PL209857B1 - Sposób wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych higienizowanych wapnem palonym, z wykorzystaniem odpadów organicznych ze zbiorów zbóż w postaci słomy.

Znane są sposoby wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych poprzez zmieszanie komunalnych osadów ściekowych z odpadami organicznymi takimi jak słoma zbożowa i inne resztki pożniwne, a następnie fermentację lub kompostowanie mieszaniny z ewentualnym dodatkiem aktywatorów biologicznych i dodatków mineralnych lub popiołów energetycznych. Po uzyskaniu półproduktu o pożądanym składzie, dalszy proces moż e być prowadzony z wykorzystaniem zabiegów mechanicznych w celu uzyskania gotowego produktu. Przy tego typu technologii wytwarzania nawozów, okres biologicznego przetwarzania odpadów organicznych do pożądanej postaci trwa co najmniej kilka tygodni, co wpływa na wydłużenie cyklu produkcji. Podczas procesu przetwarzania odpadów stosuje się często ich napowietrzanie lub nawilżanie, co wymaga odpowiedniej instalacji oraz dużej powierzchni produkcyjnej.

Znane są także sposoby wytwarzania granulowanych nawozów organiczno-mineralnych na bazie osadów ściekowych, z wykorzystaniem popiołów lotnych ze spalania węgla kamiennego lub odpadów organicznych.

W opisie patentowym PL 194103 przedstawiony jest sposób otrzymywania granulowanych nawozów na bazie osadów z oczyszczalni ścieków i popiołów lotnych z kotłów węglowych. W rozwiązaniu tym wstępnie odwodniony osad ściekowy o zawartości wilgoci poniżej 70% miesza się z popiołem lotnym aż do całkowitego shomogenizowania komponentów, przy czym w celu zwiększenia walorów nawozowych do mieszaniny osadowo-popiołowej dodaje się nawóz potasowy w ilości do 5% w przeliczeniu na suchą masę. Tak wytworzoną mieszankę podaje się granulacji, do uzyskania granul o uziarnieniu 0,5-5 mm, a nastę pnie sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych. Wadą tak wytworzonego nawozu jest całkowite ujednorodnienie mieszanki, a także konieczność uzupełnienia składu mieszanki znanym nawozem potasowym i innymi komponentami mineralnymi. Taki granulat nawozowy nie wpływa na poprawę struktury gleby i jest podatny na wymywanie z gleby lub utratę własności użytkowych w okresie dłuższego składowania.

Celem rozwiązania jest opracowanie technologii umożliwiającej przemysłowe wytwarzanie wysokowartościowych nawozów organiczno-mineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych i słomy zbożowej, z pominięciem czasochłonnej fazy fermentacji lub kompostowania.

Sposób wytwarzania nawozu na bazie komunalnych osadów ściekowych, polegający na zmieszaniu słomy zbożowej z mokrymi osadami ściekowymi higienizowanymi wapnem palonym, zawierającymi w swoim składzie od 15 do 25% wagowych suchej masy osadu, oraz przetworzeniu mieszaniny do postaci granulatu, według wynalazku polega na tym, że stosuje się słomę zbożową zawierającą co najmniej 20% wagowych słomy owsianej, przy czym przed zmieszaniem słomę zbożową rozdrabnia się mechanicznie przez cięcie i rozwłóknianie w stanie powietrzno-suchym, a tak rozdrobnione cząstki słomy dodaje się do osadów ściekowych w ilości od 25 do 30% wagowych w stosunku do wagi mieszaniny, po czym mieszaninę przetłacza się przez matrycę z otworami kalibrującymi i kroi na odcinki, które następnie poddaje się granulacji i sezonowaniu.

Słomę zbożową rozdrabnia się korzystnie do postaci cząstek o długości do 1 cm, mierzonej wzdłuż włókien, i wymiarze poprzecznym od 0,1 do 1,0 mm.

W korzystnej realizacji sposobu, odcinki przetłoczonej przez matrycę mieszanki przed poddaniem granulacji podsusza się w strumieniu gorącego powietrza, a po poddaniu granulacji, sezonuje się przez okres od 24 do 72 godzin w warunkach powietrzno-suchych.

