PL248312B1 - Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych - Google Patents

Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych

Info

Publication number
PL248312B1
PL248312B1 PL445192A PL44519223A PL248312B1 PL 248312 B1 PL248312 B1 PL 248312B1 PL 445192 A PL445192 A PL 445192A PL 44519223 A PL44519223 A PL 44519223A PL 248312 B1 PL248312 B1 PL 248312B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
fertilizer
sewage sludge
nitrogen
mineral
ammonium
Prior art date
Application number
PL445192A
Other languages
English (en)
Other versions
PL445192A1 (pl
Inventor
Artur Kopeć
Przemysław Malinowski
Andrzej Biskupski
Bogusława Frańczak-Szatko
Aleksandra Zygmunt
Katarzyna Stefańczyk
Original Assignee
Grupa Azoty Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grupa Azoty Spolka Akcyjna filed Critical Grupa Azoty Spolka Akcyjna
Priority to PL445192A priority Critical patent/PL248312B1/pl
Publication of PL445192A1 publication Critical patent/PL445192A1/pl
Publication of PL248312B1 publication Critical patent/PL248312B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D3/00Calcareous fertilisers
    • C05D3/02Calcareous fertilisers from limestone, calcium carbonate, calcium hydrate, slaked lime, calcium oxide, waste calcium products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D5/00Fertilisers containing magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G1/00Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12Granules or flakes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Zgłoszenie ujawnia sposób wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego zawierającego ustabilizowany osad ściekowy i co najmniej jeden podstawowy składnik mineralny oraz ewentualnie uzupełniające składniki mineralne wzbogacające skład chemiczny nawozu o składniki pokarmowe dla roślin, w wieloetapowym procesie, na który składają się mieszanie, granulacja, suszenie, wydzielenie frakcji właściwej produktu, zawrót do granulatora nadziarna i podziarna, który charakteryzuje się tym, że ustabilizowany osad ściekowy, w którym uprzednio określono zawartość składników toksycznych dla roślin, pochodzący z oczyszczalni komunalnych i/lub przemysłowych o uwodnieniu 50% - 75%, korzystnie 55% - 70%, który zawiera od 40% do 65% frakcji organicznej, w ilości od 30% do 50% masowych w przeliczeniu na suchą masę, wprowadza wraz z rozdrobnionym, podstawowym składnikiem mineralnym do granulatora miksera, opcjonalnie dodaje uzupełniające składniki mineralne w postaci rozdrobnionej, intensywnie miesza przez okres od 60 do 300 sekund następnie suszy, rozdziela frakcje i konfekcjonuje frakcję właściwą o rozmiarach granuł od 1,0 do 7,0 mm, korzystnie od 2,0 do 5,0 mm, a podziarno i rozdrobnione nadziarno ponownie zawraca do procesu. Istotą zgłoszenia jest także nawóz organiczno-mineralny z ustabilizowanych osadów ściekowych, uzyskiwanych w procesie oczyszczania ścieków komunalnych i/lub przemysłowych wytworzonego sposobem według wynalazku, charakteryzujący się tym, że zawiera masowo do 70% składników mineralnych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych, mieszanych komunalno-przemysłowych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz wytwarzany z użyciem ustabilizowanych mieszanych komunalno-przemysłowych osadów ściekowych.
Osady ściekowe powstające w procesach oczyszczania ścieków są kłopotliwym odpadem ale zawierają szereg cennych składników z punktu widzenia możliwości ich wykorzystania do celów rolniczych (Nawożenie mineralne roślin uprawnych, Praca pod redakcją R. Czuby, Police 1996). Są to takie składniki jak, substancje organiczne, makroelementy główne (azot, fosfor i potas), makroelementy drugorzędne (wapń, magnez i siarka) oraz mikroelementy. Z uwagi na zawartość składników użytecznych rolniczo osady ściekowe są wykorzystywane bezpośrednio i po przetworzeniu w różnym stopniu do nawożenia upraw rolniczych i ogrodniczych. Należy jednak stwierdzić, że stopień wykorzystania osadów ściekowych nieprzetworzonych, jak i przetworzonych, do celów rolniczych należy ocenić jako niewystarczający. Głównymi przyczynami niedostatecznego wykorzystania osadów ściekowych do celów rolniczych są wysoka zawartość wody w osadach oraz wysoka zawartość składników toksycznych.
Rolnicze wykorzystanie osadów ściekowych jest możliwe po spełnieniu szeregu wymogów o charakterze chemicznym, fizykochemicznym i sanitarnym, które są określone w odpowiednich aktach prawnych (między innymi: Ustawa o odpadach i Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska w sprawie osadów ściekowych). Podstawowymi kryteriami dopuszczenia do rolniczego wykorzystania osadów ściekowych są (W. Grzebisz, Nawożenie roślin uprawnych, cz. 2, Nawozy i Systemy Nawożenia, PWRiL, Poznań 2009):
- krytyczna zawartość metali ciężkich,
- brak bakterii z rodzaju Salmonella,
- brak obecności żywych jaj pasożytów jelitowych,
- zawartość metali ciężkich w glebie,
- odczyn gleby,
- bezpieczeństwo jakości wód podziemnych i powierzchniowych.
Przetwarzanie osadów ściekowych na nawozy organiczne lub organiczno-mineralne ma na celu ich zhigienizowanie, skorygowanie składu chemicznego (dostosowanie do potrzeb uprawianych roślin), wyeliminowanie lub zminimalizowanie nieprzyjemnego zapachu oraz nadanie nawozom postaci fizycznej umożliwiającej ułatwione i równomierne zasilnie upraw. Często operację higienizacji osadów prowadzi się przy użyciu wapna palonego (patent PL184434) lub kwasów mineralnych (najczęściej siarkowego) i magnezytu surowego lub palonego (pat. PL232471). Ciepło hydratacji wapna palonego lub rozcieńczania kwasu siarkowego i jego reakcji z magnezytem są głównymi czynnikami powodującymi wzrost temperatury do takiego poziomu, że wszelkie organizmy żywe zawarte w ściekach zostają unicestwione.
