RO130328B1 - Procedeu de recuperare a substanţelor humice din percolat provenit din depozite urbane de gunoi solid sau altele asemenea, şi substanţe humice obţinute prin procedeu - Google Patents

Procedeu de recuperare a substanţelor humice din percolat provenit din depozite urbane de gunoi solid sau altele asemenea, şi substanţe humice obţinute prin procedeu Download PDF

Info

Publication number
RO130328B1
RO130328B1 ROA201400754A RO201400754A RO130328B1 RO 130328 B1 RO130328 B1 RO 130328B1 RO A201400754 A ROA201400754 A RO A201400754A RO 201400754 A RO201400754 A RO 201400754A RO 130328 B1 RO130328 B1 RO 130328B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
humic substances
percolate
solid
substances
humic
Prior art date
Application number
ROA201400754A
Other languages
English (en)
Other versions
RO130328A2 (ro
Inventor
Giorgio Tonolo
Original Assignee
Depuraque S.R.L.
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 Depuraque S.R.L. filed Critical Depuraque S.R.L.
Publication of RO130328A2 publication Critical patent/RO130328A2/ro
Publication of RO130328B1 publication Critical patent/RO130328B1/ro

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D3/00Calcareous fertilisers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B1/00Dumping solid waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • 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
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00Other inorganic fertilisers
    • C05D9/02Other inorganic fertilisers containing trace elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048Purification of waste water by evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/13Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F2001/5218Crystallization
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate
    • 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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de recuperare a substanțelor humice din percolatul provenit din depozite urbane de gunoi solid sau altele asemenea, și la o substanță humică obținută prin acest procedeu.
Substanțele humice sunt substanțe organice complexe cu structură variabilă și încă incomplet definită (structură macromoleculară, supramoleculară), care constă din catene ramificate, în principal, dar nu exclusiv, mono- și policiclice, incluzând heterocicluri, aromatice cu grupe funcționale, în principal, carboxil, fenol și hidroxil, dar și eteri, esteri, amino etc.
Aceste substanțe se clasifică în funcție de solubilitatea lor în apă (mai precis, capacitatea acestora de a forma soluri coloidale) la diferite valori ale pH-ului (pH acid 0...7, pH neutru 7, pH bazic 7...14), după cum se indică mai jos:
- acizi humici (HA)................... insolubili la pH acid și solubili la pH bazic;
- acizi fulvici (FA) ...........................solubili la pH acid și la pH bazic;
- humine ................................insolubile la pH acid și la pH bazic.
Aceste caracteristici de solubiIitate fac ca substanțele humice să fie extrase din minerale cărbunoase, cum arfi leonardit, lignit, turbă și, de asemenea, recent, din compușii produși prin transformarea și stabilizarea, în instalații controlate, a gunoiului menajer organic, cum ar fi fracția organică a gunoiului menajer solid, urban (S.U.R).
Leonarditul, care se formează prin descompunerea lentă a substanțelor organice (în special a ligninei), este faza oxidată la suprafață cea mai recentă a transformării geochimice a substanțelor organice vegetale din turbă și lignit. Acesta este deosebit de bogat în substanțe humice, care se extrag în soluție apoasă bazică de hidroxid de potasiu (pH 9...12). Aceste soluții, care pot conține săruri anorganice solubile în apă bazică în cantități variabile, în funcție de zonele de origine, se comercializează în mod normal, cu diferite concentrații de substanțe humice, în special ca amelioratori pentru sol în agricultură. în acest sens, substanțele humice modifică caracteristicile solurilor și ameliorează creșterea și sănătatea celor mai diferite culturi agricole atât prin tratarea solului, cât și prin aplicare foliară.
în special, substanțele humice ameliorează:
- capacitatea de retenție a apei în sol;
- structura și fertilitatea solului; prin efectul de chelatizare a grupelorfuncționale prezente în substanțele humice, se previne îndepărtarea prin spălare a nutrienților și a microelementelor (fier, calciu, fosfor etc.) și se mărește accesibilitatea acestora în timp, cu avantajul creșterii și sănătății plantelor.
Substanțele humice sunt practic ne-biodegradabile; acestea constau din macromolecule cu masă moleculară medie (FA) și masă moleculară mare (HA), cu părți hidrofobe și grupe funcționale hidrofile care sunt parțial acide și în formele lor salifiate cu metale alcaline prezintă proprietăți tensioactive care le fac apte de a fi folosite ca agenți tensioactivi pentru spălarea pământului și a solurilor, în vederea decontaminării acestora de hidrocarburi și/sau de metale grele, folosind, de asemenea, proprietățile acestora de chelatizare a diferitelor metale grele.
Substanțe similare celor humice, dar nu de origine naturală, s-au obținut prin oxidarea controlată a cărbunelui și s-au propus ca amelioratori ai solului sau pentru inertizarea cenușii industriale bogate în metale grele.
Se cunoaște că, în funcție de calitatea gunoiului menajer, de gradul de maturare al depozitului de gunoi și de nivelul de ploi, percolatul din depozitele S.U.R. poate conține cantități de substanțe humice (0,05...5% în greutate) considerate interesante pentru scopuri industriale și comerciale; totuși, recuperarea directă a acestora din percolat prin metode cunoscute nu permite obținerea unui produs, la un cost competitiv, care să fie lipsit de diferite impurități prezente în percolat, în special în ceea ce privește compușii cu azot și amoniac, și, ca urmare, este inadecvat pentru o utilizare similară a substanțelor humice obținute prin metodele descrise anterior.
RO 130328 Β1
Problema prezentei invenții este de a realiza un procedeu care să permită obținerea de 1 substanțe humice de calitate comercială din percolatul din depozite S.U.R. și gunoi menajer similar, cu un consum mai mic de reactivi (acizi, aditivi) și prin folosirea de tehnologii simple, 3 care pot fi integrate și utilizate cu tehnologiile existente, astfel încât să necesite investiție mică și costuri de exploatare scăzute. 5 în rezolvarea acestei probleme trebuie luate în considerare următoarele.
