CZ33909U1 - Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie - Google Patents
Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie Download PDFInfo
- Publication number
- CZ33909U1 CZ33909U1 CZ2019-36739U CZ201936739U CZ33909U1 CZ 33909 U1 CZ33909 U1 CZ 33909U1 CZ 201936739 U CZ201936739 U CZ 201936739U CZ 33909 U1 CZ33909 U1 CZ 33909U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sludge
- fertilizer
- starter
- fertilizers
- soil
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims description 73
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims description 40
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims description 15
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 title claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 41
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 9
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 9
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 claims description 2
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 claims description 2
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 23
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 12
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 12
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 1
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate group Chemical group [N+](=O)([O-])[O-] NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011012 sanitization Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000004856 soil analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004016 soil organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B17/00—Other phosphatic fertilisers, e.g. soft rock phosphates, bone meal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C1/00—Ammonium nitrate fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D1/00—Fertilisers containing potassium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D5/00—Fertilisers containing magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D9/00—Other inorganic fertilisers
- C05D9/02—Other inorganic fertilisers containing trace elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie
Oblast techniky
Řešení se týká univerzálního složení pro přípravu poletovaného hnojivá na bázi upraveného čistírenského kalu z malých obcí technologií reed bed: 1) s přídavkem minerálních forem živin typ startér, 2) s přídavkem saturačního kalu (cukrovamické šámy) - typ fertilizér. Reed-bed technologie je pasivní odvodňovací kalové pole, jenž slouží k extenzivnímu odvodnění čistírenských kalů o obsahu sušiny do 5 % hmotn.
Dosavadní stav techniky
V současné době celosvětově narůstá problém s likvidací odpadů. Jejich druhotné využití je proto víc než žádoucí. Palčivým problémem malých obcí, které mají povinnost vybudovat čistírnu odpadních vod (ČOV) a kanalizaci pro veřejnou potřebu, je uplatnění upraveného kalu na obecní, popř. zemědělské půdě. Obcím často chybí kalová koncovka. Kal je tak často s vysokými náklady odčerpáván a převážen na velkou ČOV. Zemědělský podnik, pro který je upravený a stabilizovaný kal z ČOV hodnotným zdrojem organických látek, tak nemá možnost tento materiál využít. Zároveň je z pohledu efektivního využití všech materiálových zdrojů i poměrně málo zemědělců, kteří aplikují na půdu velmi kvalitní saturační kal z výroby cukru, tzv. šámu.
V praxi se tak stále nedaří využít materiálové zdroje přímo v místě jejich vzniku a z dlouhodobého hlediska takto prosazovat základní principy nízkouhlíkové ekonomiky.
Z pohledu ekonomiky zemědělského podniku je žádoucí aplikovat do půdy pouze hnojivá, které pokryjí veškeré nároky rostlin v dané vegetační sezóně a splňují veškeré legislativní požadavky spojené s jejich aplikací. V běžné zemědělské praxi se tak pro výživu rostlin využívá dominantně čistě minerálních forem hnojiv. Živina v minerální formě je sice pro rostlinu snadno dostupná, ale také velmi snadno rozplavitelná do vod. V půdním ekosystému minerální formy hnojiv narušují přirozenou rovnováhu a jsou příčinou eutrofizace vod. Naproti tomu čistě organická hnojivá sice významně stabilizují půdu vůči erozi, degradaci a podporují život v půdě, ale z pohledu zemědělské praxe jsou to hnojivá s pomalu uvolnitelnou živinou pro potřeby rostlin.
V duchu precizního zemědělství je optimální aplikovat hnojivo do půdy v ideálním případě do zóny růstu pěstované plodiny. Nicméně samotná aplikace hnojiv do půdy je v mnoha ohledech problematická. Zdroje organické hmoty mívají značnou vlhkost a často se shlukují. Hnojivá s vysokým obsahem Ca (zejména vápence) jsou silně hygroskopická a ucpávají dávkovači ústrojí. Čistě minerální formy hnojiv jsou kyselé, tudíž značně korozivní a způsobují opotřebení zemědělské mechanizace.
