PL206903B1

PL206903B1 - Method for the conversion of liquid manure into solid fertilizers

Info

Publication number: PL206903B1
Application number: PL381269A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Nastaj; Józef Sas; Piotr Rusek
Original assignee: Inst Nawozow Sztucznych
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2010-10-29
Also published as: PL381269A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania gnojowicy na nawóz stały.The subject of the invention is a method of converting slurry into solid fertilizer.

Gospodarstwa hodowlane oraz ubojnie są wytwórcami gnojowicy - mieszaniny kału i moczu zwierzęcego o przeciętnej zawartości suchej masy 8-10%. Jest to odpad płynny o znacznej uciążliwości zapachowej, zawierający jednak praktycznie wszystkie składniki nawozowe niezbędne roślinom do ich prawidłowego rozwoju o właściwościach nawozowych zbliżonych do obornika. W gospodarstwach niewielkich racjonalne zagospodarowywanie tego odpadu nie sprawia żadnych kłopotów. Wraz z obornikiem jest ona wykorzystywana jako nawóz organiczny. Powa ż nym problemem, praktycznie do chwili obecnej nierozwiązanym, jest zagospodarowywanie gnojowicy z dużych, przemysłowych gospodarstw hodowlanych, szczególnie tych, które nie posiadają dostatecznego areału wykorzystywanego rolniczo. Deponowanie gnojowicy stwarza bardzo poważne zagrożenie dla środowiska; skażenie wód, niebezpieczeństwo występowania wielu groźnych chorób ludzi i zwierząt, uciążliwość zapachowa.Livestock farms and slaughterhouses are producers of slurry - a mixture of animal faeces and urine with an average dry matter content of 8-10%. It is a liquid waste with a significant odor nuisance, but it contains virtually all fertilizing ingredients necessary for plants for their proper development, with fertilization properties similar to manure. In small farms, rational management of this waste does not cause any problems. Along with manure, it is used as an organic fertilizer. A serious problem, practically unsolved to date, is the management of slurry from large, industrial livestock farms, especially those that do not have sufficient acreage for agricultural use. The deposition of slurry poses a very serious threat to the environment; water contamination, the risk of many dangerous human and animal diseases, odor nuisance.

Informacje dotyczące sposobów zagospodarowywania gnojowicy są dość skąpe. Znany jest sposób wykorzystywania jej jako cieczy nawilżającej pryzmy kompostowe. Jednak możliwości jej zagospodarowywania w ten sposób są niewielkie i praktycznie nie mogą być stosowane przez duże gospodarstwa hodowlane. Likwidacja uciążliwości zapachowej w tego typu rozwiązaniach polega na tym, że pryzmę napowietrza się zasysając powietrze atmosferyczne do jej wnętrza, a następnie dezodoryzuje się go na różnego rodzaju biofiltrach.Information on slurry management is rather scarce. It is known to use it as a moisturizing liquid for compost heaps. However, the possibilities of its management in this way are small and practically cannot be used by large livestock farms. The elimination of the odor nuisance in this type of solutions consists in the fact that the pile is aerated by sucking the atmospheric air into its interior, and then it is deodorized using various types of biofilters.

Znany jest sposób utylizacji gnojowicy i jej rolniczego wykorzystania z polskiego opisu patentowego Nr 110 318 polegający na tym, że wzbogaca się ją w składniki odżywcze poprzez dodatek nawozów mineralnych, głównie fosforowych. Dąży się do uzyskania stosunku N:P jak 1:0,8, a następnie napowietrza się ją przez 48 godzin w celu usunięcia z niej cuchnącej woni. Następnie gnojowicę przesącza się przez płyty z torfem lub ze sprasowanej słomy. Nasycone płyty leżakują przez okres kilkunastu dni ulegając samo zagrzaniu i dezynfekcji. Po leżakowaniu są wykorzystywane rolniczo, natomiast nadmiar gnojowicy nie wchłonięty przez słomę lub torf jest gromadzony, ponownie mineralizowany nawozami sztucznymi, napowietrzany, leżakowany i rozcieńczany wodą do stężenia składników mineralnych 1-4 ppm i wykorzystywany do nawożenia.The method of utilization of slurry and its agricultural use is known from the Polish patent description No. 110 318, consisting in enriching it with nutrients by adding mineral fertilizers, mainly phosphorus. A N: P ratio of 1: 0.8 is sought, and then aerated for 48 hours to remove its foul odor. The slurry is then filtered through peat or pressed straw plates. The saturated plates mature for several days, being self-heated and disinfected. After aging, they are used for agriculture, while the excess slurry not absorbed by the straw or peat is collected, re-mineralized with artificial fertilizers, aerated, aged and diluted with water to the concentration of minerals 1-4 ppm and used for fertilization.

