obecně známy. Tyto odpady jsou vážným provozním a ekologickým problémem a doposud neexistoval spolehlivý způsob pro jejich likvidaci resp. zpracování. Například odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat se doposud buď

-1 CZ 303821 B6 velkoplošně aplikuje rozvozem po polích, nebo se biologicky anaerobně zpracovává na bioplyn či aerobně čistí.

První zmíněný způsob je v zemědělské praxi nejčastěji používaný. Má však zcela zásadní ekologické i ekonomické nevýhody:

- kontaminuje organickými a anorganickými látkami velké plochy

- hrozí kontaminace vodních zdrojů

- zamořuje nepříjemných zápachem obrovské prostory

- většina výživových hodnot odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat je ztracena vyplavováním, což nutí k následnému hnojení průmyslovými hnojivý, která jsou také vyplavována a efekt využití živin, v nich obsažených je malý.

Anaerobní systémy jsou zpravidla spojeny s výrobou bioplynu ajsou investičně velice náročné.

Mimo investičních nákladů vyžadují tyto systémy nemalé provozní náklady.

Aerobní systémy jsou spojeny také s velkými investicemi do budování aerobních jímek a na pořízení aeračního zařízení. Hlavní nevýhodou těchto systémů je však jejich značná závislost účinnosti vyčištění organicky znečištěného tekutého odpadu na venkovní teplotě. V zimním období aerační technologie nepracují spolehlivě a dochází k nedokonalému vyčištění odpadu.

Podle patentu CZ 266 152 se na tyto vody působí aktivním uhlíkem, nebo v kombinaci s bentonitem. Podle CZ AO 190083 se na tyto odpadní vody působí iontoměniči. Podle patentu CZ 266 153 se působí hydroxidem nebo oxidem vápenatým.

Patent CZ 277 555 popisuje likvidaci odpadních vod zejména z potravinářského průmyslu a z chovu zemědělských zvířat, či komunálních odpadních vod. Spočívá v tom, že se odpadní vody zhomogenizují s látkami, zvyšujícími tixotropii a popřípadě s vodárenským aktivovaným kalem, načež se tato směs sorbuje v jedné nebo více dávkách na sorpčním materiálu za současné30 ho provzdušňování v hmotnostním poměru 8 až 10 dílů vody na 1 díl sorpčního materiálu. Jako sorpční materiál je vhodná sláma, dezintegrovaná dřevná hmota nebo zemědělské odpady.

Nevýhodou tohoto postupu, je nízký poměr likvidované odpadní vody ku sorpčnímu materiálu, kterýje pouze 8 až 10 : 1.

Podstata vynálezu

Podstatné výhody přináší organické hnojivo na bázi přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu, které podle vynálezu obsahuje minimálně 35 % sušiny, minimálně 25 % hmotn. organických látek a minimálně 20 % hmotn. humusu a minimálně 1,5 % hmotn. dusíku, vše vztaženo na vyrobené hnojivo. Organické látky jsou převážně tvořeny biologicky aktivním humusem vytvořeným mikrobiální činností, a je stanoven na základě stanovení organických látek totální oxidací směsí kyseliny sírové a chromové z množství C_ox přes přepočtový faktor 1,7.

Organické hnojivo podle vynálezu je připravitelné kompostací přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu a tekutých odpadů, vybraných ze skupiny tvořené odpadní vodou z velkochovu hospodářských zvířat, z potravinářského průmyslu nebo kaly z čistíren komunálních odpadních vod, která obsahuje minimálně 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu hospodář50 ských zvířat zhomogenizované s činidlem, které obsahuje látky na bázi derivátů škrobu nebo celulózy, které současně zvyšují tixotropii a povrchové napětí odpadní vody a separátory zabraňující tvorbě shluků a zvyšující rozpustnost derivátů škrobu nebo celulózy v odpadní vodě z velkochovu hospodářských zvířat, přičemž konečný hmotnostní poměr použité odpadní vody

-2CZ 303821 B6 vůči původního přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu se pohybuje v rozmezí 20 až

30: 1.

Přírodní lignocelulózový sorpční materiál je vybrán ze skupiny látek tvořených obilní slámou, řepkovou slámou, rýžovou slámou dezintegrovanou dřevní hmotou nebo městskými odpady nebo rostlinným odpadem z údržby obecní zeleně a ze zahrad, kukuřičnými oklasky nebo mořskými řasami.