Znany jest także z polskiego opisu patentowego PL169896 sposób higienizacji osadów ściekowych wraz z wytwarzaniem nawozu organiczno-mineralnego zawierającego magnez i potas, polegający na użyciu mieszaniny pyłów cementowych z częściowo wyprażonym dolomitem oraz ewentualnie z wyprażoną zwietrzeliną bazaltową. Dodatkowym efektem tego sposobu jest przeprowadzenie metali ciężkich zawartych w osadach ściekowych w postać trudnorozpuszczalną w wodzie.
Z uwagi na kwaśny odczyn większości krajowych gleb atrakcyjnym rozwiązaniem jest wzbogacanie składu nawozów na bazie osadów ściekowych o minerały węglanowe, głównie dolomit i wapniak. Stosuje się także takie rozwiązania jak dodawanie nawozów mineralnych zawierających makroelementy i mikroelementy do osadów ściekowych i wytwarzania w ten sposób nawozów mineralno-organicznych. W niektórych przypadkach autorzy rozwiązań proponują nadanie nawozom wytwarzanym na bazie osadów ściekowych charakteru nawozów o spowolnionym działaniu. Rozwiązania takie dotyczą głównie przypadków, gdy osady ściekowe zawierają duże ilości związków azotu i/lub fosforu i polegają na stosowaniu roztworów alginianu sodu i chlorku wapnia do wytworzenia powłok na granulach produktów wytworzonych we wcześniejszych etapach procesu wytwarzania nawozów - patent PL233663.
Według autorów patentu PL193582 osady ściekowe można użyć do nadania typowym nawozom mineralnym charakteru nawozu wolnodziałającego. Proponują oni w tym celu dodatek 30-80% komunalnych osadów ściekowych do nawozów mineralnych. W przypadku gdy nawozy mineralne zawierają sole amonowe lub mocznik, dodanie osadów ściekowych powinno być poprzedzone ich zakwaszeniem kwasem siarkowym lub fosforowym do pH 6,5-8,0.
Ze zgłoszenia GB2295146 znany jest proces wytwarzania środka rolniczego nawozu, który składa się z trzech etapów:
a. częściowe odwodnienie wodnej zawiesiny drobnoziarnistego materiału mineralnego, którym jest wapień lub dolomit, korzystnie materiał po odwodnieniu zawiera 50-86% suchej masy i co najmniej 35% wag. węglanu wapnia;
b. częściowe odwodnienie osadów ściekowych do zawartości suchej masy co najmniej 60% wag., korzystnie osad ściekowy poddaje się procesowi suszenia w podwyższonej temperaturze co sterylizuje osad;
c. mieszanie częściowo odwodnionego osadu ściekowego utworzonego w etapie (b) z częściowo odwodnionym drobnoziarnistym materiałem mineralnym z etapu (a) z wytworzeniem granulowanego produktu, przy czym w/w składniki miesza się w stosunku wagowym materiału mineralnego do osadu ściekowego wynoszącym od 8:1 do 0,2:1, a ich mieszanie korzystnie odbywa się w urządzeniu, które wprawia mieszane składniki w ruch opadający i rozbija ewentualne grudki z wytworzeniem materiału ziarnistego (granulatu).
Ewentualnie każdy ze składników granuluje się osobno przed zmieszaniem. Korzystnie do mieszaniny dodaje się co najmniej jeden dodatkowy składnik w postaci rozdrobnionej, np. materiał zawierający potas. Jak podano w opisie wytworzone tym sposobem granule mają wielkość w zakresie 0,5 do 4 mm.
Do stosowanych rozwiązań z zakresu wykorzystania osadów ściekowych do celów rolniczych należy zaliczyć także spalanie osadów ściekowych i bezpośrednie wykorzystanie do nawożenia uzyskanych popiołów lub wykorzystywanie uzyskanych popiołów do wytwarzania nawozów. Prowadzone są także prace nad odzyskiem związków fosforu z popiołów i ich dalsze wykorzystanie do różnych celów - publikacja K. Gorazda i współautorzy, Instalacja doświadczalna do odzysku związków fosforu z popiołów po spaleniu osadów ściekowych, Przem. Chem. 2016, t. 95, nr 10, s. 1872-75. Wadą takich rozwiązań jest jednak utrata azotu zawartego w osadach ściekowych w trakcie spalania, a także utrata makroelementów innych niż fosfor, oraz mikroelementów w trakcie odzysku fosforu.
Analizując przedstawione informacje na temat wykorzystania osadów ściekowych do wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych można zauważyć liczne wady poszczególnych rozwiązań. Są to liczne nierealistyczne dane dotyczące składu i możliwości rzeczywistej utylizacji osadów według podanych sposobów (np. ustabilizowany osad ściekowy o zawartości 15% azotu i/lub fosforu o zawartości 94% wody - patent PL233633). Na ogół poszczególne rozwiązania są dedykowane do osadów o specjalnych składach. Proponowane rozwiązania wymagają także stosowania specjalnych, na ogół drogich, dodatków ułatwiających granulację czy też higienizację osadów ściekowych (np. włókna celulozowe patent PL233754, magnezyt prażony - patent PL232471, fosforan trójsodowy - patent PL238701, wapno palone i gips budowlany - patent PL184434, itd.). Zastosowanie tych dodatków jest warunkiem uzyskania pozytywnych wyników proponowanych rozwiązań, ale znacznie podraża ich wykorzystanie.
Celem naszego wynalazku jest wyeliminowanie wad stosowanych dotychczas rozwiązań w technologii wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych z ustabilizowanych osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych i wytworzenie nowego nawozu organiczno-mineralnego o wysokiej jakości. Ponadto celem wynalazku jest zagospodarowanie odpadów i niskowartościowych nawozów mineralnych przy produkcji nawozów organiczno-mineralnych.
