PL194103B1 - Sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych, polegający na zmieszaniu osadów z oczyszczalni ścieków z innymi materiałami odpadowymi, ewentualnie środkami wiążącymi uplastyczniającymi oraz środkami aktywującymi i nawozami potasowymi, następnie granulowaniu i sezonowaniu, znamienny tym, że odwodniony do zawartości wilgoci poniżej 70% osad z oczyszczalni ścieków miesza się z popiołem lotnym z kotłów węglowych w stosunku wagowym przeliczonym na suchą masę od 2 : 1 do 1 : 5, środkiem wiążącym i uplastyczniającym w ilości 0 - 20%, środkiem aktywującym w ilości 0 - 3% oraz znanym nawozem potasowym w ilości 0 - 5%, przeliczonymi na suchą masę mieszaniny osadowo-popiołowej, po czym wytworzoną mieszaninę poddaje się granulacji, korzystnie na granulatorze talerzowym, do uzyskania granul o uziarnieniu 0,5 - 5 mm, a następnie sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych.

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)194103 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 345552 (51) Int.Cl.

C05F 7/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 30.01.2001 (54)

Sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.08.2002 BUP 17/02	(73) Uprawniony z patentu: Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze,PL (72) Twórca(y) wynalazku: Krystyna Kubica,Zabrze,PL Stefan Kubica,Zabrze,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	Jolanta Robak,Zabrze,PL
30.04.2007 WUP 04/07	Marek Ściążko,Katowice,PL Franciszek Topa,Radzionków,PL Alfred Tramer,Gliwice,PL

⁽⁵⁷⁾ 1. Sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych, polegający na zmieszaniu osadów z oczyszczalni ścieków z innymi materiałami odpadowymi, ewentualnie środkami wiążącymi uplastyczniającymi oraz środkami aktywującymi i nawozami potasowymi, następnie granulowaniu i sezonowaniu, znamienny tym, że odwodniony do zawartości wilgoci poniżej 70% osad z oczyszczalni ścieków miesza się z popiołem lotnym z kotłów węglowych w stosunku wagowym przeliczonym na suchą masę od 2 : 1 do 1 : 5, środkiem wiążącym i uplastyczniającym w ilości 0 - 20%, środkiem aktywującym w ilości 0 - 3% oraz znanym nawozem potasowym w ilości 0 - 5%, przeliczonymi na suchą masę mieszaniny osadowo-popiołowej, po czym wytworzoną mieszaninę poddaje się granulacji, korzystnie na granulatorze talerzowym, do uzyskania granul o uziarnieniu 0,5 - 5 mm, a następnie sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych.

PL 194 103 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych z osadu oczyszczalni ścieków i innych materiałów odpadowych, zwłaszcza powstających podczas spalania węgli kamiennych.

Ochrona środowiska, zwłaszcza wód powierzchniowych, wymaga intensyfikowania procesu oczyszczania ścieków, a co za tym idzie - utylizacji lub zagospodarowania powstających w tych procesach odpadów - osadów ściekowych. Znaczna część osadów ściekowych składowana jest na terenach oczyszczalni, na których powstają, lub na składowiskach odpadów komunalnych. Ograniczona pojemność składowisk komunalnych oraz rosnące wymagania związane z ochroną środowiska powodują, że trwają intensywne poszukiwania innych metod unieszkodliwiania lub zagospodarowania osadów ściekowych. Szczególne znaczenie mają metody, które oprócz likwidacji uciążliwego odpadu dają również dodatni efekt ekonomiczny, wynikający z jego gospodarczego zużytkowania.

Aktualnie niewielka część tego odpadu jest utylizowana metodami termicznymi lub wykorzystana przyrodniczo zwłaszcza do rekultywacji terenów zdegradowanych. Agrotechniczne wykorzystanie osadów ściekowych ze względu na ich glebotwórcze i nawozowe walory, wynikające z dużej zawartości substancji organicznej, mikroelementów oraz azotu, fosforu i magnezu jest szczególnie uzasadnione.

Znanych jest szereg metod wykorzystania osadów ściekowych jako czynnika nawozowo - rekultywacyjnego. Jednym ze sposobów jest bezpośrednie nanoszenie ustabilizowanych osadów ściekowych o konsystencji płynnej, mazistej lub ziemistej na teren ich wykorzystania. Stosowane metody bezpośredniej aplikacji osadów ściekowych na miejsce ich stosowania podzielić można na powierzchniowe (rozpryskiwanie osadów płynnych, rozrzucanie osadów mazistych i ziemistych, rozpryskiwanie osadów płynnych zmieszanych z nasionami, tzw. hydroobsiew) lub dogruntowe (wstrzykiwanie osadów płynnych lub półpłynnych do gruntu na określoną głębokość). Innym znanym sposobem wykorzystania nawozowo - rekultywacyjnych zalet osadów ściekowych jest ich kompostowanie z zieloną masą roślinną lub organicznymi odpadami komunalnymi.