I právě kvůli těmto vlastnostem se v zemědělské praxi stále masivně využívá aplikace hnojiv na povrch půdu (nejčastěji rozmetadly), kdy jsou hnojivá vystavena klimatickým vlivům a ztrácí tak značnou část své nutriční hodnoty.
Podstata technického řešení
Uvedené nedostatky odstraňuje peletované hnojivo na bázi upraveného ČOV kalu technologií reed-bed, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že pelety mají průměru 8 mm, suroviny mají sušinu 75 až 80 % hmotn., přičemž je složeno ze základní směsi, startéru a fertilizéru, kdy 1 kg základní směsi obsahuje
- 1 CZ 33909 U1 kyselinu boritou H3BO3 molybdenan sodný Na2MoC>4 H2O dusičnan kobaltnatý Co (NChh.óFBO startér obsahuje dusičnan amonný NH4NO3 dihydrofosferečnan draselný KH2PO4 síran hořečnatý MgSCfiTJTO fertilizér obsahuje saturační kal z výroby cukru (šámu)
2,0 ± 0,5 g
0,05 ± 0,02g
0,2 g± 0,05;
150±10g 100±5g 50±5g;
200±20g.
Vývoj poletované formy hnojivá podle technického řešení reaguje na podnět zemědělského sektoru, kde právě poletovaná forma je žádoucí z pohledu zapravení hnojiv do půdy a dosáhlo se u něj nastavení optimálního složení živin a vlhkosti pro přípravu pelet.
Prvním stupněm k dosažení uplatnění upravených kalů na obecní, či zemědělské půdě je využití kalové koncovky, např. „Zařízení typu reed-bed pro odvodnění čistírenského kalu“. Následným krokem je příprava hnojiv podle technického řešení.
K tomuto účelu byly podle technického řešení nyní navrženy 2 typy hnojiv:
typ startér - univerzální směs 70 hmotn. % COV kalu a 30 hmotn. % čistých minerálních složek ve formě pelet do velikosti 8 mm uplatnitelné při jarní přípravě půdy typ fertilizér - směs 80 hmotn. % COV kalu a 20 hmotn. % vápnitého prekursoru (cukrovamické šámy) s přídavkem mikroprvků ve formě pelet do velikosti 8 mm uplatnitelné při podzimním zpracování půdy, kdy zdrojem organické hmoty pro obě matrice jsou výhradně upravené a stabilizované kaly z malých COV (do 1000 EO), pocházející z technologie reed-bed a pro které je provedena komplexní charakteristiku kalu.
Pro účely vzniku organické matrice je s výhodou využíváno tzv. reed-bed systému v stacionární, či mobilním kontejnerovém uspořádání. Principem technologie je gravitační odvodnění kalu v drenážní soustavě. Tekutý kal je řízené napuštěn do prostoru hydroizolovaného kalového pole, jenž je opatřeno drenážním a ventilačním potrubím. V drenážní vrstvě je nasázena mokřadní vegetace rákos obecný. Výsledné odvodnění kalu je tak kombinací gravitační filtrace skrze drenážní vrstvu a evapotranspirace mokřadní vegetace. Po několikanásobném plnění kalového poleje odvodňovaný kal uveden do režimu zrání, kdy společně s rostlinnými zbytky kompostuje. Dochází k mineralizaci a k významnému snížení obsahu patogenních mikroorganismů. Režim zrání by měl optimálně trvat půl až jeden rok. Po tomto cyklu je upravený, stabilizovaný a hygienizovaný kal odtěžen a katrován na sítech o průměru ok 40 až 80 mm. Jemná frakce je s výhodou využívána jako organická matrice pro přípravu hnojiv v peleto váné formě.