Nieoczekiwanie okazało się, że w przeciwieństwie do układów azotan amonu - ustabilizowane osady ściekowe oraz azotan amonu - chlorek potasu, w których przebiegają reakcje silnie egzotermiczne z dużą szybkością przy równoczesnej obecności azotanu amonu, ustabilizowanych osadów ściekowych i chlorku potasu, następuje tak silne ograniczenie reaktywności azotanu amonu z ustabilizowanym osadem ściekowym oraz ograniczenie oddziaływania chlorku potasu na rozkład azotanu amonu, że proces wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego i obrót tak otrzymanym produktem staje się wyraźnie bezpieczniejszy.
Według wynalazku sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego zawierającego ustabilizowany osad ściekowy, co najmniej jeden podstawowy składnik mineralny, którym jest rozdrobniony minerał węglanowy taki jak wapień i/lub dolomit i ewentualnie co najmniej jeden mineralny składnik uzupełniający wzbogacający skład chemiczny nawozu o składniki pokarmowe dla roślin, w wieloetapowym procesie produkcyjnym, na który składają się mieszanie, granulacja, suszenie, wydzielenie frakcji właściwej produktu, zawrót do granulatora rozdrobnionego nadziarna i podziarna, charakteryzuje się tym, że ustabilizowany osad ściekowy, w którym uprzednio określono zawartość składników tok sycznych dla roślin, pochodzący z oczyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych o uwodnieniu 50-75%, korzystnie 55-70%, który zawiera od 40 do 65% frakcji organicznej, w ilości od 30 do 50% masowych w przeliczeniu na suchą masę, wprowadza się wraz z rozdrobnionym do wielkości cząstek poniżej 0,15 mm, korzystnie poniżej 0,10 mm, podstawowym węglanowym składnikiem mineralnym dolomitem i/lub wapieniem i/lub magnezytem stosowanym w ilości od 20-70% masowych do granulatora miksera, który pracuje z prędkością obrotową wynoszącą od 500 do 1500 obr./min, korzystnie 1000 obr./min, opcjonalnie dodaje się uzupełniające składniki mineralne takie jak: nawóz azotowy na bazie azotanu amonu o zawartości azotu nie przekraczającej 25%, nawozowe fosforany amonowe, fosforyty miękkie, struwit, siarczan amonu, sól potasowa, siarczan potasu lub mocznik, w ilości od 0 do 50% masowych, w postaci rozdrobnionej do wielkości cząstek poniżej 1,5 mm, korzystnie poniżej 1 mm, intensywnie miesza przez okres od 60 do 300 sekund, przy czym proces granulacji prowadzi się przy użyciu surowców o temperaturze powyżej 10°C i nie wymaga on ogrzewania, następnie suszy, rozdziela frakcje i konfekcjonuje frakcję właściwą o rozmiarach granul od 1,0 do 7,0 mm, korzystnie od 2,0 do 5,0 mm, a podziarno i rozdrobnione nadziarno zawraca do procesu. Korzystnie, maksymalny udział osadu ściekowego w nawozie organiczno-mineralnym - końcowym produkcie, określa się na podstawie oznaczonej zawartości składników toksycznych dla roślin i wynosi on korzystnie od 30 do 45% masowych. Korzystnie, produkt uzyskiwany w granulatorze jest przesyłany bezpośrednio do suszarki, temperatura suszenia nie przekracza 80°C, a produkt suszenia nie wymaga kondycjonowania. Korzystnie, uzupełniającymi składnikami mineralnymi są nawóz azotowy o zawartości poniżej 25% azotu w postaci azotanu amonu, nawozowe fosforany amonowe określane jako MAP i DAP. Korzystnie, uzupełniającymi składnikami mineralnymi są pyły nawozowe powstające w nawozowych instalacjach produkcyjnych i/lub pozagatunkowe partie nawozów mineralnych takich jak: siarczan amonu i/lub mocznik i/lub nawozy azotowe na bazie azotanu amonu o zawartości azotu w postaci azotanu amonu nie przekraczającej 25%.
Przedmiotem wynalazku jest również granulowany nawóz organiczno-mineralny wytwarzany z ustabilizowanych osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych i co najmniej jednego podstawowego składnika mineralnego, którym jest rozdrobniony minerał węglanowy taki jak wapień i/lub dolomit oraz ewentualnie co najmniej jednego składnika mineralnego uzupełniającego, który zawiera osad ściekowy w ilości od 30 do 50% o zawartości składników organicznych od 40-65%, korzystnie 45-60% w przeliczeniu na suchą masę osadu oraz co najmniej jeden składnik mineralny taki jak dolomit i/lub wapień i/lub magnezyt stosowany w ilości od 20,0 do 70,0% masowych, oraz opcjonalnie składniki uzupełniające takie jak: nawozowe fosforany amonowe określane jako MAP i DAP, fosforyty miękkie, siarczan amonu, sól potasowa, siarczan potasu oraz nawozy azotowe na bazie azotanu amonu o zawartości azotu w postaci azotanu amonu nie przekraczającej 25% masowych, siarczan amonu, saletrosiarczan amonu, mocznik w ilości od 0-50%, przy czym zawiera:
do 10% azotu;
do 8% fosforu w przeliczeniu na P2O5; korzystnie od 5-8% fosforu w przeliczeniu na P2O5;
do 8% potasu w przeliczeniu na K2O;
do 35% wapnia w przeliczeniu na CaO;
do 28% magnezu w przeliczeniu MgO;
gdzie: azot zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz z siarczanu amonu i/lub mocznika i/lub fosforanów amonu i/lub struwitu i/lub nawozu azotowego o zawartości azotu poniżej 25%, fosfor zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz fosforanów amonu i/lub fosforytu miękkiego i/lub struwitu, potas zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz z soli potasowej i/lub siarczanu potasu, wapń zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego i/lub wapnienia i/lub dolomitu, magnez zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego i/lub magnezytu i/lub dolomitu, a produkt ma postać granulatu o rozmiarach granul od 1,0 do 7,0 mm, korzystnie od 2,0 do 5,0 mm. Korzystnie, azot zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz z nawozu azotowego o zawartości azotu poniżej 25% w postaci azotanu amonu. Korzystnie, nawóz zawiera do 5% azotu, przy czym azot pochodzi z osadu ściekowego oraz z nawozu azotowego o zawartości poniżej 25% azotu w postaci azotanu amonu. Korzystnie, nawóz zawiera do 10% azotu, przy czym azot pochodzi z osadu ściekowego oraz z siarczanu amonu i/lub mocznika.