Podíl přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu tvořený obilní slámou, řepkovou slámou nebo rýžovou slámou je s výhodou 70 % hmotn.

Látkou zvyšující tixotropii a povrchové napětí je s výhodou termicky upravený oxidovaný škrob v množství 360 až 450 g/1000 kg kejdy.

Vhodným separátorem je směs bentonitu a uhličitanu sodného.

Způsob výroby organického hnojivá podle vynálezu spočívá v tom, že se přírodní lignocelulózový sorpční materiál zkrápí odpadní vodou, směs přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu s odpadní vodou a s činidlem se provzdušňuje a biologicky se rozkládá při působení aerobních bakterií minimálně ve čtyřech cyklech, v prvním cyklu se odpadní voda v jedné nebo více dávkách nanáší na přírodní lignocelulózový sorpční materiál za současného míšení a provzdušňování v hmotnostním poměru 8 až 10 hmotnostních dílů vody na 1 hmotnostní díl přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu, po dosažení teploty minimálně 50 °C a po 2 až 4 týdnech působení aerobních bakterií se tato směs v druhém cyklu v jedné nebo více dávkách smísí s další odpadní vodou v celkovém hmotnostním poměru k původnímu přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu 6 až 8 : 1, za současného provzdušňování, po dalších 2 až 4 týdnech v závislosti na klimatizačních podmínkách, kdy kompostovaná směs dosáhla minimálně 50 °C se provede třetí cyklus, ve kterém se kompostovaná směs dále mísí sjednou nebo více dávkami odpadní vody v celkovém hmotnostním poměru k původnímu sorpčnímu materiálu 4 až 6 : 1 a čtvrtý cyklus, ve kterém se kompostovaná směs dále mísí sjednou nebo více dávkami odpadní vody v celkovém hmotnostním poměru 2 až 4 : 1, přičemž konečný hmotnostní poměr použité odpadní vody vůči původnímu přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu se pohybuje v rozmezí 20 až 30 : 1.

Způsob kompostace přírodních lignocelulózových sorpčních materiálů a tekutých odpadů podle vynálezu lze provádět kontinuálně kompostačními stroji, které drtí přírodní lignocelulózový sorpční materiál, míchají a dávkují odpadní vodu na přírodní lignocelulózový sorpční materiál za současného provzdušňování téměř kontinuálně a při minimálním kolísání teplot během každého cyklu a při minimálním hmotnostním poměru odpadní vody ku původnímu přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu 25:1.

Odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat se může mísit s odpadní vodou z potravinářského průmyslu nebo s odpadními kaly z čistíren komunální vody, které obsahují maximálně 0,01 % saponátů a dezinfekčních prostředků.

S výhodou je lignocelulózový sorpční materiál vybrán ze skupiny látek tvořených obilní slámou, řepkovou slámou, nebo rýžovou slámou. Tyto materiály mohou být až ze 30 % nahrazeny dezintegrovanou dřevní hmotou nebo městskými odpady nebo rostlinným odpadem z údržby obecní zeleně a ze zahrad, kukuřičnými oklasky nebo mořskými řasami.

Odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat je suspenzí nestrávených zbytků potravy ve vodní fázi. Její sušina je závislá na faktorech, jako je například druh potravy, technologie krmení a napájení apod. Obecně se pohybuje v rozmezí 8 až 15 % hmotn. u hovězího dobytka, 3 až 12 % hmotn. u prasat a 10 až 25 % hmotn. u drůbeže. Chemické složení je kvalitativně i kvantitativně proměnné. Důležité sloučeniny vzhledem k následnému hnojícímu efektu jsou obsaženy ve

-3CZ 303821 B6 všech. Jsou jimi hlavně močovina a z ní vyvíjející se amoniak. Dále fosfor, draslík, hořčík, vápník a organické látky.

Průvodním fyzikálním jevem je těkání amoniaku a některých organických látek, zvláště mast5 ných kyselin způsobujících jejich zápach. Chemické a fyzikální vlastnosti se mění s časem.

Na těchto změnách mají hlavně zásluhu probíhající mikrobiologické procesy. Čerstvá odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat má pH kolem 7. Obsahuje však enzym ureásu, která z močoviny uvolňuje čpavek. Společně se čpavkem unikají nízkomolekulámí mastné kyseliny způsobující její zápach.