Concentrația de substanțe humice în percolat se modifică cu durata (vârsta) de activitate 7 a depozitului S.U.R.; succesiunea etapelor de degradare biologică care au loc asupra unei componente organice a gunoiului menajer depozitat se cunoaște a fi următoarea: 9
- o etapă inițială scurtă, de biodegradare aerobică, în principal datorită oxigenului interstițial, în timpul căreia este o producție mică de percolat sau de substanțe humice; 11
- o a doua etapă prelungită, de degradare anaerobă, care, la rândul său, este împărțită în etape succesive: 13
a) etapa acidogenă, în care se formează acizi grași volatili și dioxid de carbon prin fermentație, cu o scădere consecutivă a pH-ului. Se formează o cantitate mare de percolat 15 cu pH acid (5...6) având BOD5 ridicat, concentrație ridicată de săruri, mobilizare a metalelor grele, dar o prezență scăzută de substanțe humice; 17
b) etapa acetogenă, în care acizii volatili cu catenă scurtă formați prin fermentație sunt degradați de bacteriile acetogene la acid acetic, un substrat al bacteriilor metanogene. Se 19 produce metan, hidrogenul și dioxidul de carbon scad și pH-ul crește. Percolatul prezintă o concentrație mai mică de metal și BOD5 decât în etapa anterioară și o creștere în substanțe 21 humice și a concentrației de amoniac;
c) etapa metanogenă, în care se formează o cantitate mare de metan prin 23 prevalența bacteriilor metanogene, hidrogenofile și, mai presus de toate, a celor acetofile (răspunzătoare de producția a 70% din metan). Această etapă caracterizează maturitatea 25 depozitului de gunoi: percolatul prezintă pH neutru-alcalin (7...10); concentrații scăzute de acid volatil și de solide dizolvate (BOD5 scăzut), mobilitate scăzută a metalelor grele (de exemplu: 27 Fe, Zn), concentrație ridicată de amoniac, concentrație maximă de substanțe humice.
Percolatul dintr-un depozit de gunoi matur este, de fapt, recognoscibil vizual prin 29 culoarea brun închis tipică substanțelor humice (culoare brun-negru pentru HA; culoare galbenbrun pentru FA). Studiile efectuate privind natura chimică și structurală a substanțelor humice 31 obținute din percolatul din diferite depozite S.U.R., prin analize chimico-fizice (spectroscopie, UV, FTIR, RMN etc.) au arătat că acestea sunt similare, dar nu egale, cu cele obținute prin 33 extracție din leonardit, turbă, lignit, compost.
în purificarea percolatelor depozitelor de gunoi, substanțele humice se îndepărtează, 35 în principal, împreună cu hidroxizii și carbonații bazici ai metalelor grele, prin precipitare/limpezire prin floculare cu săruri de aluminiu și de fier, hidroxid de calciu, floculanți organici etc., 37 implementate prin tehnologii cu membrane (ultrafiltrare, osmoză inversă), care se colmatează, însă, cu ușurință cu substanțele humice. Nămolurile produse prin purificarea percolatului se 39 reciclează, de regulă, la depozitul de gunoi sau se evacuează în alt mod, acestea nefiind convenabile din punct de vedere economic pentru recuperarea substanțelor humice de calitate 41 comercială satisfăcătoare.
Percolatul matur este o soluție bazică de substanțe humice și se clasifică, în mod 43 normal, conform reglementărilor din Italia și a celor Europene, ca gunoi menajer percolat, nepericulos în mod special (CER cod 190703). Este posibilă, de asemenea, o filtrare inițială 45 pentru ca orice solide suspendate să fie la valori scăzute, sub 500 mg/l, cunoscut fiind că unele microimpurități organice periculoase, cum arfi policlordibenzodioxinele și policlordibenzo- 47 furanii, în caz că sunt prezente, sunt practic absorbite în materialul insolubil sub formă de particule (solide suspendate). 49
RO 130328 Β1
Problema invenției este de a recupera substanțele humice din această soluție și de a le purifica de orice impurități prezente care le fac neadecvate pentru orice utilizare specifică.
în prezenta invenție, s-a constatat că, dacă în loc de a trata percolatul matur la pH 7...10 cu acid anorganic, de exemplu acid sulfuric, până la precipitarea completă a substanțelor humice la pH 2...2,5, aceeași operație se efectuează pe percolat după concentrarea acestuia, de la 10 până la de 20 de ori, prin evaporare, de exemplu sub vid; este suficient să se utilizeze o cantitate de acid anorganic egală cu un sfert din cea care s-ar folosi pentru tratarea aceleiași cantități de percolat neconcentrat. Această reducere de aproximativ patru ori a consumului specific de acid se realizează prin scăderea semnificativă a alcalinității percolatului în timpul procedeului de concentrare, datorită descompunerii termice a bicarbonaților și în special a bicarbonatului de amoniu, prezent, de regulă, în concentrație ridicată în percolatul matur, în amoniac și dioxid de carbon, care se îndepărtează ulterior din percolat prin evaporare.
Alt avantaj al precipitării acide a substanțelor humice din percolat concentrat prin evaporare, de exemplu sub vid, este absența practic totală în percolatul concentrat și, ca urmare, în substanțele humice precipitate din acesta, a posibilelor impurități volatile, organice (acizi carboxilici, hidrocarburi, alte substanțe organice alifatice/aromatice, inclusiv halogenate și cu azot) sau anorganice (în principal amoniac); aceasta facilitează etapa de purificare ulterioară a substanțelor humice, pentru a obține substanțe humice de calitate comercială.
Alt avantaj este acela că etapa de precipitare a substanțelor humice cu acid se poate efectua la temperatură ridicată, 50...100°C, la temperatura percolatului concentrat evacuat din evaporator, fără costuri energetice suplimentare, îmbunătățind astfel morfologia precipitatului și eficiența etapelor ulterioare de separare solid-lichid și de purificare prin spălare cu apă, eventual acidulată cu acid anorganic la pH < 7, pentru a reduce impurități, cum ar fi săruri anorganice și compuși organici solubili în apă.
Alt avantaj al operării pe percolat concentrat este acela că, în timpul evaporării, acesta suferă tratament termic, la temperaturi de 50...130°C, un timp de staționare mediu ridicat (2...7 h), cu reducerea ulterioară a încărcării bacteriene inițiale, care, în continuare, se reduce în etapa următoare de acidulare la pH 2, obținând un produs practic lipsit de bacterii nocive, cum ar fi Escherichia coli și Salmonella.
