PL96342B1 - Sposob i urzadzenie do aerobowej stabilizacji wydalin zwierzecych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do aerobowej stabilizacji wydalin zwierzecych zwlaszcza gnojowicy, polegajacy na biologicznym przetwarzaniu masy plyrtnej gnojowicy na pelno¬ wartosciowy nawóz naturalny wykorzystywany w rolnictwie.

Dotychczas znane sa rózne sposoby i rózne urza¬ dzenia do tlenowej stabilizacji. Tlenowa stabili¬ zacja osadów i odpadów organicznych zwlaszcza smieci miejskich znana jest z angielskiego opisii patentowego nr 1.22)9.142. Polega ona na mieleniu odpadów, ich nawilzaniu, zaszczepieniu wczesniej wyhodowanymi szczepami bakteryjnymi, ich roz¬ mnazaniu w srodowisku stabilizowanym przez okresowe mieszanie osadów z zaszczepionymi szcze¬ pami z równoczesnym wtlaczaniem tlenu atmo¬ sferycznego, przy udziale którego nastepuje roz¬ mnazanie sie bakterii a tym samym utlenianie i stabilizacja.

Z innych majacych zastosowanie do przeróbki plynnych osadów organicznych wymienic mozna znane z amerykanskich opisów patentowych nr 3516545 i 3614072 — urzadzenia do oczyszczania scieków metoda przedluzonego osadu czynnego a tym samym tlenowej stabilizacji osadów orga¬ nicznych. Urzadzenia te przewidziano dla malych oczyszczalni rzedu 2,5,-=- 100 m3 scieków na dobe w celu wyrugowania dotychczas stosowanych osadników gnilnych bedacych rozsadnikami wielu chorób zakaznych a nawet epidemii. Metoda prze¬ to dluzonego osadu czynnego jest metoda malo wy¬ dajna i nieekonomiczna. Z innych niedogodnosci tej metody jest uzyskiwany wysoki stopien mine¬ ralizacji osadu, co zachodzi przy dlugim czasie na¬ powietrzenia i jego malym stezeniu w ukladzie.

Znane sa równiez sposoby neutralizacji gno¬ jowicy zagnilej, polegajace miedzy innymi na roz¬ wodnieniu gnojowicy i jej mieszaniu i natlenia¬ niu przy pomocy np. rotorów, turbin smigiel lo¬ patkowych. Podczas tego procesu nastepuje nad¬ mierne pienienie sie gnojowicy i wydobywa sie silna won. Wiadomy jest równiez fakt, ze w przy¬ rodzie w zasadzie zachodza dwa procesy biolo¬ giczne, proces aerobowy i anaerobowy. Procesem naturalnym wystepujacym w przyrodzie a takze we wszystkich organizmach i mikroorganizmach aerobowych jest proces aerobowy, proces aerobowy wystepuje dopiero wówczas gdy nastapia zakló¬ cenia praw przyrody. Wedlug aktualnego stanu wiedzy wiadomym jest, ze w kale wystepuja duze ilosci zywych i martwych mikroorganizmów. Ilosc ich wedlug literatury polskiej wynosi 14-^30% suchej masy kalu, wedlug niemieckiej okolo 1/3 suchej masy kalu, a wedlug angielskiej 30-^50% suchej masy organicznej kalu. Stwierdzono, ze ponad 50% wszystkich mikroorganizmów stanowia bakterie aerobowe, drugie miejsce zajmuja wzgledne anaeroby, a dopiero trzecie bezwzgledne anaeroby w tym mikroorganizmy gnilne. W kale wystepuja w duzych ilosciach, wszystkie biologicznie czynne 96 34296 3 enzymy i witaminy a takze kwasy nukleinowe i to w ilosciach R.N.A. okolo 20% suchej masy mikro¬ organizmów i D.N.A. okolo 3%.