Autoři vynálezu zjistili, že únik čpavku a mastných těkavých kyselin lze snížit přídavkem látek na bázi derivátů škrobu nebo celulózy, které současně zvyšují povrchové napětí, zvyšují tixotropii a hustotu a přilnavost odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat na sorpční materiál. Tyto látky jsou však velmi špatně dispergovatelné v kapalině a tím se zhoršuje i jejich rozpustíš nost. Proto autoři mísí tyto látky se separátory, jako jsou například bentonit a uhličitan sodný.

Funkci činidla, přidávaného do odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat, lze rozdělit do tří oblastí. Hlavní funkce spočívá v úpravě povrchového napětí a viskozity odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat, čímž dochází k výraznému zvýšení její vaznosti na sorpční materiál.

Druhou funkcí je vliv na mikroflóru v odpadní vodě z velkochovu hospodářských zvířat, konkrétně v dodání potřebných živin - polysacharidů pro rychlé pomnožení bakterií, potřebných pro aerobní fermentaci přírodních lignocelulózových sorpčních materiálů.

V neposlední řadě zvýšením povrchového napětí omezují uvedená činidla zápach, který provází zpracování odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat a snižují ztráty dusíku v podobě unikajícího čpavku.

Mikroorganismy, kterým bylo umožněno díky přidanému činidlu rychlé pomnožení, se na tomto živném médiu dále vyvíjí. Pracovat začínají zvláště druhy čeledi Bacterioidaceae a Peptococcaceae, které se vyznačují tím, že rozkládají celulózu. Tuto funkci plní i v trávicím traktu hospodářských zvířat. Množení těchto mikroorganismů je v počátečním stadiu podporováno přítomností kyslíku. Při fermentačním procesu na přírodním lignocelulózovém sorpčním materiálu dochází k rychlému zvýšení teploty a k redukci obsahu vody, neboť voda je jednak odpařována a jednak spotřebovávána množícími se mikroorganismy. Během fermentačního procesu dochází ke konverzi amoniakálního dusíku do organického komplexu a k mikrobiálnímu odbourávání ligninu z přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu za vzniku huminových kyselin.

Dále je nezbytné, aby alespoň 20 % zpracovaného množství odpadní vody z velkochovu hospo40 dářských zvířat nebylo starší dvou měsíců (30 % v zimních měsících), a to s ohledem na úspěšné proběhnutí fermentačního procesu a přeměnu odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat na hnojivý substrát. Se stářím odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat klesá rychlost štěpných mikrobiálních procesů asi o 30 % za každý den. U starší odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat dochází také ke ztrátám dusíku v důsledku odparu čpavku. Tento jev má pak vliv na nižší obsah dusíku ve výsledném organickém hnojivu a tím i na jeho hnojivový efekt.

Při první aplikaci odpadní vody na organické sorpční materiály, slámu, kukuřičné oklasky a piliny je poměr odpadní vody závislý na použitém sorpčním materiálu. V první fázi sycení se dosahuje poměrů 4 až 7 váhových dílů odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat na 1 díl pilin a v případě použití slámy, 7 až 10 dílů odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat ku 1 dílu slámy.

Přestože po prvním cyklu má směs již charakter hnojivá, zdaleka není sorpční nosič ještě rozložen. Po prvním cyklu a vytvoření humózních látek není jeho sorpční kapacita vyčerpána a lze na něj nadávkovat další odpadní vodu. Opakují se teplotní vrcholy 50 až 70 %, což znamená opako-4CZ 303821 B6 vanou destrukci patogenních a podmíněně patogenních mikroorganizmů a zničení semen plevelů, ale také zvýšení obsahu živin, zejména dusíku vázaného v organickém komplexu, z celkového obsahu dusíku tvoří amoniakální dusík méně než 3 %, a huminových kyselin, které vznikají za tepla rozkladem přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu. Vyšší obsah huminových kyselin umožňuje lepší přenos živin z půdy do rostliny. Některé frakce huminových kyselin vytvářejí s těžkými kovy vodou nerozpustné soli a zpomalují koloběh těžkých kovů v potravinovém řetězci.

Úpravou tixotropních vlastností odpadní vody se zvyšuje nejen její hustota, ale i přilnavost io k sorpčnímu materiálu. Výhodné jsou deriváty celulózy a škrobu.