în cele din urmă, prezenta invenție, pe lângă implicațiile economice avantajoase (substanțele humice fiind un produs valoros care, pe lângă utilizările curente menționate, își poate găsi alte aplicații profitabile în viitor), are și valabilitate ecologică considerabilă, deoarece se recuperează din gunoaie menajere o substanță înalt eco-compatibilă deosebit de utilă pentru recuperarea și ameliorarea solurilor aride și/sau epuizate, favorizând conversia dioxidului de carbon în biomasă vegetală pentru scopuri alimentare sau pentru formarea de surse de energie regenerabile, cu reducerea succesivă a emisiei acestui gaz de seră în atmosferă.
Problema invenției este rezolvată printr-un procedeu de recuperare a substanțelor humice din percolatul provenit din depozite de gunoaie solide urbane sau altele asemenea, după cum se descrie în revendicarea 1.
O formă de realizare preferată a prezentei invenții este explicată, în continuare, cu referire la diagrama bloc însoțitoare și la unele exemple care nu sunt limitative.
După cum se poate vedea din diagrama bloc, în procedeul conform invenției, dacă percolatul provenit dintr-un depozit S.U.R. sau altul asemenea în faza de maturare conține solide suspendate, acesta se filtrează inițial cu filtre adecvate, cum arfi filtre de nisip, microfiltre, decantoare, centrifuge, pentru a obține o concentrație de solide suspendate sub 500 mg/l (determinată prin metoda IRSA-CNR 2090) pentru a îndepărta orice substanțe organice contaminante, cum arfi policlordibenzodioxine și policlordibenzofurani, care, dacă sunt prezente, se cunoaște că sunt adsorbite în materialul sub formă de particule solide suspendate.
RO 130328 Β1
Percolatul sub formă de particule are pH neutru sau bazic (pH 7...10), este de culoare 1 brun, conține cel mult 0,1% în greutate substanțe organice determinate ca diferența dintre solidele de la 105°C (R105) și solidele de la 600°C (R600), determinate prin metoda IRSA 3
Q64(2) 84 met.02 și, în special, peste 0,05% în greutate carbon humic, determinat prin metoda DM 23-01-91 S.O.G.U No. 29/91. 5
Percolatul se supune, apoi, unei etape de evaporare continuă, sub vid, la o presiune de 5...200 KPa, la temperatura de 5O...13O°C, de preferință printr-un procedeu continuu cu efect 7 multiplu, un timp de staționare mediu de 2...7 h, până la obținerea unui reziduu lichid cu un volum redus la 1/5...1/29 din volumul inițial de percolat, la pH bazic de 8...11. 9
Percolatul concentrat conține toate substanțele humice în soluție, în special acizi humici solubili în mediu bazic, acizi fulvici și săruri anorganice, în special cloruri, sulfați, fosfați, silicați 11 alcalini (săruri de Na, K) și silicați alcalino-pământoși (săruri de Ca, Mg).
Apa condensată din etapa de evaporare-concentrare conține impurități volatile prezente în 13 percolatul inițial, cum arfi amoniac, substanțe organice volatile, hidrocarburi, substanțe organice halogenate. Aceste substanțe se elimină din apa condensată într-o etapă ulterioară de 15 stripare/absorbție care permite recuperarea soluției de sulfat de amoniu, utilizabil în industrie.
Apa de condensare, purificată în acest fel, se poate utiliza în etapa de spălare acidă a 17 substanțelor humice brute sau se poate evacua la sistemul de canalizare publică, în ape de suprafață sau în sol, după o eventuală purificare suplimentară prin procedee cunoscute, de 19 exemplu prin oxidare, adsorbție pe cărbune activ, ultrafiltrare, osmoză inversă etc., pentru a obține limitele de contaminare acceptabile pentru evacuare. 21
Percolatul concentrat se supune unei etape de acidulare prin adăugare, sub agitare, a unei soluții apoase de acid organic, de exemplu acid sulfuric concentrat 37,5% g, acid clorhidric 23 37,5% g, acid fosforic 75% g, la o temperatură între temperatura ambiantă și punctul de fierbere al percolatului concentrat, într-un utilaj de precipitare discontinuu sau continuu, de exemplu în 25 trei etape, cu linie continuă de distribuire a acidului, cu controlul pH-ului și cu agitare, de exemplu prin reciclare cu amestecătoare statice, până la precipitarea completă a unui solid 27 floconos de substanțe humice, la pH 1...3, de preferință constant la 2,0; cantitatea de acid necesară variază în funcție de tipul de percolat și de tipul acidului; de exemplu, pentru un 29 percolat matur, acidul sulfuric 37,5% g poate fi de aproximativ 10% voi din volumul de percolat concentrat. 31
Precipitarea substanțelor humice începe la pH 4,5...4,0, cu o eventuală formare de spumă, care poate fi redusă și controlată prin adăugare de cantități mici de agent anti-spumant, 33 de exemplu de tip silicon; sistemul de acidulare și de precipitare este prevăzut cu mijloace de agitare, mijloace de evacuare și de tratare a vaporilor și a substanțelor necondensabile, cum 35 arfi dioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat și substanțele acide anorganice și organice volatile la respectivele condițiile de pH și temperatură; ca urmare, această etapă contribuie, de 37 asemenea, la purificarea substanțelor humice de substanțele care ar reduce calitatea acestora, de exemplu sulfuri nocive cu miros neplăcut. 39
Substanțele humice se supun apoi unei etape de separare solid/lichid, realizată prin una sau mai multe dintre metodele cunoscute, cum ar fi prin filtrare, incluzând filtrarea sub vid, 41 centrifugare, decantare, flotație etc. Pentru a îmbunătăți eficiența acestor operații, poate fi oportună adăugarea cantităților mici, în general sub 1,0% voi, agenți defloculare polimerici, cum 43 arfi poliacrilați, polielectroliți cationici pe bază de poliacrilamide, aditivi care, în orice caz, nu influențează calitatea produsului final. 45
La terminarea acestor etape, se obțin următoarele:
- o soluție acidă de săruri anorganice la pH 1...3, de preferință 2,0, în cantitate de 47 20...90% voi din suspensia obținută anterior prin acidulare, conținând o parte de acizi fulvici (colorare galbenă) și alte substanțe organice nevolatile solubile în apă, prezente în percolatul 49
RO 130328 Β1 inițial; această soluție se alimentează la o secțiune de neutalizare, la pH mai mare de 4 și apoi la evacuare sau la o etapă de concentrare și cristalizare pentru separarea prin precipitare în special a sărurilor alcaline și a celor de metale grele, în principal cloruri și sulfați, în timp ce apele de condensare se recuperează și se reciclează la următoarea secțiune de spălare, sau se evacuează, după o eventuală tratare;
- o suspensie acidă concentrată de substanțe humice brute cu pH 1...3, de preferință 2,0, în cantitate de 80...10% voi din suspensia de substanțe humice brută, obținută anterior prin acidularea percolatului concentrat, cu solide la 105°C de 10...80% g substanțe humice brute, constând în principal din acid humic și, într-o mai mică măsură, acid fulvic. Substanțele humice brute se dizolvă apoi ca humați alcalini solubili prin adăugarea unei soluții apoase de hidroxid alcalin, de preferință de potasiu, la pH 5,0...10,0, de preferință pH 7,0; se obține o soluție apoasă de substanțe humice brute care, eventual diluată, se poate folosi ca ameliorator pentru sol în agricultură, după verificarea complianței, din punct de vedere calitativ și cantitativ, cu limitele analitice prevăzute de reglementările curente pentru produse de origine similară, cum arfi nămolul de la instalațiile de purificare a apei municipale și composturile din fracția organică S.U.R.