Poletované hnojivo typ startér podle technického řešení v sobě kombinuje vlastnosti organické hmoty (COV kalu) k stabilizaci minerální formy živin ve snaze zabránit jejich rozplavení. Složení hnojivá typ startér vychází z doporučené dávky makroprvků podle publikace Hlušek et Richter (2006), poměr jednotlivých prvků v novém hnojivu byl nastaven podle pravidel využitelnosti makro a mikroprvků v kompetici s N podle publikace Szabla (2009), dávkování nového hnojivá se řídí pravidly agronormativu podle české vyhlášky 377/2013 Sb. „o skladování a způsobu používání hnojiv” vydané Ministerstvem zemědělství v aktuálním znění. Na základě těchto přístupů se podařilo připravit relativně stabilní nové hnojivo s krátkým poločasem
-2 CZ 33909 U1 uvolnění potřebných živin ve prospěch rostlin, které se dobře dávkuje do půdy běžnými zemědělskými stroji.
Poletované hnojivo typ fertilizér podle technického řešení v sobě kombinuje vlastnosti organické hmoty (COV kalu) a vápnitého prekursoru. Kombinace těchto dvou složek je v zemědělství již řadu let ozkoušena. Jako výhodný zdroj vápnitého prekursoru se ukázalo využití saturačního kalu z výroby cukru (neboli šámy). Sáma obsahuje kromě sraženého CaCO , (75 až 77 % hmotn. v suš.) i další vysrážené soli, zejména MgO (až 4 % hmotn.), a zejména vysokomolekulámí koagulované necukry (1,1 až 1,7 % hmotn. v suš.), (Šárka 2008). Šáma je zdrojem sacharózy (až 4 % hmotn. v suš.), což pozitivně působí na rozvoj mikrobiální složky půd (Richter et Hlušek, 1994). Aplikace šámy vzhledem k vysokému podílu necukrů má výrazně pozitivní vliv na rozvoj půdně mikrobiálního společenstva, což vede nejen k posílení půdní struktury, ale i k rozvoji půdních mikroorganismů a tím k zlepšení „zdraví půdy“.
Výhoda technického řešení spočívá především v nastavení optimálního složení a vlhkosti vstupujících materiálů k efektivní výrobě pelet o průměru 8 mm uzpůsobených k aplikaci do zóny růstu plodin.
Značný progres pro průmyslové využití technologie výroby pelet může mít logické propojení provozu COV a bioplynové stanice (BPS). Zbytkové teplo z výroby bioplynu může být využito k dosoušení a hygienizaci matrice COV kalu. Tyto predispozice mohou významným způsobem nastartovat i výrobu hnojiv na bázi COV kalu.
Pro přípravu pelet je možné s výhodou využít nejen materiály upravených COV kalů, ale i separátu z technologie anaerobní digesce, nebo kompostů z biomasy. K stabilizaci organické matrice vápnitým prekursorem je možné využít nejen zdrojů šámy, ale i běžně dostupných zdrojů vápence, popř. betonových kalů.
Kombinací principů předcházení vzniku odpadů (využití technologie odvodnění kalu z COV reed-bed systému) s principy precizního zemědělství (výroby organo-minerálních hnojiv) mohou v konečném důsledku vést k výrazným ekonomickým úsporám nejen pro zemědělský subjekt, ale také pro rozpočty měst a obcí.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Poletované hnojivo startér podle technického řešení bylo připraveno z upraveného a 3 roky vyzrálého kalu (reed-bed technologie) z provozu kořenové COV v Dražovicích. Kal byl vysušen na průmyslové sušárně při teplotě 75 °C po dobu 8 h. Pro přípravu směsného hnojivá startér bylo využito 70 hmotn. % vysušeného kalu (vlhkost 16,1 ± 1,3 % hmotn.) a 30 % hmotn. minerálního podílu (směsné vlhkosti 10 % hmotn.). Univerzální složení minerálního podílu bylo připraveno ze 150 g/kg NH4NO3, 100g/kg KH2PO4, 50 g MgSO4.7H2O, 2 g/kg H3BO3, 0,05 g/kg Na2MoO4.H2O a 0,2 g/kg Co(NO3)2.6H2O. Aplikace mikroprvků (Co, B, Mo) je do směsi vpravena v tekuté formě. Výsledná směs o vlhkosti 14,2 % hmotn. byla dovlhčena přídavkem 70 g H2O/kg do směsi na vlhkost 21,2 ± 1,1 % hmotn. Směs byla v uzavřené nádobě v průběhu 1 týdne 2 x promíchána k dosažení homogenizace směsi.