Výsledné organické hnojivo lze neomezeně dlouho skladovat na polních složištích, může zcela nahradit nebo zásadně omezit používání běžných průmyslových hnojiv.

Při jeho aplikaci dochází ke zvýšení nárůstu zelené hmoty, minimálně o 20 až 25 % oproti standardnímu hnojení.

Organické hnojivo podle vynálezu při aplikaci do půdy obnovuje biologickou rovnováhu v půdě a množství humusu, zabraňují průsaku dusíkatých a jiných anorganických látek do spodních vod a udržují v půdě příznivou relativní vlhkost.

Během způsobu výroby organického hnojivá jsou fermentačním procesem ničena semena plevelů.

Způsob výroby organického hnojivá podle vynálezu umožňuje likvidaci odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat.

Převádí odpadní vodu z velkochovu hospodářských zvířat, resp. směs s odpadní vodou komunální na pevný substrát, během procesu zpracování odpadní vody se odstraňuje její nepříjemný zápach a veškeré živiny v ní obsažené zůstávají v pevném organickém hnojivu zachovány.

Organické hnojivo podle vynálezu se používá podle časových potřeb zemědělské praxe s nikoliv podle nezbytnosti likvidace odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat.

Výrobu organického hnojivá podle vynálezu lze lokalizovat v bezprostřední blízkosti velkochovu zvířat a umožňuje paralelně zpracovávat i jiné druhy tekutých odpadů s organickým znečištěním.

Příklady provedení vynálezu

Odpadní vody z velkochovu prasat se sušinou. 5 % se smísí se 400 g činidla na 1 tunu odpadní vody. Činidlo obsahuje 89 % hmotn. termicky upraveného oxidovaného škrobu 6 % hmotn. bentonitu a 5 % hmotn. uhličitanu sodného. Doba míchání odpadní vody s tixotropním činidlem trvala 2 h.

Zahuštěná odpadní voda z velkochovu prasat byla aplikována na řepkovou a obilnou slámu v poměru 10:1 za současného provzdušňování. Fermentační proces nastartoval po 27 h. Po čtyřech dnech, kdy teplota okolí byla 20 °C, dosáhla teplota uvnitř kompostu 62 °C. V dalším cyklu za současného provzdušňování byla na kompostovanou směs aplikována další odpadní voda v poměru 8:1, vztaženo na hmotnost původního sorpčního materiálu. Během 20 h opět teplota kompostované směsi stoupla na 65 °C. Po dalších 14 dnech za současného provzdušňování byla na kompostovanou směs aplikována další zahuštěná odpadní voda v poměru 5:1, vztaženo na hmotnost původního sorpčního materiálu. Po dalších třech týdnech byl zopakován další čtvrtý cyklus. Na kompostovanou směs byla aplikována další odpadní voda v poměru 4:1, vztaženo na hmotnost původního sorpčního materiálu. Celkem bylo na 1 hmotn. díl sorpčního

-5CZ 303821 B6 materiálu aplikováno 31 hmotn. dílů odpadní vody. 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu prasat ve druhém a čtvrtém cyklu bylo nahrazeno ostatní odpadní vodou ze zemědělského provozu a odpadní vodou z výroby bramborových lupínků.

Vyrobené organické hnojivo obsahovalo 37 % hmotn. sušiny, 25 % hmotn. organických látek a 22 % hmotn. humusu a množství dusíku bylo 2 % hmotn.

Je vhodné zpracovávat odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat do 14 dnů stáří, s ohledem na zachování jejich výživných hodnot. Míchání je zajišťováno čerpadly nebo míchadly. io Upravená odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat je převážena a aplikována na sorpční materiál velkokapacitními vozy. Promíchávání přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu s nastříkanou odpadní vodou z velkochovu hospodářských zvířat zajišťuje traktor s rotavátorem.

Pro manipulaci se sorbentem a také s výsledným substrátem je vhodný nakladač.

Míchání směsi lze realizovat přímo na poli a substrát skladovat přímo v místech jeho pozdější aplikace, neboť po promíchání směsi již nedochází k jakýmkoliv výluhům z odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat a celý proces může probíhat i v nepříznivých klimatických podmínkách (déšť, sníh, teploty do -15 °C). Je-li terén rozmočen nebo je jinak pro těžkou techniku nedostupný je vhodné realizovat proces vmíchání odpadní vody do sorbentu na zpevněné ploše, prázdné silážní jámě nebo na jiném podobném prostoru.