Według wynalazku do wytwarzania nawozu wykorzystuje się ustabilizowane osady ściekowe pochodzące z oczyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych, węglanowe surowce mineralne takie jak dolomit i/lub wapniak i/lub magnezyt oraz odpadowe frakcje nawozów mineralnych zawierające azot, fosfor i potas, takich jak nawóz azotowy o zawartości azotu niższej niż 25% w postaci azotanu amonu, fosforany amonu, fosforyty miękkie, struwit, sól potasowa i/lub siarczan potasu przy wykorzystaniu granulatora-miksera jako urządzenia nadającego produktowi postać granul. Wytwarzany w taki sam sposób nawóz może zawierać także frakcje odpadowe i pełnowartościowe takich nawozów jak siarczan amonu i mocznik. Zestaw surowców przewidzianych do wykorzystania zawiera tylko substancje stałe. Nadanie nawozom wytwarzanych tylko z surowców stałych postaci granul narzuca pewne ograniczenia. Zastosowanie technik wykorzystywanych najczęściej przy produkcji nawozów mineralnych wymaga użycia przynajmniej jednego składnika w postaci płynnej (roztwór jednego ze składników, pulpa procesowa) lub użycia czynnika granulującego w postaci cieczy (dodatek wody, kwasu mineralnego, równoczesne stosowanie kwasu mineralnego i amoniaku, użycie ścieków procesowych itp.). W takich przypadkach istnieje konieczność odparowania wody dodanej w czasie granulacji co zwiększa koszty produkcji (A. Biskupski, W. Picher, Metody granulacji stosowane w krajowych wytwórniach nawozów oraz własności uzyskiwanych nawozów, Chemik 2008, nr 9, s. 398-408).
Nieoczekiwanie okazało się, że intensywne mieszanie wymienionych dwóch lub większej liczby stałych surowców, w tym ustabilizowanego osadu ściekowego, przewidzianych do użycia w rozwiązaniu według wynalazku, w temperaturze powyżej 10°C (np. temperatura otoczenia), pozwala na uzyskiwanie granul nawozu bez konieczności użycia cieczy. Wysuszenie uzyskanych granul nawozu nie wymaga tak dużego zużycia energii jak w przypadku innych technik granulacji. Ponadto okazało się, że uzyskany produkt nie wymaga dodatkowych operacji mających na celu zapewnienie odporności na zbrylanie. Wynalazek rozwiązuje problem utylizacji niskowartościowych surowców, w tym osadów ściekowych pochodzących z czyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych, odpadów produkcyjnych z produkcji nawozów mineralnych, w tym z produkcji nawozów saletrzanych. Niekiedy zawrót takich odpadów, z produkcji nawozów saletrzanych, zwłaszcza zanieczyszczonych, jest ryzykowny gdyż zanieczyszczenia zawarte w odpadowym nawozie saletrzanym mogą oddziaływać tak silnie na azotan amonu w warunkach wytwarzania nawozu saletrzanego, że stwarza to poważne zagrożenie bezpieczeństwa w przypadku skierowania odpadu do głównego ciągu technologicznego wytwarzania nawozu saletrzanego.
Produkt uzyskiwany według wynalazku charakteryzuje się wysoką wytrzymałością granul na ściskanie, brakiem skłonności do zbrylania oraz urozmaiconym składem chemicznym wskutek zawartości składników pokarmowych w osadach ściekowych, a także wskutek zastosowania dodatków mineralnych wzbogacających skład nawozu o składniki pokarmowe dla roślin. Dużą zaletą jest także niewielka skłonność nawozu wytwarzanego według wynalazku do zbrylania. Zjawisko to występuje dość powszechnie, z różnym nasileniem, wśród nawozów mineralnych oraz organiczno-mineralnych. Przeciwdziałanie temu zjawisku wymaga na ogół dodatkowej operacji technologicznej - kondycjonowania wytworzonych granul przy użyciu specjalistycznych dodatków. W wyniku badań przeprowadzonych przy wykorzystaniu przyspieszonego testu skłonności do zbrylania, stosowanego głównie do oceny tej własności nawozów wynika, że nawóz wytworzony według wynalazku wykazuje zdecydowanie niższą skłonność do zbrylania bez kondycjonowania niż nawozy saletrzane bez środków kondycjonujących z najlepszych krajowych wytwórni. Wykazuje także pod tym względem lepsze własności niż nawozy saletrzane kondycjonowane przy użyciu najlepszych antyzbrylaczy dostępnych na rynku.
