PL247633B1

PL247633B1 - Nawóz organiczno-mineralny

Info

Publication number: PL247633B1
Application number: PL445680A
Authority: PL
Inventors: Jean Bernard Diatta
Original assignee: Biostra Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2023-07-26
Filing date: 2023-07-26
Publication date: 2025-08-11
Also published as: PL445680A1; WO2025023847A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest nawóz organiczno-mineralny wytwarzany na bazie higienizowanych osadów ściekowych, stabilizowany słomą zbożową, pyłem trocinowym drzew iglastych i liściastych, siarczanem wapnia oraz tlenkiem wapnia. Nawóz organiczno-mineralny stabilizowany słomą i siarczanem wapnia na bazie higienizowanego osadu ściekowego, tlenku wapnia, słomy ze zbóż, trocin z drzew iglastych i liściastych oraz siarczanu wapnia, zawiera 35 - 70 cz. wag., korzystnie 65 cz. wag. higienizowanego osadu ściekowego o zawartości 60% - 80% wody, korzystnie 75%, 5 — 15 cz. wag., korzystnie 5 cz. wag. tlenku wapnia jako regulatora wskaźnika pH, o zawartości wody <10%, korzystnie <5%, 10 - 25 cz. wag., korzystnie 15 cz. wag. stabilizatora organicznego, którym jest słoma ze zbóż o grubości cząstek 5,0 - 35,0 mm, korzystnie 10 mm, o zawartości wody 5% - 35%, korzystnie 30%, 25 - 58 cz. wag. ligninowo-celulozowego sorbentu organicznego, którym są trociny z drzew iglastych i/lub liściastych o grubości cząstek 5,5 - 45,0 mm, korzystnie 10,5 mm, o zawartości wody 5% — 30%, korzystnie 25% oraz 5,0 - 10 cz. wag., korzystnie 5 cz. wag. stabilizatora mineralnego, którym jest siarczan wapnia o zawartości wody <10%, korzystnie do <15%.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nawóz organiczno-mineralny wytwarzany na bazie higienizowanych osadów ściekowych, stabilizowany słomą zbożową, pyłem trocinowym drzew iglastych i liściastych, siarczanem wapnia oraz tlenkiem wapnia.

Polski opis patentowy nr 242576 pod tytułem „Sposób wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego oraz nawóz organiczno-mineralny” ujawnia, że w pierwszym etapie komunalny osad ściekowy ogrzewa się w temperaturze od 55°C do 65°C w czasie od 20 do 30 minut, przy czym podczas ogrzewania stosuje się ciśnienie 0,10 MPa. W drugim etapie do ogrzanego osadu ściekowego dodaje się diatomit w ilości od 0,25 do 1,5 kg na 1 kg suchej masy osadu ściekowego i prowadzi się ich mieszanie. W trzecim etapie prowadzi się formowanie granulatu, zaś w czwartym etapie granulat suszy się w temperaturze od 60°C do 85°C w czasie od 30 do 60 minut, a następnie w piątym etapie granulat kruszy się.

Znany jest sposób wytwarzania nawozów mineralno-organicznych (Patent PL184434B1) w postaci sypkiej przy użyciu osadów ściekowych o zawartości wody od 60% do 90%, do których dodaje się do 25% objętości sproszkowanego wapnia palonego, do 5% objętości gipsu półwodnego, popiołów z ciepłowni albo elektrociepłowni, w ilości do 5% w przeliczeniu na azot i tlenek fosforu (V) związków azotu i fosforu w postaci związków metali alkalicznych i ziem alkalicznych - oraz w ilości 5% w przeliczeniu na tlenek potasu, związków potasu.

Ze zgłoszenia PL421521A1 znany jest sposób wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych, który przebiega przy zastosowaniu osadów ściekowych pochodzących z mechaniczno-biologicznych oczyszczalni ścieków. W opisie podano, że osady ściekowe z zawartością 25% suchej masy miesza się z ubocznymi produktami spalania w stosunku wagowym 1 : 1, w przeliczeniu na suchą masę.

Znany jest nawóz organiczny, z opisu zgłoszenia PL353419A1, który składa się z kompostowanych komunalnych osadów ściekowych oraz ulepszaczy glebowych i mineralnych jako węgla brunatnego i włókien wełny mineralnej.

Opis patentowy PL209847 ujawnia sposób wytwarzania granulatu organicznych nawozów z osadów ściekowych po fermentacji metanowej, w którym do osadu po fermentacji metanowej wprowadza się 2-5% glaukonitu w przeliczeniu na suchą masę, a po zmieszaniu, osad podaje się suszeniu i granulacji do zawartości suchej masy powyżej 92%. Według opisu wynalazku, zaletą tego rozwiązania jest to, że skutecznie immobilizuje jony metali ciężkich, a tym samym uniemożliwia im przechodzenie do wód gruntowych.