Takto připravenou směs bylo možno poletovat na matrice 0 8 mm (v našem případě byl využit peletovací lis Cronimo MP 150). Výsledný produkt po peletování měl aktuální vlhkost 16,9 ± 0,2 % hmotn. Zmetkovitost byla 33 %.
Poletované hnojivo fertilizér podle technického řešení bylo připraveno z 80 hmotn. % upraveného a volně sušeného čistírenského kalu z reed-bed technologie lokality Dražovice
-3 CZ 33909 U1 (o vlhkosti 16,1 ±1,3 % hmota.) a smícháno s 20 hmota. % saturačního kalu z cukrovaru Dobrovice (vlhkost 33,1 ± 1,3 % hmota.) a roztoku mikroprvků (2 g/kg H3BO3, 0,05 g/kg Na2MoC>4.H2O a 0,2 g/kg CofNChh.bFLO). Vzniklá směs (vlhkost 19,4% hmota.) byla dovlhčena roztokem mikroprvků ve 40 g FFO/kg směsi na vlhkost 23,4 ± 1,3 %. hmota. Směs byla v průběhu 1 týdne 2 x promíchána k dosažení homogenizace směsi.
Takto připravenou směs bylo možno poletovat na matrice 0 8 mm (v našem případě byl využit peletovací lis Cronimo MP 150). Výsledný produkt po peletování měl aktuální vlhkost 15,8 ± 0,1 % hmota. Zmetkovitost 35 %.
Rozsah vlhkosti obou připravovaných matric pro výrobu pelet o 0 8 mm byl stanoven na 20 až 25 % hmota. Zmetkovitost se v uvedeném rozsahu vlhkosti pohybuje v rozmezí 28 až 35 %. Poletované matrice ztrácí při peletování 4 až 8 % hmota, vlhkosti. K prachovitému podílu je proto vhodné dodat 4 až 6 % hmota, vody, což je 40 až 60 ml/kg, a materiál znovu peletkovat. Tímto postupem lze při opakovaném stočení dosáhnout efektivity peletkování až 90 %. Bez přidání vlhkosti téměř 80 %.
Poznámka
Při výrobě pelet nižších rozměrů je potřeba počítat s nižší hodnotou vstupní vlhkosti a vyšší zmetkovitosti. Orientační rozsah vstupní vlhkosti pro výrobu pelet o 0 6 mm je 15 až 20 % hmota.; při 0 4 mm je 10 až 15 % hmota.
Výsledky chemické analýzy připravených poletovaných hnojiv podle technického řešení:
Z pohledu výsledků mikrobiologických parametrů (Tabulka 1) požadovaných vyhláškou č. 437/2016 Sb. „o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské půdě“ vydané Ministerstvem životního prostředí ve spolupráci s Ministerstvem zemědělství a Ministerstvem zdravotnictví, jsou obě poletované matrice hnojiv, jak startér (S1), tak fertilizér (Fl) pod limitem. Materiál je tedy možné uplatnit na zemědělské půdě.
-4 CZ 33909 U1
Tabulka 1
Výsledky mikrobiologických parametrů a jejich srovnání s vyhláškou č. 437/2016 Sb.