Dacă este necesar, înainte de dizolvare în soluție apoasă de hidroxid alcalin, substanțele humice brute se purifică prin spălare cu apă, eventual provenită de la purificarea condensatelor produse în etapele de evaporare ale prezentului procedeu (figura), acidulată la pH < 7 cu acid anorganic, de exemplu acid sulfuric și/sau acid clorhidric și/sau acid fosforic, prin metode cunoscute de spălare discontinuă sau continuă.
Se obține o suspensie de substanțe humice purificate cu un conținut de solide la 105°C de 10...80% g, de preferință 40%, cu pH 5...7 și salinitate scăzută, exprimată ca solide la 600°C, sub 15% g, de preferință 5% g.
Dacă se consideră necesar, soluția apoasă de substanțe humice brute sau purificate, solubilizate ca humați alcalini, poate fi în continuare purificată prin tratare cu produse adsorbante solide, cum arfi cărbune activ, caolin, argilă etc., pentru a îndepărta orice microimpurități organice, cum arfi alchilftalați, în special 2-etil-hexilftalat, nonil- și octil-fenoli, bisfenol A.
Soluția apoasă de substanțe humice brute sau purificate descrisă mai sus, pe lângă utilizarea, după eventuala diluție, ca ameliorator pentru sol pentru culturi agricole, conform limitelor calitative și cantitative prevăzute de reglementări, poate fi transformată în următoarele forme similare celor existente pe piața substanțelor humice:
- produs sub formă de pulbere sau granulat, cu conținut în umiditate de 10...30% g, obținut prin uscare, de exemplu în bazine lagunare și expunere la aer, în cuptoare cu încălzire electrică sau cu microunde, raze infraroșii etc.;
- produs sub formă de soluție de humat de fier (II), obținut prin adăugarea de sulfat feros la soluția bazică;
- produs sub formă de suspensie sau uscat de humat de calciu sau magneziu, obținut prin adăugare de CaO, Ca(OH)2 sau MgO sau Mg(OH)2, la pH > 7, cu precipitarea humaților insolubili de calciu sau magneziu, la pH bazic.
Următoarele exemple ilustrează prezenta invenție, fără, însă, a o limita.
Exemplul 1
La 100 ml de percolat filtrat ca atare (proba 1 p), provenit dintr-un depozit de gunoi S.U.R. matur (A), cu mai puțin de 500 mg/l solide suspendate, de culoare brun, având caracteristicile prezentate în tabelul 1, se adaugă, la temperatura ambiantă, sub agitare continuă, cantități incrementale (ml), succesive, de soluție apoasă 37,45% de acid sulfuric, densitate 1,28 g/ml, măsurând pH-ul cu un pH-metru prevăzut cu un electrod de sticlă calibrat, și la fiecare adăugare de acid se înregistrează valorile la pH constant.
RO 130328 Β1
Inițial, se observă efervescență cu formare de spumă, care se reduce și se controlează 1 prin adăugare de agent antispumant pe bază de silicon (0,2 ml de soluție 10% Dinapan 16WD). La aproximativ pH 4, începe formarea unui precipitat brun floconos, culoarea soluției trecând 3 spre galben, iar efervescența și spumarea încetează și se continuă adăugarea de acid sulfuric.
La pH 2 se întrerupe adăugarea de acid sulfuric și o porțiune a suspensiei se pune într-o 5 fiolă și se centrifughează la 3200 rpm, timp de 10 min, iar supernatantul se separă ca soluție limpede. La aceasta s-a adăugat acid sulfuric; nu s-a mai observat formare suplimentară de 7 precipitat, astfel încât precipitarea s-a considerat practic completă. Tot produsul obținut s-a centrifugat într-un aparat de laborator adecvat, la 3200 rpm, timp de 10 min, și supernatantul 9 limpede s-a separat de precipitat, suspensia de la partea inferioară constând din substanțe humice brute umede în cantitate de 10 g (proba HS1) cu caracteristicile chimice prezentate în 11 tabelul 2.
Tabelul 3 prezintă pentru respectiva probă (1p) cantitățile, exprimate în volum și greu- 13 tate, de acid sulfuric 37,45 în greutate adăugat și valorile pH obținute după fiecare adăugare; la pH 2,2 s-au folosit 1,97 g acid sulfuric pur (20,1 mmol) per 100 ml percolat ca atare. 15
S-au concentrat, prin evaporare într-un aparat de laborator Rotavapor, 2000 ml din respectivul percolat (proba 1 p), la o temperatură de 70°C, sub vid, la presiune de 46 Kpa, timp 17 de aproximativ 3 h, până la o reducere a volumului de 11 ori, pentru a obține 182 ml percolat concentrat (proba 1pc, caracteristicile în tabelul 1) de culoare brun închis și 1818 ml de 19 condensat apos. După răcire la temperatura ambiantă, s-au adăugat cantități de acid sulfuric la 100 ml de percolat concentrat, proba 1 pc (corespunzând la 1100 ml percolat ca atare) și s-a 21 măsurat pH-ul până la precipitarea completă a substanțelor humice, în același mod și cu aceleași observații ca pentru proba 1 p descrisă anterior; după centrifugare s-au obținut 41,8 g 23 substanțe humice brute umede (proba HS1c) cu caracteristicile prezentate în tabelul 2.