Dużą zaletą wynalazku jest możliwość zagospodarowania kłopotliwych odpadów powstających podczas produkcji nawozów mineralnych. Są to surowce, które nie gwarantują wysokiej jakości nawozów mineralnych (np. wypełniacze stosowane przy produkcji nawozów saletrzanych), partie produktów o obniżonej jakości wytworzone w trakcie zaburzeń i awarii technologicznych, partie nawozów o pogorszonej jakości wskutek ich wadliwego i długotrwałego przechowywania, a także pyły powstające w nawozowych instalacjach produkcyjnych, których zawrót do procesu powoduje zakłócenia pracy instalacji oraz pogorszenie jakości wytwarzanego nawozu. Wśród nawozów o obniżonej jakości, których utylizację przewiduje niniejszy wynalazek, znajdują się nawozy zawierające azotan amonu. W przypadku użycia azotanu amonu do wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego, należy liczyć się z zagrożeniem bezpieczeństwa wytwarzania i przechowywania nawozów ze względu na równoczesną obecność w nawozie substancji utleniającej - azotan amonu i substancji reedukujących - składniki osadów ściekowych, a także katalizatora rozkładu azotanu amonu - jony chlorkowe. Określono doświadczalnie wartości graniczne udziałów odpadowych nawozów saletrzanych w nawozie wytworzonym według wynalazku, co zapewnia bezpieczeństwo wytwarzania i przechowywania nawozów. Kolejną zaletą wynalazku jest także możliwość użycia mocznika jako składnika uzupełniającego skład nawozu o azot. Mocznik w takim przypadku zwiększa zawartość azotu w nawozie i zwiększa swoją efektywność plonotwórczą, w porównaniu z jego działaniem w postaci nawozu pojedynczego mineralnego wskutek sorpcji mocznika przez materię organiczną zawartą w nawozie.
Wynalazek został opisany w niżej przedstawionych przykładach wykonania. Do oceny jakości produktów wytwarzanych według wynalazku zastosowano metody badawcze wykorzystywane powszechnie w kraju, przedstawione w pracy dostępnej w krajowym czasopiśmie (S. Schab i współautorzy, Ocena metod badania własności użytkowanych nawozów, Przem. Chem. 2013, t. 92, nr. 12, s. 2162-66).
Przykład 1
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 921 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 62,0% wody, 610 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 700 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał 1,52% N; 2,09% P2O5; 0,15% K2O; 1,48% CaO i 0,19% MgO, a mączka dolomitowa zawierała 30,0% wapnia w przeliczeniu na CaO i 18,0% magnezu w przeliczeniu na MgO. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik. Otrzymano granulat o łącznej masie 2231 g i średniej zawartości wody 26,9%, który poddano suszeniu. Otrzymano 1700 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz o zawartości: 1,40% N; 1,93% P2O5; 0,14% K2O; 19,7% CaO i 11,2% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1130 g produktu końcowego o uziarnieniu 2-5 mm, 51 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 519 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt końcowy poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,08 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 22,2 N/granulę. Poszczególne granule miały kształt owalny, powierzchnia ich była szorstka, a ich kształt oceniono na 3,6 w skali od 1 - kształt kulisty z gładką powierzchnią do 6 - łamańce z ostrymi krawędziami. Produkt, nie wykazał skłonności do zbrylania.
Przykład 2
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 921 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 62,0% wody; 21,5 g nawozowego fosforanu jednoamonowego określanego jako MAP; 63,8 g siarczanu amonu; 47,7 g soli potasowej - KCl, 477 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 800 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał 1,52% N; 2,09% P2O5; 0,15% K2O; 1,48% CaO i 0,19% MgO, mączka dolomitowa zawierała 30,0% wapnia w przeliczeniu na CaO i 18,0% magnezu w przeliczeniu na MgO, siarczan amonu zawierał 21,0% N, MAP zawierał 12,0% N i 50,0% P2O5, a sól potasowa zawierała 60% K2O. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulatormieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 2331 g i średniej zawartości wody 25,9% poddano suszeniu. Otrzymano 1800 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz o zawartości: 3,0% N; 3,0% P2O5; 3,0% K2O; 15,7% CaO i 8,8% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1200 g produktu końcowego o założonym uziarnieniu 2-5 mm, 72 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 528 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy, frakcja 2-5 mm, poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,31 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 34,5 N/granulę. Poszczególne granule miały kształt owalny, powierzchnia ich była szorstka, a według stosowanego przez autorów sposobu kształt granul oceniono na 3,5 w skali od 1 (kształt kulisty z gładką powierzchnią ) do 6 (łamańce z ostrymi krawędziami). Uzyskany produkt nie wykazał skłonności do zbrylania.
Przykład 3
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 921 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 62,0% wody; 66,9 g nawozowego fosforanu dwuamonowego określanego jako DAP; 52,1 g mocznika; 81 g soli potasowej oraz 410 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 950 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie o zawartości 4,0% wody. Zastosowano osad ściekowy o zawartości 1,52% N; 2,09% P2O5; 0,15% K2O; 1,48% CaO i 0,19% MgO, DAP o zawartości 18,0% N i 46,0% P2O5, mocznik o zawartości 46,0% N, sól potasową o zawartości 60,0% K2O oraz mączkę dolomitową o zawartości 30,0% CaO i 18,0% MgO. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 2481 g i średniej zawartości wody 24,5% poddano suszeniu. Otrzymano 1950 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz o zawartości 5,0% N; 5,0% P2O5; 5,0% K2O; 13,7% CaO i 7,6% MgO.
Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1173,9 g produktu końcowego o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 86,3 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 689,8 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,30 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 27,1 N/granulę. Poszczególne granule miały kształt owalny, powierzchnia ich była szorstka, a według stosowanego przez autorów sposobu kształt granul oceniono na 3,3 w skali od 1 (kształt kulisty z gładką powierzchnią) do 6 (łamańce z ostrymi krawędziami). Uzyskany produkt nie wykazał skłonności do zbrylania.
Przykład 4
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 921 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 62,0% wody; 132,1 g rozdrobnionego nawozowego fosforanu dwuamonowego określanego jako DAP; 162,4 g pyłu saletrosiarczanu amonowego oferowanego pod nazwą handlową Saletrosan® 26; 151,5 g siarczanu potasu oraz 164,4 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 1100 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,52% N; 2,09% P2O5; 0,15% K2O; 1,48% CaO i 0,19% MgO. Mączka dolomitowa zawierała 30,0% wapnia w przeliczeniu na CaO i 18,0% magnezu w przeliczeniu na MgO; Saletrosan® zawierał 26,0% N; DAP 18,0% N i 46,0% P2O5 a siarczan potasu 52,0% K2O. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 2631 g i średniej zawartości wody 23,4% poddano suszeniu. Otrzymano 2099 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 8,0% N; 8,0% P2O5; 8,0 K2O; 6,30% CaO i 3,13% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1365 g produktu o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 143 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 591 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,54 mm a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 65,2 N/granulę. Poszczególne granule miały kształt owalny, powierzchnia ich była szorstka a według stosowanego przez autorów sposobu kształt granul oceniono na 3,2 w skali od 1 (kształt kulisty z gładką powierzchnią) do 6 (łamańce z ostrymi krawędziami). Uzyskany produkt nie wykazywał skłonności do zbrylania.