| Označeníanalýzy | jednotka | Vstupníkalová směs | Finální materiál z reedbedu | Finální materiál z reedbedu sítovaný | Startér S1 | Fertilizér F1 | Limitníhodnoty (vyhláška č. 437/2016 Sb.) |
| Enterokoky | KTJ/g sušiny | 6880000 | 2060 | 162 | 0 | 0 | 5vz. <1000 |
| Escherichia coli | KTJ/g sušiny | 1870000 | 8260 | 162 | 0 | 0 | |
| Fek. kolif. bakt. | KTJ/g sušiny | 2530000 | 26800 | 324 | 0 | 0 | 5vz. <1000 |
| Salmonely | nález v50g | negativní | negativní | ||||
| Kultiv. MO při 22 °C | KTJ/g sušiny | 1990 000000 | 80 500000 | 140 000000 | 1240 000 | 12 000 000 | |
| Kultiv. MO při 36 °C | KTJ/g sušiny | 486 000 000 | 78 400000 | 76 200000 | 688 000 | 8 940000 | |
| VL ztráta žíháním | % | 60,2 | 30,4 | 28,8 | 39,4 | 29,8 | |
| Sušina | % | 8,70 | 48,5 | 57,5 | 88,2 | 87,3 | |
| ce 1 kový P | mg/kg | 5600 | 11000 | 11000 | 33000 | 13000 | |
| Na | mg/kg | 640 | 520 | 610 | 470 | 610 | |
| K | mg/kg | 1800 | 2800 | 4300 | 34000 | 4100 | |
| Ca | mg/kg | 22000 | 56000 | 52000 | 35000 | 70000 | |
| Mg | mg/kg | 2800 | 5900 | 6200 | 11000 | 6600 | |
| AI | mg/kg | 6000 | 14000 | 19000 | 12000 | 18000 | |
| As | mg/kg | <4,5 | 6,0 | 6,5 | 4,4 | 7,3 | 30 |
| Be | mg/kg | 0,27 | 0,68 | 0,82 | 0,56 | 0,78 | |
| Cd | mg/kg | 0,50 | 0,97 | 0,94 | 0,73 | 0,96 | 5 |
| Co | mg/kg | 7,6 | 6,7 | 7,3 | 49 | 7,4 | |
| Cr | mg/kg | 20 | 39 | 47 | 36 | 48 | 200 |
| Cu | mg/kg | 99 | 220 | 210 | 170 | 210 | 500 |
| Fe | mg/kg | 6900 | 19000 | 20000 | 15000 | 27000 | |
| Hg | mg/kg | 0,28 | 0,75 | 0,78 | 0,58 | 0,55 | 4 |
| Mo | mg/kg | 1,8 | 3,1 | 3,1 | 26 | 3,8 | |
| Mn | mg/kg | 110 | 320 | 340 | 240 | 360 | |
| Ni | mg/kg | 15 | 32 | 30 | 22 | 29 | 100 |
| Pb | mg/kg | 12 | 36 | 39 | 36 | 44 | 200 |
| V | mg/kg | 14 | 32 | 40 | 26 | 40 | |
| Zn | mg/kg | 550 | 1100 | 1100 | 800 | 1000 | 2500 |
V rámci přípravy obou poletovaných matric bylo připraveno teoretické složení základních makroprvků obou připravovaných hnojiv (Tabulka 2 a 3).
Teoretické prvkové složení směsi hnojivá typu startér uvádí Tabulka 2.
Tabulka 2
Teoretické prvkové složení směsi startér
| Startér | [%] |
| C | 12,8 |
| N | 6,6 |
| P | 2,5 |
| K | 3,3 |
| Ca | 0,9 |
| Mg | 0,6 |
| S | 0,7 |
Teoretické prvkové složení směsi hnojivá u hnojivá typu fertilizér uvádí Tabulka 3.
Tabulka 3
Teoretické prvkové složení směsi fertilizér
| Fertilizér | [%] |
| C | 15,3 |
| N | 1,8 |
| P | 0,2 |
| K | 0,4 |
| Ca | 1,9 |
| Mg | 0,2 |
| S | 0,1 |
Skutečné prvkové složení peletovaných hnojiv bylo ověřeno v akreditované laboratoři Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půdy, v.v.i., Praha, CZ, jak uvádí Tabulka 4. Protokol o měření je součástí Přílohy č. 1.