Ograniczone stosowanie osadów ściekowych w agrotechnice wynika głównie z ich własności fizycznych, bowiem wytworzone w oczyszczalni osady stanowią galaretowatą masę o zawartości wody dochodzącej do 90%. Transport takiej masy, zwłaszcza na większą odległość, jej magazynowanie oraz równomierne rozprowadzenie w terenie sprawia duże trudności.

Z kolei powstające podczas spalania rozdrobnionego węgla kamiennego w kotłach fluidalnych lub pyłowych popioły lotne stanowią uciążliwy dla środowiska odpad, który, (ze względu na jego właściwości) stanowić może wartościowy surowiec wtórny, znajdujący zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki. Głównymi składnikami chemicznymi popiołów lotnych są: SiO2, AI2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, SO3 i niewielka ilość nie spalonego węgla. Popioły te składowane są na wysypiskach odpadów, a znaczna ich część wykorzystywana jest gospodarczo, głównie w przemyśle materiałów budowlanych. Niewielką część popiołów lotnych wykorzystuje się do celów rekultywacyjnych, wykorzystując ich własności strukturalne oraz odkwaszające.

Analiza opisanych własności osadów ściekowych oraz popiołów lotnych doprowadziła do różnych sposobów ich wykorzystania dla celów rolniczych i rekultywacyjnych, co znalazło odzwierciedlenie w szeregu publikacjach i opisach patentowych.

Z polskich opisów zgłoszeniowych i patentowych znanych jest wiele sposobów utylizacji oddzielnie tak osadów ściekowych, jak i popiołów lotnych oraz ich wykorzystania dla celów rolniczych i rekultywacyjnych.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 167663 zmieszanie osadów ściekowych z odpadami z przemysłu mięsnego, która to mieszanina stanowi podłoże do hodowli dżdżownic i wytwarzania tą drogą biohumusu. Mieszanina osadów z biologicznej oczyszczalni ścieków z odpadami węgla brunatnego jest przedmiotem polskiego opisu patentowego nr 178719.

Zagadnienie utylizacji popiołów lotnych rozwiązane jest w zgłoszeniu patentowym P 303024, gdzie popiół preparuje się z cementem i wodą, a następnie mieszaninę poddaje się granulacji. Innym, znanym z polskiego opisu patentowego nr 177951, sposobem utylizacji drobnoziarnistych odpadów paleniskowych z kotłów fluidalnych, jest wymieszanie popiołu z wodną zawiesiną dodatku uplastyczniającego i poddanie obróbce parą wodną. Uzyskaną mieszaninę po zgranulowaniu sezonuje się w ogrzewanych zbiornikach przy wysokiej wilgotności. Granulat uzyskany z popiołów lotnych znajduje wykorzystanie głównie w budownictwie lub górnictwie.

PL 194 103 B1

Celem wynalazku jest otrzymywanie z osadów oczyszczalni ścieków i innych materiałów odpadowych granulowanych nawozów organicznych, które mogą być łatwo składowane i transportowane imają efektywne zastosowanie w gospodarce rolnej oraz rekultywacji terenów.

Istota wynalazku polega na tym, że odwodniony do zawartości wilgoci poniżej 70% osad z oczyszczalni ścieków miesza się z popiołem lotnym z kotłów węglowych w stosunku wagowym przeliczonym na suchą masę mieszaniny od 2 : 1 do 1 : 5. Do mieszaniny dodaje się środek wiążący i uplastyczniający, korzystnie w postaci wapna hydratyzowanego lub pokarbidowego, w ilości 0-20%, środek aktywujący w ilości 0- 3% oraz znany nawóz potasowy w ilości 0- 5%, przeliczone na suchą masę mieszaniny osadowo-popiołowej.

Wytworzoną mieszaninę poddaje się granulacji, korzystnie na granulatorze talerzowym, do uzyskania granul o uziarnieniu 0,5 - 5 mm, a następnie sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych. Jako środek aktywujący stosowany jest glinu siarczan, sodu metakrzemian, sodu węglan, sodu glinian i potasu węglan.