Przykład 5
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 1167 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 70,0% wody; 75,9 g fosforytu miękkiego; 34,7g pyłu saletrosiarczanu amonowego oferowanego pod nazwą handlową Saletrosan® 30; 80,4 g soli potasowej oraz 419 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 1280 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,68% N; 2,40% P2O5; 0,15% K2O; 1,68% CaO i 0,66% MgO. Mączka dolomitowa zawierała 30,0% wapnia w przeliczeniu na CaO i 18,0% magnezu w przeliczeniu na MgO; Saletrosan® 30 zawierał 30,0% N; fosforyt zawierał 29,0% P2O5 i 49% CaO a sól potasowa 60,0% K2O. Włączono mieszadło na okres 150 sekund a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 3057 g i średniej zawartości wody 26,1% poddano suszeniu. Otrzymano 2280 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 3,0% N; 5,0% P2O5; 5,0 K2O; 18,3% CaO i 8,3% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1596 g produktu o założonym uziarnieniu (25 mm), 119 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 565 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,12 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 33,5 N/granulę. Poszczególne granule miały kształt owalny, powierzchnia ich była szorstka, a według stosowanego przez autorów sposobu kształt granul oceniono na 3,5 w skali od 1 (kształt kulisty z gładką powierzchnią) do 6 (łamańce z ostrymi krawędziami). Uzyskany produkt nie wykazał skłonności do zbrylania.
Przykład 6
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 777,8 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 55,0% wody; 19,0 g mocznika; 130 g struwitu; 80,4 g soli potasowej oraz 380,6 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 600 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,90% N; 3,00% P2O5; 0,23% K2O; 2,03% CaO i 0,68% MgO. Mączka dolomitowa zawierała 30,0% wapnia w przeliczeniu na CaO i 18,0% magnezu w przeliczeniu na MgO; mocznik zawierał 46,0% N; struwit zawierał 5,0% N; 20,5% P2O5; i 15,2% MgO, a sól potasowa 60,0% K2O. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 1987,8 g i średniej zawartości wody 22,7% poddano suszeniu. Otrzymano 1600 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 3,0% N; 5,0% P2O5; 5,0 K2O,13,0% CaO i 9,4% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1040 g produktu o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 96 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 464 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,28 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 28,2 N/granulę. Kształt uzyskanych granul oceniono na 3,3. Uzyskany produkt nie wykazał skłonności do zbrylania.
Przykład 7
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 777,8 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 55,0% wody 610 g wysuszonej mączki wapniakowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 600 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,80% N; 1,70% P2O5 i 0,10% K2O. Mączka wapniakowa zawierała 50,2% wapnia w przeliczeniu na CaO. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulatormieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 1987,8 g i średniej zawartości wody 22,7% poddano suszeniu. Otrzymano 1600 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 1,40% N; 1,32% P2O5; 0,08% K2O, 30,6% CaO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1010 g produktu o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 80,0 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 510 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,17 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 23,6 N/granulę. Kształt granul oceniono na 3,6. Uzyskany produkt nie wykazał skłonności do zbrylania.
Przykład 8
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 1167 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 70,0% wody; 610 g wysuszonej mączki magnezytowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 400 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,90% N; 3,00% P2O5 i 0,30% K2O. Mączka magnezytowa zawierała 40,2% magnezu w przeliczeniu na MgO. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 3077 g i średniej zawartości wody 28,2% poddano suszeniu. Otrzymano 2300 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 1,55% N; 2,57% P2O5; 0,35 K2O i 24,5% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1605 g produktu o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 120 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 685 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,05 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 24,1 N/granulę. Kształt granul oceniono na 3,6 i stwierdzono, że produkt nie wykazuje skłonności do zbrylania.
Przykład 9
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 833,3 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 58,0% wody; 113,9 g saletrosiarczanu amonu; 496,1 g wysuszonej mączki wapniakowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 580 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,90% N; 2,00% P2O5 i 0,30% K2O. Mączka wapniakowa zawierała 50,3% wapnia w przeliczeniu na CaO. Włączono mieszadło na okres 150 sekund, a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 2023,3 g i średniej zawartości wody 25,0% poddano suszeniu. Otrzymano 1580 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 5,0% N; 1,67% P2O5; 0,25% K2O; 25,0% CaO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 990,0 g produktu o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 81 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 509 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,37 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 43,2 N/granulę. Kształt granul oceniono na 3,4. Ponadto stwierdzono, że produkt nie wykazuje skłonności do zbrylania.