Tabulka 4
Prvkové složení matrice typu startér a fertilizér
| Označení analýzy | jednotka | Startér S1 | Fertilizér F1 |
| PRUM ± SM | PRUM ± SM | ||
| pH H2O | 5,30 ± 0,00 | 7,21 ± 0,01 | |
| pH KCI | 5,26 ± 0,00 | 7,13 ± 0,01 | |
| sorpce T (CEC) | mmor/lOOg | 32,85 ± 0,34 | 46,70 ± 0,33 |
| n/no3 | mg/kg | 3,05 ± 0,03 | 0,12 ± 0,00 |
| n/nh4 | mg/kg | 2,40 ± 0,01 | 0,06 ± 0,01 |
| Ntot | % | 3,71 ± 0,23 | 1,44 ± 0,02 |
| Cox | % | 7,66 ± 0,26 | 10,79 ± 0,10 |
| humus | % | 13,18 ± 0,44 | 18,55 ± 0,16 |
| Q(472/644) | 5,5 ± 0,0 | 6,0 ± 0,0 | |
| C-hws | % | 0,44 ± 0,02 | 0,32 ± 0,00 |
| přístupný Ca | % | 1,84 ± 0,03 | 3,67 ± 0,02 |
| přístupný K | % | 2,85 ± 0,05 | 0,09 ± 0,00 |
| přístupný Mg | % | 0,66 ± 0,01 | 0,16 ± 0,00 |
| přístupný P | % | 2,08 ± 0,01 | 0,12 ± 0,00 |
| vázaný K | % | 0,30 ± 0,00 | 0,30 ± 0,03 |
| vázaný Mg | % | 0,92 ± 0,00 | 0,57 ± 0,00 |
| vázaný Ca | % | 3,39 ± 0,10 | 6,69 ± 0,07 |
| vázaný P | % | 3,07 ± 0,03 | 1,25 ± 0,01 |
| vázaný Fe | % | 1,38 ± 0,00 | 2,47 ± 0,03 |
| vázaný Co | mg/kg | 40,06 ± 0,01 | 6,39 ± 0,03 |
| vázaný Mn | mg/kg | 197 ± 0 | 288 ± 2 |
| vázaný Mo | mg/kg | 26,84 ± 0,27 | 3,61 ± 0,02 |
| vázaný Zn | mg/kg | 798 ± 18 | 966 ± 36 |
Jak ukazuje Tabulka 4, výsledné prvkové složení obou připravených matric se částečně liší od teoretického složení. Z pohledu hnojivého účinku matrice typu startér matrice obsahuje téměř polovinu obsahu N v amonné formě (N NIV), což je značně pozitivní. Obsah amonné a nitrátové formy N (5,45 %) se blíží teoretické hladině 6 % N. Odpovídající je i obsah přístupného P 2,08 % ίο (teor. 2,5%), přístupného K2,85% (teoreticky 3,3%) a Mg 0,66% (teor. 0,6%).
Nezanedbatelný je i vysoký obsah přístupného P, který dosahuje požadovaných 2,1 % (teor. 2,5 %.).
V matrici typu fertilizér už tolik nezávisí na odpovídajícím prvkovém složení, zde jsou podstatné 15 vlastnosti popisující kvalitu půdní organické hmoty, především obsah humusu, který tvoří 18 %, kvalita huminových složek Q4/6, která je vysoce nad hranicí 4 oddělující kvalitní huminové složky a zejména vysoký obsah snadno rozložitelných C složek (Chws). Obsah Ca v matrici se pohybuje v okolí 4 %.
-7 CZ 33909 U1
Možný rozsah prvkového složení matrice hnojiv
Rozsah chemického složení obou hnojiv podle technického řešení může v rámci přípravy značně kolísat. Důvodem je: 1) variabilní prvkové složení COV kalu, jak ukazuje publikace Černý (2009) a 2) rozsah vstupních parametrů z cukrovamického kalu (šámy), jak ukazuje publikace Šárka (2008). Rozsah prvkového složení u hnojivá typu startér se ohledem na minimální vstupy z organické matrice kalu odhaduje na max. 5 %. Ale rozsah prvkového složení u peletované matrice typu fertilizér může s ohledem na charakter obou kalů variovat až v rozsahu 20 % v závislosti na původu vstupních surovin.