Tabelul 3 prezintă volumele (ml) și greutatea (g) de acid sulfuric folosit și pH-ul pentru: 25
1. Proba 1p per 100 ml percolat ca atare;
2. Proba 1 pc per 100 ml percolat concentrat de 11 ori (corespunzător la 1100 ml percolat 27 ca atare);
3. Proba 1 pc normalizată la 100 ml percolat ca atare (corespunzător la 9,09 ml percolat 29 concentrat).
Comparația arată că s-au folosit 5,71 g (5,82 mmol) acid sulfuric per 100 ml de percolat 31 concentrat (1pc), ceea ce corespunde la 0,519 g (5,29 mmol) acid sulfuric per 100 ml percolat ca atare, înainte de concentrare; în timp ce pentru proba neconcentrată (proba 1p) a fost 33 necesară o cantitate mai mare, 1,97 g (20,1 mgmoli) acid sulfuric per 100 ml percolat ca atare (proba 1 p), cu o creștere de aproximativ de 3,7 ori a acestui consum. 35
Tabelul 2 prezintă diferențele dintre caracteristicile chimice ale celor două probe, produsul concentrat (HS1c) prezintă un conținut de solide la 105°C mai ridicat, 23,50%, un nivel 37 bun de carbon humic și fulvic, nivele scăzute de metale grele și un nivel ridicat de săruri alcaline solubile (sodiu, potasiu), care se pot reduce eventual prin spălări ulterioare. 39
Acest exemplu evidențiază noutatea invenției, care constă în implementarea precipitării inovative cu acid a percolatului concentrat obținut prin evaporare termică, prin aceasta realizând 41 o reducere importantă a cantității necesare de acid, cu avantajul economic consecutiv.
Referitor la eventuala contaminare a percolatului ca atare (proba 1 p) și a concentratului 43 corespunzător (proba 1 pc) cu compuși organici nocivi, s-au urmăritîn aceste probe, prin metode analitice normale cu sensibilitate și specificitate adecvată, următorii compuși: 45
- policlorbifenili (PCB);
- hidrocarburi policiclice aromatice (APH) (naftalină, benzo(e)piren, acenaftilen, acenaf- 47 ten, fluorin, fenantren, piren, benzo(a)antracen, crisen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)piren, indeno(123cd)piren, dibenzo(ah)antracen, benzo(ghi)perilen, dibenzo(al)piren, 49 dibenzo(ae)piren, dibenzo(ai)piren, dibenzo(ae)piren);
RO 130328 Β1
- compuși alifatici halogenați carcinogeni (bromformio, 1,2-dibrom-metan, clordibrommetan, bromdiclormetan);
- compuși alifatici clorurați necarcinogeni (1,1-dicloretan, 1,2-diclor-etan, 1,1,1-tricloretan, 1,2-diclorpropan, 1,1,2-tricloretan, 1,2,2-triclorpropan, 1,1,2,2-tetracloretan);
- compuși alifatici clorurați carcinogeni (clormetan, diclormetan, cloroform, clorură de vinii, 1,2-dicloretan, 1,1-dicloretilenă, tricloretilenă, tetracloretilenă);
-compuși aromatici clorurați (clorbenzen, 1,2-diclorbenzen, 1,4-diclorbenzen, 1,2,4-triclorbenzen);
- solvenți organici aromatici (benzen, toluen, etil benzen, stiren, xileni, izopropilbenzen).
Rezultatele corespunzătoare pentru toți compușii organici menționați au avut un conținut sub limitele de determinare a metodelor analitice, de 1 mg/kg. Sub respectivele limite de determinare analitică au fost următorii:
- hidrocarburi totale (< 10 mg/kg);
- hidrocarburi C < 12 (< 5 mg/kg);
- hidrocarburi C > 12 (< 5 mg/kg).
Ca urmare, chiar după o concentrare de 11 ori, percolatul (A) din depozit de gunoi matur nu a prezentat, în limitele de determinare analitică specificate, contaminare cu respectivii compuși organici nocivi.
Exemplul 2
2000 ml Percolat (A) din depozit de gunoi matur, ca în exemplul 1, s-au concentrat în laborator prin aceeași metodă, temperatură și presiune ca în exemplul 1, cu obținerea a 166 ml percolat concentrat de 12 ori (proba 2pc).
S-au adăugat cantități succesive de acid fosforic 75% g (d:1,5), sub agitare, la temperatura ambiantă, la o porțiune de 100 ml din respectivul percolat concentrat, cu măsurarea continuă a pH-ului, ca în exemplul anterior; cantitățile, în volum și greutate (ml și g), și pH-ul sunt prezentate în tabelul 4 per 100 ml de percolat concentrat și pentru cantitatea de 8 ml concentrat corespunzătoare la 100 ml percolat neconcentrat, ca atare.
Se poate observa că precipitarea substanțelor humice începe, ca în exemplul 1, la pH 4,4 și se termină la pH 2,3; acidul fosforic utilizat fiind de 143 mmol per 100 ml percolat concentrat și 11,48 mmol per 100 ml percolat ca atare.
Pentru a îmbunătăți capacitatea de filtrare a precipitatului, s-a adăugat o soluție de agent de floculare, Hydrapol C180 (80 mg/100 ml), apoi, după agitare, amestecul s-a filtrat prin hârtie de filtru (bandă neagră), sub vid (0,8 KPa presiune reziduală); s-au obținut substanțe humice umede pentru 31,7% g/g percolat concentrat, cu solide la 105° 26% g (R105).
Utilizarea acidului fosforic permite obținerea substanțelor humice care conțin fosfați, de regulă folosite ca fertilizanți în agricultură, în felul acesta valorificând materiile prime utilizate în prezenta invenție.