Korzystnym jest, jeżeli granulat ma uziarnienie w zakresie od 5 do 15 mm.

Sposób według wynalazku umożliwia produkcję nawozów w procesie technologicznym zharmonizowanym z cyklem technologicznym oczyszczalni ścieków, a także umożliwia przemysłowe wykorzystanie nadmiaru słomy ze zbiorów owsa i innych zbóż. Do produkcji wykorzystuje się osady ściekowe higienizowane wapnem palonym po ich wstępnym mechanicznym odwodnieniu w oczyszczalni. Dzięki zastosowaniu wysoko rozdrobnionej słomy zbożowej i zdolności włókien celulozowych do wiązania wody i cząstek stałych, następuje szybkie zgęstnienie mieszaniny w stopniu pozwalającym na jej dalsze przetwarzanie mechaniczne aż do uzyskania sypkiego granulatu. Uzyskana mieszanina ma strukturę plastyczną wzmocnioną dzięki zawartości nieprzetworzonych włókien celulozowych. Taka

PL 209 857 B1 struktura pozwala na mechaniczne formowanie mieszaniny do postaci handlowej poprzez krojenie przetłaczanego przez matrycę półproduktu i poddanie granulacji.

Zawartość nieprzetworzonych włókien celulozowych pozwala na uzyskanie po procesie granulacji zwartej struktury granul, pozwalającej na dalsze ich sezonowanie i magazynowania w postaci sypkiej. Naturalne włókno celulozowe zachowuje przy tym zdolności do dalszej mineralizacji w obecności tlenu w całej objętości granul. Uzyskany granulat bardzo szybko, bo już po 24 godzinach od zakończenia granulacji, traci uciążliwość odorową charakterystyczną dla osadów ściekowych, co można przypisać zdolności pochłaniania lotnych składników wydzielanych przez osad przez rozwłóknione cząstki słomy.

Zastosowanie słomy owsianej, która odznacza się wysoką zawartością potasu, wyższą niż w słomach innych zbóż lub w osadach ściekowych, pozwala na uzyskanie wysokiego udziału potasu w nawozie, obok innych skł adników glebotwórczych zawartych w osadzie. Wytworzony nawóz zawiera składniki łatwo przyswajalne przez rośliny uprawne, może pozostawać w glebie przez dłuższy czas, wpływa korzystnie na strukturę gleby i zatrzymywanie wody, łagodzi skutki jednostronnego nawożenia oraz pozwala na ograniczenie sezonowych zabiegów uprawowych.

Sposób według wynalazku jest objaśniony w przykładzie realizacji.

W sposobie według wynalazku jako komponent bazowy wykorzystano mokre osady powstają ce w oczyszczalniach ś cieków komunalnych, które poddaje się higienizowaniu wapnem palonym i wstę pnemu odwodnieniu. Taki osad zawiera powyżej 70% wagowych wody. Jako komponent organiczny wykorzystano rozdrobnioną słomę pożniwną owsa i innych zbóż, które miesza się z osadem i przetwarza do postaci granulatu.

Słomę zbożową pożniwną zawierającą 20% wagowych słomy owsianej rozdrobniono mechanicznie przez cięcie i rozwłóknianie się w stanie powietrzno-suchym do postaci cząstek o długości do 1 cm, mierzonej wzdłuż włókien, i wymiarze poprzecznym od 0,1 do 1,0 mm. Tak otrzymane cząstki słomy dodawano do wstępnie odwodnionych komunalnych osadów ściekowych higienizowanych wapnem palonym. zawierających w swoim składzie od 15 do 25% wagowych suchej masy osadu. Ilość dodawanych cząstek słomy wynosiła od 25 do 30% wagowych w stosunku do wagi mieszaniny obu komponentów.