Doporučené dávkování poletovaných hnojiv podle technického řešení
Dávkování startéru - hnojivo obsahuje vysoký podíl snadno využitelných forem N. Doporučená dávka je 1,0 až 1,5 násobek doporučené dávky NPK, jak ukazuje následující Tabulka 5.
Tabulka 5
Doporučení dávkování hnojiv s obsahem NPK
| kultura dávka | v kg/ha |
| Pšenice | 150-250 |
| Ječmen, oves, žito | 400-600 |
| Řepka oz. | 500-800 |
| Okopaniny | 400-500 |
| Louky, pastviny | 300-400 |
| Zelenina | 400 - 500 |
Dávkování fertilizéru je odvislé od potřeby vápnění (viz. Agronormativ - Zákon č. 156/1998 Sb., o hnojivech, Vyhláška č. 275/1998 Sb., o agrochemickém zkoušení zemědělských půd). Efektivní dávku k revitalizaci „vyspravení“ pozemku s ohledem na efektivitu zapravení PPL do půdy je navrhována 1,5 tun/ha.
V Příloze 1 je prilžen Výsledek rozboru půd přihlašovatelem z 27.9.2019.
Průmyslová využitelnost
Nová poletovaná hnojivá na bázi ČOV kalu z reed bed technologie, jsou vyráběny ve formě pelet o průměru 8 mm. Pro přípravu pelet je nutné připravit materiál o sušině 75 až 80 % hmotn. Právě poletovaná forma hnojivá umožní jeho snadnou skladovatelnost a aplikovatelnost pomocí zemědělské mechanizace přímo do zóny růstu konkrétních plodin.
Průmyslové využití organo-minerálního hnojivá typu startér je určeno pro komplexní výživu konvečních plodin. Hnojivo je využitelné místo standartní dávky NPK při jarní přípravě pozemku. Pouze peletované organominerální hnojivo, které pokryje kompletní nároky zemědělských plodin a které bude aplikovatelné běžnou zemědělskou mechanizací, bude na trhu s hnojivý konkurenceschopné.
Půdně pomocná látka na bázi upraveného čistírenského kalu a saturačního kalu z výroby cukru typ fertilizér je určeno primárně k podzimní aplikaci na zemědělskou půdu a má sloužit k obnově půdní struktury. Technologie výroby pelet kombinující organickou hmotu a vápnitý prekursor se může stát při správné aplikaci významným prostředkem k revitalizaci půd.
-8 CZ 33909 U1
Vysvětlení zkratek
ČOV - Čistírna Odpadních Vod - zařízení, ve kterém dochází k čištění odpadních vod
EO - Ekvivalentní Obyvatel - standardní jednotka, která vyjadřuje průměrného člověka denně produkujícího 150 litrů odpadních vod a organické znečištění odpovídající 60 g BSK5.
PPL - půdně pomocné látky
CaCO , - uhličitan vápenatý
MgO - oxid hořečnatý
N - dusík
Ca - vápník
P - fosfor
Mg - hořčík
K - draslík
NPK - minerální hnojivo většinou granulované s definovaným poměrem N, P2O5 a K2O.
Literatura:
RICHTER, R. - HLUŠEK, J., 1994. Výživa a hnojení rostlin (I. obecná část). VŠZ v Brně, 177 s. ISBN 80-7157-138-5
SZABLA K. (2009). Szkólkarstwo kontenerowe: nowe technologie i techniki w szkólkarstwie lesným, Centrum Informacji Lasów Paůstwowych, 2009, ISBN: 8389744805, 9788389744807
HLUŠEK, J., RICHTER, R. (2006). Bilance živin v rostlinné výrobě ČR a potřeba hnojení. Racionální použití hnojiv - sborník z konference, ISBN 978-80-213-2006-2
ČERNÝ, Jindřich: Využití odpadů z ČOV jako zdroje organických látek a živin. https://biom.cz/cz/projekty/konference-racionalni-pouziů-hnojiv-2009
ŠÁRKA, E. 2008. Saturační kal-možnosti použití a vlastnosti. Listy Cukrovamické a Repařské 124(12) 2008, s. 349-357.