Během výroby organického hnojivá podle vynálezu lze do kompostované směsi přidat vápenec, popřípadě jiné půdní deficience v dané oblasti.

Příklad 2

Celý proces lze mechanizovat a převést až na téměř kontinuální. V takovém případě bude aplikace odpadní vody na přírodní lignocelulózový sorpční materiál probíhat téměř kontinuálně a kolísání teplot během každého cyklu bude minimální. Jako přírodní lignocelulózový sorpční materiál byla použita směs zemědělských a komunálních odpadů v hmotnostním poměru 1:1. Jako startér kompostačního procesu byla použita 100% odpadní voda z velkochovu prasat zhomogenizovaná s činidlem sestávajícím z modifikovaného, termicky upraveného škrobu, který obsahoval 3 % hmotn. bentonitu a 4 % hmotn. uhličitanu sodného jako separátory. Odpadní voda z velkochovu prasat byla dávkována po dobu jednoho dne v množství 2 tuny na 1 tunu přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu. Poté byly na kompostační směs dávkovány čistírenské kaly v hmotnostním poměru s odpadní vodou z velkochovu prasat 6 : 4 a v konečném množství odpadní vody : původnímu sorpčnímu materiálu v hmotnostním poměru 25:1.

Vyrobené organické hnojivo obsahovalo 35 % hmotn. sušiny, 25 % hmotn. organických látek a 20 % hmotn. humusu a množství dusíku bylo 2,5 hmotn., vztaženo na vyrobené hnojivo.

Efektivita kompostačního procesu závisí na fyzikálních vlastnostech sorpčního materiálu, například na velikosti jeho styčného povrchu se vzduchem a kapalinou, a na jeho chemickém složení.

Závisí silně na mikrobiálním i chemickém složení odpadní vody a v neposlední řadě i na počasí. Například dřevní štěpky mají menší styčný povrch než sláma a proces jejich degradace je pomalejší a komunální odpadní voda má nižší fermentační aktivitu než odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat.

Každý odběratel má reálné představy o objemu aplikace průmyslových hnojiv pod jednotlivé plodiny na typech půd, na kterých hospodaří. Na základě dosavadních zkušeností lze obecně doporučit ponechat asi do 5 % nyní používaného objemu průmyslových hnojiv a zbytek nahradit v poměru 1 : 8 až 10 organickým hnojivém, tj. 1 q průmyslových hnojiv lze nahradit 0,8 až 1 t organického hnojivá. Jak již bylo výše napsáno, lze připravit organické hnojivo „na míru“ dle specifických půdních požadavků a dosáhnout tak optimálního hnojivého efektu.

-6CZ 303821 B6

Výživářské pokusy prováděné v průběhu několika posledních let prokázaly vysokou výživnou hodnotu vznikajícího organického hnojivá a agrotechnické pokusy provedené v provozním měřítku výsledky přecházejících pokusů potvrdily zvýšení přírůstku zelené hmoty minimálně o 20 až

%.

Výhodou organického hnojívaje možnost volby různého zapravení a termínu aplikace. Organické hnojivo je možno zaorat, zapravit do půdy bez orby (kombinátorem, talířovými branami) nebo rozmetat na povrch bez okamžitého zapravení do půdy. Ztráty živin, hlavně dusíku, jsou při aplikaci dobře vyzrálého organického hnojivá minimální nebo žádné. Organické hnojivo je stabilizováno a dusík je až z 99 % vázán na organické látky.

Dosavadní devastace půdního fondu kombinovaným vlivem přehnojování průmyslovými hnojivý a velkoplošnou aplikací odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat dosahuje kritických rozměrů. Současně jsou kontaminovány vodní zdroje a je ohroženo celé vodní hospodářství v rozsáhlých oblastech.

Navržený způsob přípravy organického hnojivá představuje v tomto směru reálnou možnost odstranění negativních ekologických dopadů rozvozu odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat a přehnojování průmyslovými hnojivý současně. Využití substrátu k hnojení řeší efektivně dva palčivé ekologické problémy, vede k přirozené obnově půdního fondu a k odlehčení zátěže spodních vod.