Znany również jest z polskiego opisu patentowego Nr 127 076 „Sposób wytwarzania stałego nawozu organiczno mineralnego, zwłaszcza z gnojowicy. Rozwiązanie polega na tym, że do gnojowicy dodaje się przy jednoczesnym mieszaniu wypełniacze organiczne w ilości 1-30% w stosunku do masy gnojowicy, koagulant, którym jest roztwór cyjanoakrylanu w rozpuszczalniku organicznym, zwłaszcza w acetonie w ilości 0,1-5% w stosunku do masy gnojowicy oraz substancje mineralne w ilości 1-30% w stosunku do masy gnojowicy. Następnie zaglomerowane części stałe oddziela się znanymi metodami i podsusza się. Tą metodą uzyskuje się nowy, cenny nawóz organiczno mineralny.It is also known from the Polish patent description No. 127 076 "A method of producing solid organic-mineral fertilizer, especially from slurry. The solution is that organic fillers in the amount of 1-30% in relation to the weight of the slurry are added to the slurry while mixing, a coagulant, which is a cyanoacrylate solution in an organic solvent, especially in acetone in the amount of 0.1-5% in proportion to the slurry. to the weight of the slurry and minerals in the amount of 1-30% in relation to the weight of the slurry. The agglomerated solids are then separated off by known methods and dried. This method is used to obtain a new, valuable organic and mineral fertilizer.

Znany też jest z polskiego zgłoszenia patentowego Nr P 296 590 „Sposób eliminowania odpadów zwierzęcych i ich ponownego wykorzystania dla wytwarzania nawozów organicznych oraz urządzenie do stosowania tego sposobu. Istota tego wynalazku polega na wprowadzeniu do kadzi homogenizacyjnej odpadów zwierzęcych i na łączeniu ich z substancją absorbującą i kulturami bakterii. Inicjuje się fizyczny proces głębokiego i homogenizującego mieszania z substancją absorbującą, a takż e proces biochemiczny pomię dzy kulturami bakterii a ich odpowiednimi stabilizatorami a ż do otrzymania biomasy umożliwiającej bieg fermentacji aerobowej, której produktem końcowym jest uzyskanie nawozu organicznego. Jako substancję absorbującą stosuje się produkty uboczne w rolnictwie takie jak: trociny, wióry drzewne, słoma zbóż, torf lub nawóz owczy, bydlęcy i kurzy. Rozwiązanie pozwala na pracę układu również w okresie zimy. Wynalazek, polega na zastosowaniu wewnątrz przepływowego zbiornika na wysokości ponad powierzchnią gromadzonej cieczy rozdzielczej głowicy zespolonej ze zbiornikowym włazem, która jest połączona za pomocą półelastycznych przewodów z pompą i tłoczącymi przewodami. Dzięki biologicznej aktywnoś ci przepompowywanej cieczy zamontowany układ nad jej powierzchnią pracuje w okresie letnim jak również w zimowym.It is also known from the Polish patent application No. P 296 590 "Method for the elimination of animal waste and its reuse for the production of organic fertilizers and a device for the application of this method. The essence of this invention consists in introducing animal waste into the homogenizing vat and combining it with an absorbent substance and bacterial cultures. The physical process of deep and homogenizing mixing with the absorbent is initiated, as well as the biochemical process between the bacterial cultures and their respective stabilizers until obtaining the biomass enabling the aerobic fermentation to run, the end product of which is obtaining organic fertilizer. Agricultural by-products such as sawdust, wood shavings, cereal straw, peat or sheep, cattle and chicken manure are used as the absorbing substance. The solution allows the system to work also in winter. The invention consists in the use of a head combined with the tank manhole inside the flow tank at a height above the surface of the liquid to be collected, which is connected by semi-flexible pipes to the pump and delivery lines. Due to the biological activity of the pumped liquid, the system installed above its surface works in summer as well as in winter.

Prace nad rozwiązaniem problemu gnojowicy obejmowały działania związane z doborem odpowiednich komponentów, które po zmieszaniu z gnojowicą pozwoliłyby uzyskać produkt stały, wilgotny ale sypki, a więc wygodny w stosowaniu oraz likwidujący uciążliwość zapachową tego odpadu. Dokładnie chodziło o znalezienie materiału o dużej zdolności pochłaniania cieczy oraz materiału o zdolnoś ci sorpcyjnej odorów zawartych w gnojowicy.Work on solving the slurry problem included activities related to the selection of appropriate components, which, when mixed with slurry, would make it possible to obtain a solid, moist but free-flowing product, thus convenient to use and eliminating the odor nuisance of this waste. It was precisely to find a material with a high liquid absorption capacity and a material with the sorption capacity of the odors contained in the slurry.