Claims (3)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Poletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie, vyznačující se tím, že pelety mají průměru 8 mm, suroviny mají sušinu 75 až 80 % hmota., přičemž je složeno ze základní směsi, startéru a fertilizéru, kdy 1 kg základní směsi obsahuje kyselinu boritou H3BO3 2,0 ± 0,5 g-9 CZ 33909 U1 molybdenan sodný Na2MoC>4 H2O dusičnan kobaltnatý Co (NChh.óFLO startér obsahuje
- 5 dusičnan amonný NH4NO3 dihydrofosferečnan draselný KH2PO4 síran hořečnatý MgSCC.VFLO afertilizér obsahuje
- 10 saturační kal z výroby cukru (šámu)0,05 ± 0,02g0,2 g± 0,05;150±10g 100±5g 50±5g;200±20g.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36739U CZ33909U1 (cs) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36739U CZ33909U1 (cs) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ33909U1 true CZ33909U1 (cs) | 2020-04-14 |
Family
ID=70278813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36739U CZ33909U1 (cs) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ33909U1 (cs) |
-
2019
- 2019-10-11 CZ CZ2019-36739U patent/CZ33909U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abbasi et al. | Microbial biomass carbon and nitrogen transformations in a loam soil amended with organic–inorganic N sources and their effect on growth and N-uptake in maize | |
| CN101817702A (zh) | 桃专用生物有机肥及其制备方法 | |
| CN105906458A (zh) | 一种土壤改良缓释复合肥及其制备方法 | |
| CN101747119B (zh) | 一种具备土壤改良作用的大豆专用肥及其制备和应用 | |
| CN106220265A (zh) | 一种具有广谱肥效的土壤改良剂 | |
| Abou-El-Hassan et al. | Enhancing organic production of cucumber by using plant growth promoting rhizobacteria and compost tea under sandy soil condition | |
| CN108541522B (zh) | 一种酸性矿区排土场植被恢复方法 | |
| Yadav et al. | Effect of continuous application of organic and inorganic sources of nutrients on chemical properties of soil | |
| RU2165401C1 (ru) | Комплексное органоминеральное удобрение | |
| CN104058824A (zh) | 一种多营养适应性强的复合包膜肥料及其制备方法 | |
| CN103232303A (zh) | 一种果树专用生物有机肥及其制备方法 | |
| CN110157442B (zh) | 一种修复镉铜污染土壤的钝化材料及其联合农艺措施的修复方法 | |
| US9382166B1 (en) | Plant nutrient composition | |
| Khafaga et al. | EFFECT OF FOLIAR APPLICATION WITH ASCORBIC, HUMIC ACIDS AND COMPOST TEA ON NUTRIENTS CONTENT AND FABA BEAN PRODUCTIVITY UNDER SANDY SOIL CONDITIONS. | |
| RU2664296C1 (ru) | Экочернозём обогащённый, концентрированный почвенный раствор обогащённый, способ и устройство для их получения | |
| CN109071369A (zh) | 矿物肥料 | |
| CN100387553C (zh) | 利用赤霉菌培养基废渣生产颗粒商品有机肥技术 | |
| CZ33909U1 (cs) | Peletované hnojivo na bázi ČOV kalu z reed bed technologie | |
| Abd-Eladl et al. | Bean yield and soil parameters as response to application of biogas residues and ammonium nitrate under different water requirements | |
| Iqbal et al. | Impact of rock phosphate enriched compost and phosphorus solubilizing bacteria on maize growth and nutrient uptake | |
| Neupauer et al. | Effect of vermicompost and Lumbricus terrestris on soil parameters and maize growth | |
| CN105859481A (zh) | 一种湖滩地土壤调理剂 | |
| RU2750665C1 (ru) | Агротехническая композиция с магнитными свойствами | |
| CN1872817A (zh) | 能够增加土壤营养的有机复合肥 | |
| Kusuma et al. | Improvement of some chemical properties of an Ultisol of East Kalimantan through application of combined coal fly ash and oil palm empty fruit bunch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200414 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20231011 |