Exemplul 3
S-a obținut un percolat concentrat industrial prin evaporare termică, sub vid, într-o instalație care funcționează într-un depozit de gunoi “matur” (B) având următoarele caracteristici:
-pH: 9,6;
- solide la 105°C(R105):........................................ 14,1%g;
- solide la 600°C (R600):........................................ 10,0%g;
- substanțe organice (R105 - R600): .............................. 4,37%g;
- cloruri (CI): .................................................. 3,9%g;
- sulfați (SO4):................................................. 0,4%g.
RO 130328 Β1
200 ml din respectivul percolat (proba 3pc) s-au încălzit la 65°C, pentru a simula posibila 1 precipitare prin acidulare la temperatura de ieșire din concentrator, apoi, menținând proba încălzită, s-au adăugat cantități progresive de acid sulfuric 37,45% g în același mod ca în 3 exemplul 1, cu determinarea continuă a pH-ului, care, la sfârșitul precipitării a fost 2,2; au fost necesari 22 ml de acid sulfuric (egal cu 11% voi din percolatul concentrat). 5
Tabelul 5 prezintă cantitățile, exprimate în volum și greutate, de acid sulfuric 37,45% g adăugat la 100 ml de percolat concentrat (proba 3pc) și valorile pH-ului obținut după fiecare Ί adăugare; în total au fost necesari 53,8 mmol/100 ml percolat concentrat, o valoare foarte similară celei găsite în exemplul 1, de 58,2 mmol/100 ml de percolat concentrat diferit. 9
Substanțele humice brute umede (7,1% g proba 3pc) s-au separat din suspensia obținută prin centrifugare, ca în exemplul 1, având solide la 105°C: 28,9% g; solide la 600°C: 11 17,1% g; (R105 - R600): 10,8% g.
Supernatantul este o soluție limpede, galben-brună, de 92,9% g cu R105: 14,67% g și 13 R600: 12,5% g; (R105 - R600): 2,17% g.
Pentru a verifica eficiența purificării de sărurile solubile prin spălare cu apă, s-a adăugat 15 o cantitate egală (raport 1/1 în greutate) apă acidulată la pH 1 cu acid sulfuric; după amestecare normală prin agitare, s-a separat prin centrifugare supernatantul, care constă dintr-o soluție 17 galbenă, limpede, de precipitatul de substanțe humice spălat; R105; R600; clorurile; sulfații s-au determinat pe ambele fracții; s-au efectuat patru spălări succesive. 19
Tabelul 6 prezintă rezultatele analitice, din care se poate observa că:
- în supernatant, cantitățile extrase s-au redus cu aproximativ 50% g la fiecare spălare 21 la raport de 1/1 g; după a 4-a spălare, valorile determinărilor făcute s-au redus la aproximativ
10% din valoarea inițială, indicând o capacitate satisfăcătoare de extracție a sărurilor solubile; 23
- în substanțele humice precipitate se poate observa că, după a 4-a spălare, R105 s-a redus la 10,7% g, iar R600 s-a redus la 10,4% g, în timp ce substanțele organice (R105 - R600) 25 au fost de 11,5% g, practic nemodificate.
Aceste rezultate demonstrează ușurința purificării substanțelor humice de sărurile 27 solubile prin spălări cu apă, mai eficient cu apă acidulată. într-un sistem tehnologic integrat se poate folosi apa provenită din condensatele din etapa de concentrare termică, incluzând-o pe 29 cea de sub vid, așa cum se indică în diagrama de proces din figură.
Exemplul 431
S-au adăugat, sub agitare, 20 ml soluție de antispumant siliconic, utilizat în exemplul 1, la 25 kg percolat concentrat industrial (proba 4pc), provenit de la instalația care funcționează 33 la același depozit de gunoi (B) ca în exemplul 3, dar la o perioadă diferită și având următoarele caracteristici:35
-pH: 9,6;
-densitate: .................................................. 1,1 g/ml; 37
- solide la 105°C (R105):........................................ 13,8% g;
- 600°C (R600):............................................... 10,5% g; 39
- substanțe organice (R105 - R600): ............................... 3,3% g;
- calciu (Ca):................................................. 0,22% g, 41
- sodiu (Na): .................................................. 3,0% g;
- magneziu (Mg):............................................... 0,1% g, 43 iar sub controlul efervescenței și a spumei corespunzătoare, s-au adăugat 2,71 de acid sulfuric 37,45% g, la 20°C, până la pH 2,1; s-a obținut un precipitat floconos de culoare brun închis la 45 care s-au adăugat 25 g floculant Idrapol C180; produsul s-a menținut sub agitare timp de 1 h și apoi s-a filtrat prin gravitație, printr-un material nețesut din polipropilenă, tip Polyfelt TS20 47 (4,01), separând precipitatul și obținând 2,5 kg substanțe humice brute umede.
RO 130328 Β1
S-a preluat o fracție de 10 g substanțe humice brute umede și s-a spălat cu apă acidulată la pH 1, cu acid sulfuric la un raport 1/1 v/v substanțe humice brute/apă, urmată de centrifugare și separarea precipitatului; în total, s-au efectuat patru spălări, în etape succesive, pentru îndepărtarea sărurilor solubile în apă. S-a obținut o probă de substanțe humice purificate (proba HS4). Rezultatele analizelor probei HS4, exprimate în %g solide la 105°C, și metodele utilizate sunt prezentate în tabelul 7. în special, se poate observa un conținut în solide ridicat la 600°C cu conținut ridicat de calciu (Ca) (9,5% g) și conținut ridicat de sulfat (SO4) (30,5% g), la un raport molar (0,7:1), astfel se prezumă prezența majorității ionului sulfat (SO4) ca sulfat de calciu (CaSO4).
Compoziția probei HS4, parțial prezentată mai jos, evidențiază un conținut redus de clorură (CI), sodiu (Na) și potasiu (K):
- sulfați (SO4):...............................................30,5%s/s;
- cloruri (CI): ................................................0,37%s/s;
- calciu (Ca):.................................................9,5%s/s;
5,9% s/s;
0,22% s/s;
- silice (SiO2): ................................................
- sodiu (Na): ................................................
- potasiu (K):................................................
0,08% s/s.
Ca urmare, prin acidulare cu acid sulfuric, împreună cu substanțele humice, precipită și sulfați ai metalelor alcalino-pământoase, în special sulfat de calciu și silice coloidală. Acești compuși sunt insolubili în apa acidulată la pH 1 cu acid sulfuric, folosită pentru spălări, în timp ce sărurile metalelor alcaline, în special cloruri (CI) de sodiu (Na) și potasiu (K) sunt prezente în concentrație totală sub 1%.