Z szeregu przetestowanych materiał ów o duż ej zdolnoś ci pochł aniania cieczy wytypowane zostały trzy rodzaje tanich i powszechnie dostępnych materiałów organicznych:: kompost, torf i węgielThree types of cheap and commonly available organic materials have been selected from a number of tested materials with high liquid absorption capacity: compost, peat and coal

PL 206 903 B1 brunatny. Materiały te będąc rozdrobnionymi oraz zawierając do 20-30% wilgoci są w stanie wchłonąć od kilku do kilkunastu razy więcej gnojowicy niż same ważą zachowując dostatecznie sypką postać.PL 206 903 B1 brown. These materials, being fragmented and containing up to 20-30% moisture, are able to absorb from several to several times more slurry than they weigh themselves, while maintaining a sufficiently loose form.

W pracach nad doborem składnika sorbującego odory gnojowicy testowano początkowo powszechnie znane, tanie i dostępne sorbenty typu: węgiel drzewny, bentonit, ziemia okrzemkowa oraz perlit pylisty. Nieoczekiwanie okazało się, że bardzo dobrym sorbentem odorów gnojowicy jest zmielony dolomit, który w innych procesach uważany jest za sorbent o przeciętnej zdolności sorpcyjnej. Ta korzystna właściwość sorpcyjna dolomitu w mieszaninie z gnojowicą wynika najprawdopodobniej z tego, że odorotwórcze składniki gnojowicy mają odczyn kwaśny /np. siarkowodór/ i w kontakcie z dolomitem o odczynie lekko alkalicznym zachodzi proces adsorpcji z reakcją chemiczną co nie występuje w przypadku w/w dobrych sorbentów obojętnych chemicznie.In the work on the selection of the slurry odor sorbent component, initially the commonly known, cheap and available sorbents were tested, such as: charcoal, bentonite, diatomaceous earth and powdery perlite. Unexpectedly, it turned out that ground dolomite is a very good sorbent for slurry odors, which in other processes is considered to be a sorbent with average sorption capacity. This advantageous sorption property of dolomite in a mixture with slurry is most likely due to the fact that the odorogenic components of the slurry are acidic / e.g. hydrogen sulphide / and in contact with slightly alkaline dolomite, an adsorption process takes place with a chemical reaction, which does not occur in the case of the above-mentioned good chemically inert sorbents.

Stwierdzono, że dodatek minimum 10% wagowych zmielonego dolomitu do mieszanki gnojowicy z komponentem organicznym, najkorzystniej torfem ze względu na jego dostępność i niską cenę, w zdecydowanym stopniu eliminuje uciążliwość zapachową wytworzonej mieszanki. Stwierdzono ponadto, że zmielony dolomit wyprażony w temperaturze 150-200°C charakteryzuje się jeszcze lepszymi właściwościami eliminowania uciążliwości zapachowej gnojowicy.It was found that the addition of a minimum of 10% by weight of ground dolomite to the mixture of slurry with an organic component, preferably peat, due to its availability and low price, significantly eliminates the odor nuisance of the mixture produced. Moreover, it was found that the ground dolomite, calcined at the temperature of 150-200 ° C, is characterized by even better properties of eliminating the odor nuisance of the slurry.

Uwzględniając jednak stan gleb krajowych, to jest kwaśny lub bardzo kwaśny ich odczyn i niedobór magnezu, celowym wydaje się wprowadzanie do tego typu mieszanek nawozowych większej ilości dolomitu.However, taking into account the condition of domestic soils, i.e. their acidic or very acidic pH and their magnesium deficiency, it seems advisable to introduce more dolomite into this type of fertilizer mixtures.

Istota zgłaszanego wynalazku polega na tym, że komponent organiczny o wilgotności do 30% dokładnie miesza się z gnojowicą zawierającą 7-11% suchej masy w stosunku masowym do komponentu organicznego jak 1 : 2:10 oraz ze zmielonym, ewentualnie wyprażonym, dolomitem o uziarnieniu do 0,25 mm w ilości co najmniej 10% masowych w stosunku do sumarycznej masy komponentu organicznego i gnojowicy, i tak uzyskaną wilgotną sypką mieszaninę leżakuje się przez okres co najmniej 10 godzin. W czasie leżakowania mieszanki biegnie proces wchłaniania wody zawartej w gnojowicy przez cząstki organicznego komponentu oraz proces sorpcji odorów przez cząstki rozdrobnionego dolomitu.The essence of the proposed invention consists in the fact that the organic component with a moisture content of up to 30% is thoroughly mixed with a slurry containing 7-11% dry mass in a mass ratio to the organic component as 1: 2:10 and with ground, possibly roasted, dolomite grain size up to 0.25 mm in an amount of at least 10% by weight with respect to the total weight of the organic component and the slurry, and the resulting wet loose mixture is aged for a period of at least 10 hours. During the storage of the mixture, the water contained in the slurry is absorbed by the organic component particles and the odor sorption process by the fragmented dolomite particles.