Najblizszym rozwiazaniem do sposobu podanego wedlug wynalazku, wydaje sie sposób oczyszcza¬ nia scieków, choc nie gnojowicy — jest tlenowa stabilizacja osadów organicznych, przy pomocy sztucznie -produkowanych enzymów. Sposób ten nie wyszedl jednak poza sfere badan i prób z uwagi na duzy koszt produkcji enzymów.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego spo¬ sobu i urzadzenia by mozna bylo wykorzystac istniejace enzymy i witaminy znajdujace sie w swiezych wydalinach zwierzecych, a które do¬ tychczas nie byly wykorzystane ze wzgledu na zbyt pózne natlenianie wydalin, a które w zupel¬ nosci wystarczaja do prowadzenia procesu. Uzy¬ skujemy przy tym lepszy produkt koncowy, bez strat, w postaci bardziej wartosciowego nawozu naturalnego.

Istota sposobu bedacego przedmiotem zgloszenia jest wprowadzenie bezposrednio swiezych wydalin, do srodowiska wodnego, poddanego ciaglemu burzliwemu przeplywowi i znanemu natlenieniu tlenem atmosferyczym przy pomocy znanych urza¬ dzen. Inaczej, sposób prowadzenia procesu utle¬ niania- wydalin polega na wykorzystaniu duzych ilosci stale i równomiernie dostarczanych istnieja¬ cych juz mikroorganizmów tlenowych, enzymów i witamin, bytujacych tylko w swiezych wydali¬ nach zwierzat, którym poprzez znane natlenianie w odpowiednim czasie, wytworzymy sztuczne wa¬ runki do intensywnego zycia i naturalnego dyna¬ micznego ich rozwoju. Wykorzystanie enzymów i witamin biologicznie czynnych, wydatnie przy¬ spiesza proces stabilizacji. Proces ten prowadzony jest przy stalym stezeniu. Proces stabilizacji pro¬ wadzi sie w obiegu zamknietym w kanalach gno¬ jowych zmodernizowanych w obwodowy przewód, z mozliwoscia doprowadzania do tego obiegu sub- stratów 1 produktów zmineralizowanego mediir Medium otrzymane w wyniku procesu aerobowego nastepnie podlega rozdzieleniu* na osad i na wode.

Osad odprowadza sie na poletka osadowe, gdzie nastepuje dalsze odsaczanie i osuszanie. Oczysz¬ czona woda w procesie sedymentacji oraz z od¬ wodnienia na poletkach osadowych jest zawracana do obiegu w kanalach gnojowych celem zachowa¬ nia wymaganego stezenia i przyspieszenia procesu aerobowego.

Przedmiotem istoty urzadzenia do aerobowej stabilizacji wydalin zwierzecych jest wykorzysta¬ nie istniejacych kanalów gnojowych zmodernizo¬ wanych poprzez polaczenie ich przewodami lacz¬ nikowymi poprzecznymi. Otrzymamy w ten sposób jeden kanal obiegowy zwany obwodowym prze¬ wodem sluzacym do prowadzenia procesu aeracji swiezych wydalin. W sklad urzadzenia wchodzi (jeszcze osadnik recyrkulacyjny, który rozdziela areacyjne medium na wode i osad. Osadnik re¬ cyrkulacyjny zawiera zastawke sluzaca do wlotu medium z produktami stabilizacji i wylotu nadmia- • ru oczyszczonej wody nadosadowej do ponownego obiegu. Staly osad z osadnika odprowadzany jest na poletka osadowe celem dalszego osuszenia i od- 342 4 dzielenia osadu od resztek wody. Resztki wody odprowadzane sa do rzeki lub w razie potrzeby do przewodu obwodowego obiegu stabilizacyjnego.