Se poate observa că sulfatul de calciu (CaSO4) și silicea coloidală (SiO2) se utilizează, de asemenea, ca amelioratori pentru sol și pentru corectarea pH-ului solului în agricultură (sulfatul de calciu); ca urmare, din percolate bogate în calciu, folosind aceeași tehnologie, se pot obține amestecuri de produse care pot avea mai multe funcții utile în agricultură.
O mică porțiune din proba HS4 s-a uscat într-o etuvă cu aer la 105°C până la greutate constantă, timp de 2 h; aproximativ 0,6 g s-au amestecat cu 200 mg bromură de potasiu (KBr) și, prin presare, s-a obținut o tabletă; pe aceasta din urmă s-a obținut un spectru FT-IR care s-a comparat cu al tabletelor de KBr, obținute prin aceeași metodă, dintr-o probă de substanțe humice extrasă din leonardit (COM2) și sulfat de calciu standard. Compararea spectrelor indică prezența simultană a benzilor de absorbție caracteristice substanțelor humice comerciale (COM2) și ale sulfatului de calciu, ceea ce confirmă prezența acestuia din urmă în proba HS4.
în ceea ce privește posibila contaminare cu compuși organici nevolatili nocivi, se poate observa, din tabelul 7, că în percolatul depozitului de gunoi (B) și în substanțele humice purificate, majoritatea celor vizați nu sunt prezenți în concentrații mai mari decât cantitățile limită ale metodelor analitice, cei găsiți fiind prezenți în concentrații mai mici decât limitele regulamentare actuale din Italia și în Uniunea Europeană referitoare la utilizarea nămolurilor purificate ca amelioratori pentru solul agricol, cu referire specială la micro-impurități, cum ar fi policlordibenzodioxine/furani (PCDD/PCDF), 2-etil-hexiIftalat, hidrocarburi policiclice aromatice (APH), policlorbifenili (PCB).
în final, referitor la contaminarea biologică a percolatului depozitului de gunoi (B), a percolatului concentrat obținut din acesta prin evaporare și a substanțelor humice purificate HS4, concentrațiile totale de coliform găsite trec de la 18000 UFC/100 ml în percolat la < 1 UFC/100 ml atât în percolatul concentrat, cât și în substanțele humice purificate HS4. Aceasta demonstrează modul în care procedeul de concentrare a percolatului, prin evaporare termică sub vid, efectuat la temperatură ridicată, este eficient pentru sterilizarea percolatului concentrat.
RO 130328 Β1
O garanție suplimentară a sterilizării substanțelor humice precipitate este tratarea cu acid, la 1 pH 2, a percolatului concentrat.
Nu s-a găsit salmonella nici în percolatul din depozitul de gunoi (B), nici în percolatul 3 concentrat sau în proba de substanțe humice purificată HS4.
Exemplul 55
S-a adăugat, sub agitare, 1 ml agent antispumare (0% g Dinapan 16WD) și cantități progresive de acid clorhidric 37,45% g (densitate: 1,186 g/ml) la 200 ml percolat concentrat 7 industrial provenit din același depozit de gunoi (B) ca în exemplele 3...4, dar la perioade diferite, având următoarele caracteristici:9
-pH: 10;
- solide la 105°C (R105):........................................ 15,4% g;11
- solide la 600°C (R600):........................................ 11,1%g;
- substanțe organice (R105 - R600): ............................... 4,3% g,13
- cloruri (CI): .................................................. 3,2%g;
- sulfați (SO4):................................................. 0,6% g.15
Tabelul 8 prezintă volumele și cantitățile de acid clorhidric (ml și g, în funcție de pH).
Precipitarea începe la pH 4,3, ca în exemplele anterioare, cu un solid floconos brun 17 închis, și se termină la pH 2,0. S-au folosit, în total, 15,6 ml de acid clorhidric 37,45% g (densitate: 1,186 g/ml), 6,85 g acid pur, ceea ce corespunde la 3,42 g acid per 100 ml percolat 19 concentrat (proba 5pc), echivalent cu 95 mmol de acid (HCI).
După adăugarea floculantului, urmată de centrifugare, ca în exemplele precedente, s-a 21 separat un solid brut de substanțe humice umede (proba HS5g) 20,0 g, egal cu 10% din (5pc) cu conținut în solide la 105°C de 25% g. 23
După uscare la 105°C până la greutate constantă, o porțiune din HS5g s-a supus la patru spălări succesive cu apă acidulată, la pH aproximativ 1, cu acid clorhidric, în modul 25 descris în exemplul 4. S-a recuperat un solid de substanțe humice umede (proba HS5) cu solide la 105°C de 36% g. După uscare la 105°C, proba HS5 a avut o greutate egală cu 26% din 27 greutatea HS5g, din care s-a obținut, uscată la 105°C.
Tabelul 9 prezintă caracteristicile probelor HS5g și HS5. 29
Din tabelul 9 se poate observa că, folosind acid clorhidric pentru precipitarea substanțelor humice, prezența sulfatului de calciu și a altorcompuși anorganici posibili, insolubili 31 în substanțele humice purificate, este drastic redusă. în acest sens, proba HS5 are un conținut în solide la 600°C de 3,7% (egal cu 10% solide la 105°C) în timp ce proba HS4, bogată în sulfat 33 de calciu, are un conținut de solide la 600°C de 17,3% (egal cu 48% solide la 105°C).
în plus, după cum se prezintă în exemplele 1,2, 3 și în acest exemplu, se demonstrează 35 că precipitarea începe la pH sub 5 și se termină la pH sub 2,5, pentru diferite tipuri de percolat și diferite tipuri de acizi anorganici. 37
Porțiuni mici din probele HS5g și HS5, uscate în etuvă cu aer la 105°C până la greutate constantă, timp de 2 h, s-au amestecat cu bromură de potasiu și s-au format tablete pe care s- 39 au obținut spectre FT-IR în același mod ca pentru HS4 în exemplul 4. Spectrele HS5g și HS5 sunt foarte similare între ele, indicând absența variațiilor semnificative după procedeul de 41 spălare. Ambele sunt bine superpozabile pe cele ale produsului comercial.