Sposób otrzymywania nawozu organicznego z ustabilizowanych komunalnych osadów ściekowych ze zgłoszenia PL420420A1, opiera się na tym, że do 64% wag. mieszaniny powstałej z osadów ściekowych o zawartości wody 75%, dodaje się 30% wag. mączki dolomitowej o uziarnieniu 0,2 mm, 5% wag. wapna palonego i 1% wag. włókien celulozowych. Całość wprowadza się do mieszalnika dynamicznego przeciwbieżnego, a następnie do granulatora talerzowego, a dalej do suszarni, w której produkt podlega suszeniu w temperaturze od 105°C do 140°C, korzystnie w czasie 2 godz.

W opisie patentowym PL209857B1 przedstawiono sposób wytwarzania nawozu poprzez zmieszanie 15% do 25% wagowych suchej masy mokrych osadów ściekowych higienizowanych wapnem palonym ze słomą zbożową. Całość przetworzonej mieszanki poddaje się procesowi granulacji.

Granulowany nawóz organiczno-mineralny oraz sposób jego wytwarzania opisuje się w patencie PL234562 tym, że zawiera zmielony fosforyt i komponenty organiczne, stanowiące odpady organiczne z działalności rolniczej i leśnictwa, oraz dodatkowo mocznik i suszony obornik bydlęcy, przy cz ym stosunek komponentów organicznych do fosforytu wynosi do 3,5 : 1, stosunek C : N wynosi 20 : 1-33 : 1, a zawartość suszonego obornika bydlęcego wynosi nie więcej niż 0,11% mas.

Z opisu patentowego PL169896B1 natomiast znany jest sposób wytwarzania nawozu mineralno-organicznego o podwyższonej zawartości magnezu i potasu z mieszaniny osadu pofermentacyjnego o zawartości 18% suchej masy i częściowo wyprażonego dolomitu, prażonej zwietrzeliny bazaltowej oraz pyłu cementowego.

Z publikacji Ewy Górskiej i in. (Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych nr 40, 2009) znany jest nawóz otrzymany przez zmieszanie osadu ściekowego i trocin sosnowych oraz kompostowanie tak przygotowanego nawozu w celu higienizacji mikrobiologicznej. Badania chemiczne wykazały, że komposty z trocin drzewnych mogą być stosowane jako nawozy organiczne w celu poprawy żyzności i produkcyjności gleb.

Sposób wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych (Patent PL209857) polega na zmieszaniu co najmniej 20% wagowych słomy owsianej z udziałem od 15 do 25% wagowych suchej masy osadu z mokrych osadów ściekowych higienizowanych wapnem palonym oraz przetworzeniu mieszaniny do postaci granulatu. 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.

Celem wynalazku jest wytworzenie nawozu organiczno-mineralnego na bazie osadu ściekowego, wieloskładnikowego o kompleksowym działaniu, w tym powodującego użyźnienie i poprawę struktury gleby, zwiększenie aktywności mikrobiologicznej gleby. Wytworzony nawóz organiczno-mineralny poprawi żywotność gleb zdegradowanych. Dzięki dodatkowi słomy zbożowej, pyłu trocinowego, siarczanu wapnia oraz tlenku wapnia, nadaje się do szerokiego zastosowania w produkcji rolniczej, ogrodniczej, sadowniczej oraz regeneracji wszelkich gleb silnie zdegradowanych. Także do produkcji biomasy roślinnej na cele energetyczne.

Istotą wynalazku jest nawóz organiczno-mineralny stabilizowany słomą i siarczanem wapnia, na bazie higienizowanego osadu ściekowego, tlenku wapnia, słomy ze zbóż, trocin z drzew iglastych i liściastych oraz siarczanu wapnia, który zawiera 35-70 cz. wag. higienizowanego osadu ściekowego o zawartości 60-80% wody, 5-15 cz. wag. tlenku wapnia jako regulatora wskaźnika pH, o zawartości wody <10%, 10-25 cz. wag. stabilizatora organicznego, którym jest słoma ze zbóż o grubości cząstek 5,0-35,0 mm, o zawartości wody 5-35%, 25-58 cz. wag. sorbentu organicznego, którym są trociny z drzew iglastych i/lub liściastych o grubości cząstek 5,5-45,0 mm o zawartości wody 5-30% oraz 5,0-10 cz. wag. stabilizatora mineralnego, którym jest siarczan wapnia o zawartości wody <10%.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno -użytkowe:

• zastosowane dodatkowe składniki nie oddziałują negatywnie na glebę i środowisko, • składnik podstawowy stanowi higienizowany osad ściekowy, • natychmiastowy efekt w postaci nawozu organiczno-mineralnego uzyskanego w ciągu kilku do kilkunastu minut, • nawóz organiczno-mineralny jest biodegradowalny, • neutralizacja w ponad 80% uciążliwych zapachów pochodzących z osadu ściekowego, • zmniejszenie zawartości wody w osadzie ściekowym (70-85%) do granic 30-40% w gotowym nawozie, • uzyskanie stabilności składników odżywczych w stosunku do innych technologii związanych z przetwarzaniem termicznym, • nie występują nieprzyjemne zapachy w procesie przetwarzania i podczas używania nawozu organiczno-mineralnego, • uniknięcie udziału toksycznych odpadów (np. zawierających substancje chem iczne lub metale ciężkie), • nawóz organiczno-mineralny nie doprowadza do emisji CO2 oraz innych lotnych gazów, jak opary kwasów siarkowych czy chlorkowych, • możliwość łatwego konfekcjonowania gotowego nawozu organiczno-mineralnego, • możliwość zastosowania do rekultywacji terenów zdegradowanych i do poprawy struktury gleb słabych, • pozytywny wpływ na środowisko poprzez oszczędność energii, powrót biomasy do środowiska, a w efekcie możliwość zmniejszenia efektu cieplarnianego, • uzyskany produkt jest tani, nie wymaga wysokospecjalistycznej technologii.

Istotą wynalazku jest zoptymalizowanie procesu wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego polegającego na zmieszaniu higienizowanego osadu ściekowego ze słomą zbożową oraz pyłem trocinowym drzew iglastych i liściastych doprowadzającym do strukturalnej stabilizacji mieszanki nawozowej. Kolejnym etapem jest wzbogacanie mieszanki nawozowej siarczanem wapnia oraz tlenkiem wapnia.

Efektami docelowymi wynalazku są: zrównoważona rewitalizacja i poprawa struktury gleby, zwiększenie aktywności mikrobiologicznej gleby. Utworzony nawóz organiczno-mineralny poprawi żywotność gleb zdegradowanych. Dzięki odpowiednim relacjom między strukturą organiczną a mineralną oraz obniżonym kosztom przetworzenia, stanowi właściwy produkt nawozowy w wielkoobszarowej produkcji rolniczej oraz rewitalizacji silnie zdewastowanych gleb.

Wynalazek ilustruje poniższy przykład:

Przykład

Nawóz organiczno-mineralny stabilizowany słomą i siarczanem wapnia zawiera 35 cz. wag. higienizowanego osadu ściekowego o zawartości 60% wody; 10 cz. wag. tlenku wapnia jako regulatora wskaźnika pH, o zawartości wody <5%; 25 cz. wag. stabilizatora organicznego, którym jest słoma ze zbóż o grubości cząstek 10,50 mm, o zawartości wody 5%; 25 cz. wag. ligninowo-celulozowego sorbentu organicznego, którym są trociny z drzew iglastych i liściastych o grubości cząstek 5,50 mm o zawartości wody 5% oraz 5 cz. wag. stabilizatora mineralnego, którym jest siarczan wapnia o zawartości wody <10%.

Nawóz organiczno-mineralny charakteryzuje się następującymi własnościami: - zawartość suchej masy 55,0%, - powierzchnia właściwa nawozu organiczno-mineralnego 70,0 m²/g suchej masy; - pH mieszaniny równe 6,0; - zawartość N 1,5%; P 1,0%; Ca 9857,7 mg/kg; Mg 1077,2 mg/kg; K 2384,7 mg/kg; Zn 95,5 mg/kg; Mn 101,0 mg/kg; Fe 342,0 mg/kg.

Claims

1. Nawóz organiczno-mineralny stabilizowany słomą i siarczanem wapnia, na bazie higienizowanego osadu ściekowego, tlenku wapnia, słomy ze zbóż, trocin z drzew iglastych i liściastych oraz siarczanu wapnia, znamienny tym, że zawiera 35-70 cz. wag. higienizowanego osadu ściekowego o zawartości 60-80% wody, 5-15 cz. wag. tlenku wapnia jako regulatora wskaźnika pH, o zawartości wody <10%, 10-25 cz. wag. stabilizatora organicznego, którym jest słoma ze zbóż o grubości cząstek 5,0-35,0 mm, o zawartości wody 5-35%, 25-58 cz. wag. ligninowo-celulozowego sorbentu organicznego, którym są trociny z drzew iglastych i/lub liściastych o grubości cząstek 5,5-45,0 mm o zawartości wody 5-30% oraz 5,0-10 cz. wag. stabilizatora mineralnego, którym jest siarczan wapnia o zawartości wody <10%.