Bardzo waznym elementem sposobu wynalazku jest fakt, ze proces stabilizacji wydalin, prowadzo¬ ny jest bez stosowania srodków chemicznych przez co produkt koncowy jakim jest nawóz jest produktem bardziej wartosciowym. Zastosowany proces jest procesem bezwonnym a zatem nie- uciazliwym dla otoczenia. Osad z procesu stabili¬ zacji latwo odwadnia sie i suszy. W procesie tym ginie 95—98% bakterii typu Escherichia Coli, na¬ tomiast ilosc bakterii saprofitycznych rosnie z cza¬ sem stabilizacji.

Zastosowanie procesu aerobowego nie wymaga ustanawiania strefy ochrony sanitarnej, poniewaz proces ten jest nieszkodliwy dla otoczenia.

Wynalazek jest przedstawiony w przykladzie wy¬ konania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia ogólny schemat realizacji wynalazku, fig. 2 — wi¬ dok z góry osadnika recyrkulacyjnego, fig. 3 — przekrój pionowy osadnika recyrkulacyjnego z czescia kanalu.

W obiekcie hodowlanym 7 i 8 wykorzystujac istniejace zbiorniki gnojowe polaczono je przewo¬ dami lacznikowymi poprzecznymi, tworzac w ten sposób kanal gnojowy obiegowy zwany obwodo¬ wym przewodem. Na prostych odcinkach obwodo¬ wego przewodu 1 rozmieszczono znane urzadzenia so natleniajace 2 i wymuszajace rotacyjny burzliwy obieg gnojowicy. Wzdluz obwodowego przewodu 1 znajduja sie ruszta 9.

W jednej z krzywizn obwodowego przewodu 1 wmontowano osadnik recyrkulacyjny 4 zawiera- jacy zastawki 3.

Osadnik recyrkulacyjny 4 w dolnej czesci za¬ wiera przewód rurowy 10 laczacy caly uklad z po¬ letkami osadowymi 5. Z poletek osadowych 5 wo¬ da poprzez dreny odprowadzana jest rurociagiem 6 40 do rzeki lub ponownego obiegu stabilizacyjnego.

Osadnik recyrkulacyjny 4 o ksztalcie walcowo- -stozkowym podzielony zostal na 2 komory; pierscieniowa komore sedymentacji 11 i komore gromadzenia produktów stabilizacji 12. Komory 45 te rozdzielone sa przegroda cylindryczna 14, lecz jednak posiadaja polaczenie poprzez szczeline 13.

Zastawki regulacyjne 3 znajduja sie w miejscu polaczenia osadnika 4 z obwodowym przewodem 1.

Obwodowy przewód 1 napelnia sie woda do 50 okreslonego poziomu. Po /napelnieniu woda wlacza sie do pracy urzadzenia natleniajace 2, celem in¬ tensywnego natlenienia wody i wprowadzenia jej w ruch. Nastepnie wprowadza sie do budynku zwierzeta hodowlane, których bezposrednio swieze 55 wydaliny wpadaja przez ruszty 9 do natlenionej wody. Warunkiem powodzenia sposobu jest to, aby czasokres spadania lub .dostania sie wydalin do obwodowego przewodu byl nie dluzszy niz 1 go¬ dzina. Wprowadzone do wody wydaliny zostaja 60 rozwodnione i podlegaja procesowi tlenowej sta¬ bilizacji.

W celu uzyskania wlasciwego stezenia gnojowicy w pierwszym okresie rozruchu sa one gromadzone w obiegu przez okres 4—6 dni, a nastepnie nad- 65 miar kierowany jest zastawka do osadnika re-96 342 6 cyrkulacyjnego 4. W osadniku 4 gnojowica trafia do pierscieniowej komory sedymentacji gdzie na¬ stepuje zageszczenie i oddzielenie czesci stalych wydalin od wody. Nadmiar wody nadosadowej czesciowo oczyszczonej w osadniku 4 kieruje sie ponownie do obwodowego przewodu 1 zastawka 3.