Realizacja sposobu według wynalazku polega na wstępnym odwodnieniu osadu z oczyszczalni ścieków do zawartości wilgoci poniżej 70%, korzystnie na obrotowych filtrach próżniowych. Odwodniony placek osadu miesza się w mieszalniku, do którego stopniowo dodawany jest popiół lotny z kotłów węglowych oraz ewentualnie środki wiążące i uplastyczniające oraz aktywujące. Czas mieszania winien być tak dobrany, aby umożliwić całkowite shomogenizowanie komponentów. Wytworzoną mieszankę podaje się na urządzenie granulujące, korzystnie granulator talerzowy, w celu uzyskania granulatu o uziarnieniu 0,5 -5 mm. Otrzymany granulat poddaje się sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych przez okres kilku dni do czasu uzyskania wytrzymałości mechanicznej pozwalającej na jego transport.

Otrzymany sposobem według wynalazku granulat jest bardzo dogodny w transporcie i magazynowaniu oraz łatwy w aplikacji, tak w zastosowaniu nawozowym, jak i dla celów rekultywacji. Wolno przebiegające procesy rozkładu zawartej w granulacie substancji organicznej powodują wydłużenie okresu aktywności nawozowej, a równocześnie zawarte w popiołach lotnych składniki alkaliczne zachowują w długim okresie czasu własności odkwaszające glebę. Dodatkową zaletą tak wytworzonego granulatu jest zdolność wiązania z gleby metali ciężkich, co ma bardzo istotne znaczenie w zastosowaniach rekultywacyjnych. Realizację sposobu według wynalazku ilustrują przykłady wykonania.

Przykład 1

Osad z oczyszczalni ścieków o zawartości wilgoci 68% w ilości 1000 kg miesza się w mieszalniku o działaniu okresowym z 320 kg popiołu lotnego wytworzonego w węglowym kotle fluidalnym. Otrzymaną mieszankę kieruje się do granulatora talerzowego, do którego jednocześnie dozuje się niewielką ilość wody dla korygowania wilgoci, pozwalającą otrzymać granulat o rozmiarze ok. 3 mm. Otrzymany granulat sezonuje się pod zadaszeniem na otwartym powietrzu przez okres 10 dni.

Przykład 2

Osad z oczyszczalni ścieków o zawartości wilgoci 62% w ilości 800 kg miesza się w mieszalniku o działaniu periodycznym z 300 kg popiołu lotnego z węglowych kotłów pyłowych. Po wstępnym uśrednieniu tych składników do mieszalnika dozuje się 40 kg wapna pokarbidowego oraz 5 kg węglanu sodu i miesza do uzyskania pełnej homogenizacji. Tak otrzymaną mieszankę poddaje się granulacji i sezonowaniu jak w przykładzie 1.

Przykład 3

Osad z oczyszczalni ścieków o zawartości wilgoci 63% w ilości 1000 kg miesza się w mieszalniku o działaniu okresowym z 560 kg popiołu lotnego z węglowego kotła fluidalnego. Następnie do mieszalnika dozuje się 80 kg wapna hydratyzowanego, 10 kg siarczanu glinu i 30 kg handlowej soli potasowej surowej. Wszystkie składniki miesza się do całkowitego ujednorodnienia mieszanki, którą poddaje się granulacji i sezonowaniu jak w przykładzie 1.

Uzyskane granulaty mogą być przechowywane przez długie okresy czasu w przewiewnych magazynach, nie tracą własności użytkowych i nie wydzielają odoru.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych, polegający na zmieszaniu osadów z oczyszczalni ścieków z innymi materiałami odpadowymi, ewentualnie środkami wiążącymi uplastyczniającymi oraz środkami aktywującymi i nawozami potasowymi, następnie granulowaniu i sezo4

   PL 194 103 B1 nowaniu, znamienny tym, że odwodniony do zawartości wilgoci poniżej 70% osad z oczyszczalni ścieków miesza się z popiołem lotnym z kotłów węglowych w stosunku wagowym przeliczonym na suchą masę od 2 : 1 do 1 : 5, środkiem wiążącym i uplastyczniającym w ilości 0 - 20%, środkiem aktywującym w ilości 0 - 3% oraz znanym nawozem potasowym w ilości 0 - 5%, przeliczonymi na suchą masę mieszaniny osadowo-popiołowej, po czym wytworzoną mieszaninę poddaje się granulacji, korzystnie na granulatorze talerzowym, do uzyskania granul o uziarnieniu 0,5 - 5 mm, a następnie sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek wiążący i uplastyczniający dodaje się wapno hydratyzowane lub pokarbidowe.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek aktywujący dodaje się glinu siarczan, sodu metakrzemian, sodu węglan, sodu glinian i potasu węglan.