Průmyslová využitelnost

Organické hnojivo na bázi přírodních lignocelulózových sorpčních materiálů a tekutých odpadů zejména z velkochovů hospodářských zvířat, a způsob jeho výroby je využitelný v zemědělství a v potravinářském průmyslu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Organické hnojivo na bázi přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu, vyznačující se tím, že obsahuje minimálně 35 % sušiny, minimálně 25 % hmotn. organických látek, minimálně 20 % hmotn. humusu a minimálně 1,5 % hmotn. dusíku, vztaženo na hmotnost vyrobeného hnojivá, které je připravitelné kompostací přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu a tekutých odpadů vybraných ze skupiny tvořené odpadní vodou z velkochovu hospodářských zvířat, potravinářského průmyslu nebo kaly z čistíren komunálních odpadních vod, která obsahuje minimálně 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat zhomogenizované s činidlem, které obsahuje látky na bázi derivátů škrobu nebo celulózy, které současně zvyšují tixotropii a povrchové napětí odpadní vody, a separátory zabraňující tvorbě shluků a zvyšující rozpustnost derivátů škrobu nebo celulózy v odpadní vodě z velkochovu hospodářských zvířat, přičemž konečný hmotnostní poměr použité odpadní vody vůči původnímu přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu se pohybuje v rozmezí 20 až 30 : 1.
2. Organické hnojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že přírodní lignocelulózový sorpční materiál je vybrán ze skupiny látek tvořených obilní slámou, řepkovou slámou, rýžovou slámou dezintegrovanou dřevní hmotou nebo městskými odpady nebo rostlinným odpadem z údržby obecní zeleně a ze zahrad, kukuřičnými oklasky nebo mořskými řasami.

-7CZ 303821 B6
3. Organické hnojivo podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že podíl přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu tvořený obilní slámou, řepkovou slámou nebo rýžovou slámou je 70 % hmotn.
5 4. Organické hnojivo podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že látkou zvyšující tixotropii a povrchové napětí je termicky upravený oxidovaný škrob v množství 360 až 450 g/1000 kg kejdy.

5. Organické hnojivo podle nároků laž4, vyznačující se tím, že separátorem je io směs bentonitu a uhličitanu sodného.
6. Způsob výroby organického hnojivá podle nároku 1, vyznačující se tím, že se přírodní lignocelulózový sorpční materiál zkrápí odpadní vodou, směs přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu s odpadní vodou a s činidlem se provzdušňuje a biologicky rozkládá při

15 působení aerobních bakterií minimálně ve čtyřech cyklech, přičemž v prvním cyklu se odpadní voda v jedné nebo více dávkách nanáší na přírodní lignocelulózový sorpční materiál za současného míšení a provzdušňování v hmotnostním poměru 8 až 10 hmotnostních dílů vody na 1 hmotnostní díl přírodního lignocelulózového sorpčního materiálu, po dosažení teploty minimálně 50 °C a po 2 až 4 týdnech působení aerobních bakterií se tato směs v druhém cyklu v jedné nebo

20 více dávkách smísí s další odpadní vodou v celkovém hmotnostním poměru k původnímu přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu 6 až 8 : 1, za současného provzdušňování, po dalších 2 až 4 týdnech v závislosti na klimatizačních podmínkách, kdy kompostovaná směs dosáhla minimálně 50 °C se provede třetí cyklus, ve kterém se kompostovaná směs dále mísí sjednou nebo více dávkami odpadní vody v celkovém hmotnostním poměru k původnímu sorpčnímu

25 materiálu 4 až 6 : 1 a čtvrtý cyklus, ve kterém se kompostovaná směs dále mísí sjednou nebo více dávkami odpadní vody v celkovém hmotnostním poměru 2 až 4 : 1 s tím, že konečný hmotnostní poměr použité odpadní vody vůči původnímu přírodnímu lignocelulózovému sorpčnímu materiálu se pohybuje v rozmezí 20 až 30 : 1.

30 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že kompostace přírodních lignocelulózových sorpčních materiálů a tekutých odpadů se provádí kontinuálně kompostačními stroji, které drtí přírodní lignocelulózový sorpční materiál, míchají a dávkují odpadní vodu na přírodní lignocelulózový sorpční materiál za současného téměř kontinuálního provzdušňování při minimálním kolísání teplot během každého cyklu a při minimálním hmotnostním poměru odpadní

35 vody ku původnímu přírodního lignocelulózovému sorpčnímu materiálu 25:1.