Przykład 10
Do laboratoryjnego granulatora-mieszalnika wprowadzono 972 g ustabilizowanego osadu ściekowego o zawartości 64,0% wody; 406,8 g krystalicznego siarczanu amonu odsianego o uziarnieniu poniżej 0,6 mm; 203,2 g wysuszonej mączki dolomitowej o uziarnieniu poniżej 0,10 mm oraz 980 g niewymiarowego zawrotu produktu wytworzonego wcześniej z surowców użytych w identycznej proporcji jak w niniejszym przykładzie, o zawartości 4,0% wody. Zastosowany osad ściekowy zawierał: 1,50% N; 2,10% P2O5 i 0,15% K2O. Mączka dolomitowa zawierała 30,3% wapnia w przeliczeniu na CaO oraz 18,0% magnezu w przeliczeniu na MgO. Włączono mieszadło na okres 150 sekund a po tym czasie opróżniono granulator-mieszalnik i otrzymany granulat o łącznej masie 2562 g i średniej zawartości wody 27,4% poddano suszeniu. Otrzymano 1980 g produktu o średniej zawartości wody wynoszącej 4,0% oraz 10,0% N; 2,0% P2O5; 0,15% K2O, 6,2% CaO i 3,7% MgO. Uzyskaną porcję produktu rozsiano przy użyciu zestawu sit o rozmiarach oczek 2,0 i 5,0 mm. Uzyskano 1199 g produktu o założonym uziarnieniu (2-5 mm), 61 g produktu o rozmiarach granul powyżej 5,0 mm (nadziarno) oraz 720 g produktu o rozmiarach cząstek poniżej 2,0 mm (podziarno). Produkt właściwy (frakcja 2-5 mm) poddano badaniom. Stwierdzono, że średnica zastępcza granul wyniosła 3,52 mm, a średnia wytrzymałość na ściskanie granul o rozmiarach 3,15-4,00 mm wyniosła 28,2 N/granulę. Kształt granul oceniono na 3,5. Ponadto stwierdzono, że produkt nie wykazuje skłonności do zbrylania.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego zawierającego ustabilizowany osad ściekowy, co najmniej jeden podstawowy składnik mineralny, którym jest rozdrobniony minerał węglanowy taki jak wapień i/lub dolomit i ewentualnie co najmniej jeden mineralny składnik uzupełniający i wzbogacający skład chemiczny nawozu o składniki pokarmowe dla roślin, w wieloetapowym procesie produkcyjnym, na który składają się mieszanie, granulacja, suszenie, wydzielenie frakcji właściwej produktu, zawrót do granulatora rozdrobnionego nadziarna i podziarna, znamienny tym, że ustabilizowany osad ściekowy, w którym uprzednio określono zawartość składników toksycznych dla roślin, pochodzący z oczyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych o uwodnieniu 50-75%, korzystnie 55-70%, który zawiera od 40 do 65% frakcji organicznej, w ilości od 30 do 50% masowych w przeliczeniu na suchą masę, wprowadza się wraz z rozdrobnionym, do wielkości cząstek poniżej 0,15 mm, korzystnie poniżej 0,10 mm, podstawowym węglanowym składnikiem mineralnym dolomitem i/lub wapieniem i/lub magnezytem stosowanym w ilości od 20,0 do 70,0% masowych do granulatowa miksera, który pracuje z prędkością obrotową wynoszącą od 500 do 1500 obr./min, korzystnie 1000 obr./min, opcjonalnie dodaje się uzupełniające składniki mineralne to jest nawóz azotowy na bazie azotanu amonu o zawartości azotu nie przekraczającej 25%, nawozowe fosforany amonowe, fosforyty miękkie, struwit, siarczan amonu, sól potasowa, siarczan potasu oraz mocznik w ilości od 0 do 50% masowych, w postaci rozdrobnionej do wielkości cząstek poniżej 1,5 mm, korzystnie poniżej 1 mm, intensywnie miesza przez okres od 60 do 300 sekund, przy czym proces granulacji prowadzi się przy użyciu surowców o temperaturze powyżej 10°C i nie wymaga on ogrzewania, następnie suszy, rozdziela frakcje i konfekcjonuje frakcję właściwą o rozmiarach granul od 1,0 do 7,0 mm, korzystnie od 2,0 do 5,0 mm, a podziarno i rozdrobnione nadziarno zawraca do procesu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że maksymalny udział osadu ściekowego w nawozie organiczno-mineralnym - końcowym produkcie, określa się na podstawie oznaczonej zawartości składników toksycznych dla roślin i wynosi on korzystnie od 30 do 45% masowych.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt uzyskiwany w granulatorze przesyła się bezpośrednio do suszarki, przy czym temperatura suszenia nie przekracza 80°C, a produkt suszenia nie wymaga kondycjonowania.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uzupełniającymi składnikami mineralnymi są nawóz azotowy o zawartości poniżej 25% azotu w postaci azotanu amonu, nawozowe fosforany amonowe określane jako MAP i DAP.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uzupełniającymi składnikami mineralnymi są pyły nawozowe powstające w nawozowych instalacjach produkcyjnych i/lub pozagatunkowe partie nawozów mineralnych takich jak: siarczan amonu i/lub mocznik i/lub nawozy azotowe na bazie azotanu amonu o zawartości azotu w postaci azotanu amonu nie przekraczającej 25%.
6. Granulowany nawóz organiczno-mineralny wytwarzany z ustabilizowanych osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków komunalnych i/lub przemysłowych i co najmniej jednego podstawowego składnika mineralnego, którym jest rozdrobniony minerał węglanowy taki jak wapień i/lub dolomit oraz ewentualnie co najmniej jednego składnika mineralnego uzupełniającego, znamienny tym, że zawiera osad ściekowy w ilości od 30 do 50% o zawartości składników organicznych od 40-65%, korzystnie 45-60% w przeliczeniu na suchą masę osadu oraz co najmniej jeden składnik mineralny taki jak dolomit i/lub wapień i/lub magnezyt stosowany w ilości od 20,0 do 70,0% masowych, oraz opcjonalnie składniki uzupełniające takie jak: nawozowe fosforany amonowe określane jako MAP i DAP, fosforyty miękkie, siarczan amonu, sól potasowa, siarczan potasu oraz nawozy azotowe na bazie azotanu amonu o zawartości azotu w postaci azotanu amonu nie przekraczającej 25% masowych, siarczan amonu, saletrosiarczan amonu, mocznik, w ilości od 0-50%, przy czym zawiera: do 10% azotu;
do 8% fosforu w przeliczeniu na P2O5; korzystnie od 5-8% fosforu w przeliczeniu na P2O5;
do 8% potasu w przeliczeniu na K2O;
do 35% wapnia w przeliczeniu na CaO;
do 28% magnezu w przeliczeniu MgO;
gdzie azot zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz z siarczanu amonu i/lub mocznika i/lub fosforanów amonu i/lub struwitu i/albo z nawozu azotowego o zawartości azotu poniżej 25%, fosfor zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz fosforanów amonu i/lub fosforytu miękkiego i/lub struwitu, potas zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz z soli potasowej i/lub siarczanu potasu, wapń zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego i/lub wapienia i/lub dolomitu, magnez zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego i/lub magnezytu i/lub dolomitu, a produkt ma postać granulatu o rozmiarach granul od 1,0 do 7,0 mm, korzystnie od 2,0 do 5,0 mm.