Proces mieszania prowadzono w zbiorniku zasypowym zamykanym od góry klapą, wyposażonym w dozownik i komorę mieszania z mieszadłem łopatkowym. Zbiornik zasypowy wyposażono w wibrator zapobiegają cy zawieszeniu wsadu. Na wyj ś ciu komory mieszania umieszczono ś limacznicę zakończoną na wylocie matrycą z otworami kalibrującymi o określonej średnicy. Za matrycą umieszczono nóż tnący.

Po wymieszaniu mieszanki do stanu plastycznego, zawartość komory mieszania przetłaczano przez ślimacznicę i matrycę, a uzyskane na wyjściu sznury półproduktu krojono tuż za matrycą na odcinki o odpowiedniej długości i kierowano do granulatora talerzowego. Na drodze do granulatora odcinki półproduktu były wstępnie podsuszane powierzchniowo do stanu pyłosuchego za pomocą strumienia gorącego powietrza. Podczas granulacji formowano granulat o uziarnieniu w zakresie od 5 do 15 mm. Uzyskany granulat kierowano za pomocą podajnika taśmowego do sezonowania przez okres od 24 do 72 godzin w warunkach powietrzno-suchych. Dłuższy okres sezonowania sprzyjał utrwaleniu struktury granulatu i zwiększeniu udziału suchej masy podczas naturalnego osuszania.

Sposób według wynalazku umożliwia przetworzenie osadów w nawozy na terenie oczyszczalni ścieków poprzez dołączenie opisanej linii technologicznej do ciągu przeróbki osadów po mechanicznym odwodnieniu. Opracowana technologia umożliwia efektywne zagospodarowanie słomy zbóż bez ubytku węgla organicznego, jak to ma miejsce przy innych sposobach przetwarzania odpadów organicznych. Udział słomy owsianej pozwala na uzyskanie pożądanej zawartości potasu w wytwarzanym nawozie organiczno-mineralnych bez potrzeby jego domieszkowania innymi nawozami mineralnymi mi. W gotowym produkcie udział słomy wynosi od 50 do 58% wagowych w stosunku do suchej masy granulatu. Wartość nawozowa tak wytworzonego nawozu, wyrażona wzrostem plonu roślin, jest porównywalna do nawozów mineralnych i wyższa od osadu nieprzetworzonego i kompostów z osadu. Uzyskany granulat po okresie sezonowania traci uciążliwość odorową i może być przechowywany w normalnych warunkach magazynowych. Z uwagi na swoje właściwości uż ytkowe, walory nawozowe i trwał o ść, uzyskany granulat nadaje się do stosowania jako wysokowartoś ciowy nawóz roś linny dla sadownictwa, ogrodnictwa i rolnictwa, zwłaszcza jako nawóz podstawowy do poprawy jakości agrotechnicznej kompleksów glebowych oraz do rekultywacji gleb.

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych, polegający na zmieszaniu słomy zbożowej z mokrymi osadami ściekowymi higienizowanymi wapnem palonym, zawierającymi w swoim składzie od 15 do 25% wagowych suchej masy osadu, oraz przetworzeniu mieszaniny do postaci granulatu, znamienny tym, że stosuje się słomę zbożową zawierającą co najmniej 20% wagowych słomy owsianej, przy czym przed zmieszaniem słomę zbożową rozdrabnia się mechanicznie przez cięcie i rozwłóknianie w stanie powietrzno-suchym, a tak rozdrobnione cząstki słomy dodaje się do osadów ściekowych w ilości od 25 do 30% wagowych w stosunku do wagi mieszaniny, po czym mieszaninę przetłacza się przez matrycę z otworami kalibrującymi i kroi na odcinki, które następnie poddaje się granulacji i sezonowaniu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że słomę zbożową rozdrabnia się do postaci cząstek o długości do 1 cm, mierzonej wzdłuż włókien, i wymiarze poprzecznym od 0,1 do 1,0 mm.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odcinki przetłoczonej przez matrycę mieszanki przed poddaniem granulacji podsusza się w strumieniu gorącego powietrza.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas granulacji formuje się granulat o uziarnieniu w zakresie od 5 do 15 mm.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sezonowanie granulatu prowadzi się przez okres od 24 do 72 godzin w warunkach powietrzno-suchych.