Jako komponent organiczny stosuje się torf i/lub kompost i/lub węgiel brunatny.Peat and / or compost and / or lignite are used as the organic component.

Wskazane jest prażenie zmielonego dolomitu w temperaturze 150-200°C. Aby otrzymać nawóz organiczno - mineralny do mieszaniny wprowadza się dodatkowo nawóz azotowy, nawóz fosforowy lub potasowy w postaci zmielonej w ilościach do 20% w stosunku do masy komponentu organicznego.It is advisable to roast the ground dolomite at a temperature of 150-200 ° C. In order to obtain an organic-mineral fertilizer, nitrogen fertilizer, phosphorus or potassium fertilizer in ground form are additionally added to the mixture in amounts up to 20% in relation to the weight of the organic component.

Wynalazek został opisany w przykładach wykonania.The invention has been described in the working examples.

P r z y k ł a d I kg torfu o wilgotności 29% dokładnie wymieszano z 6 kilogramami gnojowicy o zawartości 8% suchej masy oraz ze zmielonym dolomitem o uziarnieniu do 0,25 mm w ilości 1,1 kg. Uzyskaną wilgotną mieszaninę leżakowano przez okres 12 godzin. Otrzymano nawóz sypki o zawartości substancji organicznej w przeliczeniu na suchą masę 54% i niewyczuwalnej uciążliwości zapachowej.Example 1 kg of peat with 29% moisture content was thoroughly mixed with 6 kg of slurry with 8% dry matter content and ground dolomite with grain size up to 0.25 mm in the amount of 1.1 kg. The resulting moist mixture was aged for 12 hours. A loose fertilizer was obtained with an organic substance content in terms of dry weight of 54% and undetectable odor nuisance.

P r z y k ł a d II kg torfu o wilgotności 27% dokładnie wymieszano z 5 kilogramami gnojowicy o zawartości 8% suchej masy oraz ze zmielonym, uprzednio wyprażonym w temperaturze 180°C dolomitem o uziarnieniu do 0,25 mm w ilości 1 kg. Dodatkowo wprowadzono do tej mieszanki 0,2 kg zmielonego mocznika, 0,2 kg zmielonego fosforanu jednoamonowego oraz 0,2 kg zmielonego chlorku potasu, uzyskaną wilgotną mieszaninę leżakowano przez okres 16 godzin. Otrzymano nawóz organiczno-mineralny o zawartości poszczególnych składników w przeliczeniu na suchą masę:Example II kg of peat with 27% moisture content was thoroughly mixed with 5 kg of slurry containing 8% dry matter and ground, previously roasted at 180 ° C dolomite with grain size up to 0.25 mm in the amount of 1 kg. Additionally, 0.2 kg of ground urea, 0.2 kg of ground monoammonium phosphate and 0.2 kg of ground potassium chloride were added to this mixture, and the resulting moist mixture was aged for 16 hours. An organic-mineral fertilizer was obtained with the content of individual components in terms of dry matter:

- substancji organicznej 40%- organic matter 40%

- azotu 3,7%- nitrogen 3.7%

- P2O5 3,8%- P2O5 3.8%

- K2O 4,4%- K2O 4.4%

Otrzymany nawóz pozbawiony był wyczuwalnej uciążliwości zapachowej.The obtained fertilizer was devoid of any perceptible odor nuisance.

Claims

Patent claims

1. The method of processing slurry into solid fertilizer, characterized in that the organic component with a moisture content of up to 30% is thoroughly mixed with a slurry containing 7-11% dry weight in a mass ratio to the organic component as 1: 2: 10 and with ground, possibly roasted , dolomite with grain size up to 0.25 mm in an amount of at least 10% by mass in relation to the total

After the mass of the organic component and the slurry, the resulting wet free flowing mixture is aged for a period of at least 10 hours.

2. A slurry processing method according to claim A process as claimed in claim 1, characterized in that peat and / or compost and / or brown coal are used as the organic component

3. A slurry processing method according to claim The process of claim 1, wherein the ground dolomite is roasted at a temperature of 150-200 ° C.

4. A slurry processing method according to claim A fertilizer according to claim 1, characterized in that nitrogen fertilizer, phosphorus fertilizer or potassium fertilizer are additionally introduced in ground form in amounts of up to 20% in relation to the weight of the organic component.