7. Nawóz według zastrz. 6, znamienny tym, że azot zawarty w nawozie pochodzi z osadu ściekowego oraz z nawozu azotowego o zawartości azotu poniżej 25% w postaci azotanu amonu.
8. Nawóz według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera do 5% azotu, przy czym azot pochodzi z osadu ściekowego oraz z nawozu azotowego o zawartości poniżej 25% azotu w postaci azotanu amonu.
9. Nawóz według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera do 10% azotu, przy czym azot pochodzi z osadu ściekowego oraz z siarczanu amonu i/lub mocznika.
PL445192A 2023-06-07 2023-06-07 Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych PL248312B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445192A PL248312B1 (pl) 2023-06-07 2023-06-07 Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445192A PL248312B1 (pl) 2023-06-07 2023-06-07 Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL445192A1 PL445192A1 (pl) 2024-12-09
PL248312B1 true PL248312B1 (pl) 2025-11-24

Family

ID=93799870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL445192A PL248312B1 (pl) 2023-06-07 2023-06-07 Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL248312B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259977A (en) * 1992-03-20 1993-11-09 Bio Gro Systems, Inc. Method and apparatus for the treatment of sewage sludge and the like
GB2295146A (en) * 1994-11-16 1996-05-22 South West Water Services Ltd Agricultural product from waste
EP0736496A2 (de) * 1995-04-04 1996-10-09 GFR Gesellschaft für die Aufbereitung und Verwertung von Reststoffen mbH Verfahren zur Konditionierung von industriellen Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen
PL184434B1 (pl) * 1997-04-28 2002-10-31 Inst Nawozow Sztucznych Pulawy posób otrzymywania granulowanego nawozu mineralno-organicznego z komunalnych osadów ściekowych i nawóz mineralno-organiczny z komunalnych osadów ściekowych

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259977A (en) * 1992-03-20 1993-11-09 Bio Gro Systems, Inc. Method and apparatus for the treatment of sewage sludge and the like
GB2295146A (en) * 1994-11-16 1996-05-22 South West Water Services Ltd Agricultural product from waste
EP0736496A2 (de) * 1995-04-04 1996-10-09 GFR Gesellschaft für die Aufbereitung und Verwertung von Reststoffen mbH Verfahren zur Konditionierung von industriellen Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen
PL184434B1 (pl) * 1997-04-28 2002-10-31 Inst Nawozow Sztucznych Pulawy posób otrzymywania granulowanego nawozu mineralno-organicznego z komunalnych osadów ściekowych i nawóz mineralno-organiczny z komunalnych osadów ściekowych

Also Published As

Publication number Publication date
PL445192A1 (pl) 2024-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kominko et al. The possibility of organo-mineral fertilizer production from sewage sludge
US5984992A (en) Sewage sludge recycling with a pipe cross-reactor
EP2774907A2 (en) Method and plant for continuous manufacture of granular USP nitrogen and phosphate type fertilizers and products on their basis
CZ20004926A3 (cs) Způsob přípravy granulí kombinovaných hnojiv
US20210395158A1 (en) Compacted polyhalite and a process for the production thereof
RU2085548C1 (ru) Способ получения азотнофосфорных продуктов и продукты, полученные таким способом
IL294104B1 (en) A polyhalite and sop granule and a process for the production thereof
WO2023073697A1 (en) A process for the production of a unified granule of polyhalite and an n-fertilizer
Langeveld Phosphorus recovery into fertilizers and industrial products by ICL in Europe
RU2626947C1 (ru) Фосфоркалийазотсодержащее npk-удобрение и способ получения гранулированного фосфоркалийазотсодержащего npk-удобрения
WO2009007514A2 (en) Reducing the phosphorus content of liquid manure
EP4157808B1 (en) Method for the manufacture of an ammonium nitrate-based composition and products thereof
PL248312B1 (pl) Sposób wytwarzania granulowanego nawozu z ustabilizowanych osadów ściekowych oraz granulowany nawóz z ustabilizowanych osadów ściekowych
PL237364B1 (pl) Sposób równoczesnego odzyskiwania do celów nawozowych związków fosforu i mikroelementów z ekstraktów po ługowaniu popiołów uzyskanych ze spalenia osadów ściekowych
WO2003018512A1 (en) Fertiliser
Malinowski et al. Production of compound mineral fertilizers as a method of utilization of waste products in chemical company Alwernia SA
US20260085019A1 (en) Fertiliser product
US8968440B1 (en) Fertilizer production
Brouwer International Fertiliser Society
JP3383224B2 (ja) 粒状肥料の製造方法
RU2306304C1 (ru) Способ получения сложного удобрения, содержащего азот, кальций и серу
PL169766B1 (pl) Sposób wytovarzania wieloskładnikowych nawozów granulowanych NP (NPK)
PL231701B1 (pl) Granulowany nawóz azotowo-fosforowo-potasowy o przedłużonym działaniu na bazie popiołu ze spalania biomasy oraz sposób wytwarzania granulowanego nawozu azotowo-fosforowo-potasowego o przedłużonym działaniu na bazie popiołu ze spalania biomasy
EP4587411A1 (en) Fertiliser product
EP4587412A1 (en) Beneficiating sodium sulfate-containing material