Woda ta nadal sluzy do rozwodnienia gnojowicy a jednoczesnie sluzy do utrzymania jej optymalne¬ go stezenia, które okresla sie w granicach 20—50 kg suchej masy na metr szescienny medium. Czesc stala wydalin — zageszczona opada grawitacyjnie poprzez szczeline 13 do komory gromadzenia pro¬ duktów stabilizacji 12.

Z komory 12 rurociagiem 10 zageszczone wyda¬ liny transportowane sa na poletka osadowe 5 ce¬ lem ostatecznego osuszenia. Poletka osadowe 5 normalnie pracuja jak stawy stabilizowane kilku¬ stopniowe, w których nastepuje wydzielenie sie i sedymentacja osadów stalych, zas woda odpro¬ wadzana jest rurociagiem 6 do rzeki lub ponowne¬ go obiegu. Poletka skladaja sie z dwóch komple¬ tów pracujacych na przemian. Poletka sa zdreno¬ wane. Drenaz pracuje tylko w czasie odwodnie¬ nia i suszenia osadów. Po zgromadzeniu wiekszej ilosci osadu na poletkach ulega on odwodnieniu, wysuszeniu a nastepnie zepchnieciu na pryzmy i rolniczym wykorzystaniu.

Claims (5)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób aerobowej stabilizacji wydalin zwie¬ rzecych, znamienny tym, ze do kanalów gnojowych budynku inwentarskiego zasilanych natleniona woda poddana burzliwemu przeplywowi, wprowa¬ dza sie swiezy kal, zasadniczo bezposrednio po jego wydaleniu przez zwierzeta i kontunuuje sie proces aerobowy zachodzacy przy udziale mikroorga¬ nizmów, enzymów i witamin stale dostarczanych 10 20 25 30 w swiezych wydalinach zwierzat, przy czym pro¬ ces stabilizacji prowadzi sie w obiegu zamknietym z mozliwoscia doprowadzania do tego obiegu substratów i produktów zmineralizowanego me¬ dium w celu uzyskania pozadanego stezenia.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze otrzymane w wyniku procesu aerobowego medium rozdziela sie, korzystnie przez sedymentacje na osad i wode przy czym osad odprowadza sie na poletka osadowe, gdzie nastepuje ostateczne od¬ dzielenie czesci mineralnych od wody.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wode i/lub osad uzyskane w wyniku sedymentacji oraz wode uzyskana z odwodnienia osadu na po¬ letkach osadowych zawraca sie do kanalów gno¬ jowych aeracyjnych w ilosci potrzebnej dla za¬ chowania wymaganego stezenia mieszaniny za¬ wartej w tych kanalach i przyspieszenia procesu aerobowego.

4. Urzadzenie do aerobowej stabilizacji wydalin zwierzecych zawierajace instalacje aeracyjna i in¬ stalacje do oddzielania wody i osadu, znamienne tym, ze sklada sie z kanalów gnojowych znajdu¬ jacych sie w budynkach inwentarskich i polaczo¬ nych w obwodowy przewód (I) za pomoca prze¬ wodów lacznikowych poprzecznych przy czym do obwodowego przewodu (1) jest przylaczony osadnik recyrkulacyjny (4) zawierajacy zastawke regula¬ cyjna (3) wyposazona w wlot medium z produkta¬ mi stabilizacji i wylot nadmiaru wody nadosado¬ wej do zawracania jej do obiegu stabilizacyjnego.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze wylot osadu z osadnika recyrkulacyjnego (4) jest polaczony z przewodem (10) do odprowadza¬ nia osadu na poletka osadowe (5) zawierajace ru¬ rociag (6) odprowadzajacy w razie potrzeby od¬ dzielona z osadu wode do przewodu obwodowe¬ go (1) obiegu stabilizacyjnego. Fie.1.96 342 1 3 11 % 12 U 11 r j-r - - - - LDA - Zaklad 2, Typo - zam. 302/78 - 105 egz. Cena zl 45 —