Spectrele probelor HS5g și HS5 arată o superpozabilitate bună cu spectrul respectivului 43 material de referință.
Exemplul 6 45
20,0 kg percolat ca atare din depozit de gunoi matur italian (C) (proba 6p) s-au concentrat de 18 ori în laborator, prin metoda menționată în exemplele anterioare, obținându-se 47 1,10 kg percolat concentrat (proba 6pc) cu caracteristicile prezentate în tabelul 10, în care pentru concentrat (6pc) se menționează, în mod deosebit, o reducere netă a azotului amoniacal 49 și a sulfurilor.
RO 130328 Β1
La percolatul concentrat (6pc) s-a adăugat acid sulfuric 37,45% g până la pH 2,0, în același mod ca în exemplul 4, cu obținerea unui precipitat floconos de culoare brun închis, care după separare de supernatant (soluția limpede de lichide mumă), prin centrifugare, formează proba brută de substanțe humice umede nepurificată prin spălare cu apă; la această probă de suspensie de substanțe humice s-a adăugat hidroxid de potasiu (KOH) până la neutralitate (pH 7,0), pentru a obține o soluție apoasă de humați de potasiu solubili (proba HS6). Caracteristicile respectivei probe, comparativ cu un produs comercial (COM1) de soluție de humat de potasiu și un produs comercial sub formă pulbere de substanțe humice (COM2) extras din leonardit, sunt prezentate în tabelul 11.
Se poate observa, în special, că proba (HS6) în soluție conține o cantitate de carbon humic similară probei comerciale în soluție (COM1), cantitățile de sare anorganică solubilă (reziduu la 600°C) fiind similare și constând din săruri alcaline (potasiu, sodiu), cloruri, sulfați; proba de pulbere (COM2) prezintă în special cantități mari de fosfat, metalele grele fiind reduse și practic similare pentru cele trei probe și în limitele reglementare privind aplicațiile în agricultură; cele două probe comerciale obținute prin extracție din leonardit prezintă cantități mari de fier care, însă, se folosește ca ameliorator pentru sol în agricultură.
Ca urmare, s-a demonstrat că se pot prepara produse, cu compoziție similară diferitelor produse comerciale utilizate în agricultură, din substanțe humice obținute, prin precipitare acidă, din percolat concentrat.
Exemplul 7
Probele din exemplul 6 anterior (HS6) și (COM1), sub formă de soluții de substanțe humice, s-au analizat la laboratorul de analiză agro-chimică din Departamentul de Biotehnologie Agricolă al Universității din Padova (Italia) pentru a determina activitatea biostimuiatoare a acestora, conform metodelor indicate în:
- Fertilias Agrorum 1(1): 47-53 - Serenella Nardi, Andrea Ertani, Giuseppe Concheri, Diego Pizzeghiello - Metodi di determinazione dell'attivită biostimolante (Metode de determinare a activității biostimuiatoare).
Tabelul 12 prezintă caracteristicile substanțelor humice, și anume: densitatea, carbonul organic total (COT), carbonul extractabil total (TEC), acizii humici (HA), acizii fulvici (HF); gradul de humificare HD = (HA + HF)/TEC; rata de humificare HR = (HA + HF)/TOC; indicele de humificare HI = [TEC - (HA + HF)]/(HA + HF).
Cele două probe prezintă valori similare, ambele cu humificare satisfăcătoare (HD, HR, HI), tipică produselor mature.
Distribuția maselor moleculare, tabelul 13, determinată prin cromatografie prin permeație de gel (LPLC), este similară pentru cele două probe, proba HS6 prezentând o cantitate mai mare din prima și a treia fracție, corelată, în general, cu gradul de maturare al substanțelor humice și cu activitatea biologică. Activitatea biostimuiatoare s-a determinat prin biotestul AUDUS, tabelul 14, în care cele două probe s-au tratat cu cantități crescânde de acid 3indolacetic și acid giberelic (GA3), pentru a determina inhibarea dezvoltării radicalilor pe năsturel (Nasturtium officinale) și stimularea alungirii hipocotilului pe cicoarea albă de Triest, obținând activitate auxinică maximă pentru proba HS6, în timp ce niciuna dintre probe nu a prezentat activitate giberelinică.
în final, tabelul 15 prezintă evaluarea activității biostimuiatoare asupra răsadului de porumb de 14 zile.
Testul, care constă din cultivarea hidroponică a răsadului de porumb, timp de 12 zile, cu înlocuirea zilnică a soluției de nutrient, urmată de o perioadă de 48 h în care răsadurile sunt puse în contact cu două concentrații (1,0 ml și 0,5 ml per litru) a două probe de extract humic, a arătat că proba HS6 dă o creștere mai mare și mai bună a greutății răsadului proaspăt.
RO 130328 Β1
Ca urmare, exemplul arată că substanțele humice brute, așa cum se obțin din procedeul 1 conform invenției, chiar fără spălare pentru a reduce sărurile solubile (purificare), prezintă caracteristici bune pentru aplicare ca amelioratori de sol în agricultură. 3
Tabelul 1
Caracteristicicle percolatului (Bellolampo, Sicilia) ca atare (proba 1) și concentrat (proba 1pc) - exemplul 1
Probe
u.m. 1p 1pc
Volum ml 2000 180
Greutate specifică (20°C/20°C) kg/l 1 1,07
pH PH 8,26 9,6
Reziduu la 105°C % masă 1,9 19,5
Reziduu la 600°C % masă 1,28 14,2
Reziduu la 105°C - Reziduu la 600°C % masă 0,62 5,3
BOD5 mg/kg 640 5025
COD mg/kg 7350 95550
Rezervă acid alcalin CaCO3 mg/Kg 15700 39500
Alcalinitate (echivalenți NaOH) mechiv./Kg 314 789
COT (Carbon Organic Total) mg/Kg 1667 25250
Azot Kjeldahl total (TKN) mg/kg 4615 3470
Azot amoniacal (N) mg/kg 3500 122
Raport Carbon/Azot - 2,8 7,3
Raport BOD5/COD - 0,09 0,05
Fosfor total (P) mg/kg 32 402
Metale totale
Arsen total (As) mg/kg 0,68 5,2
Bariu (Ba) mg/kg 0,59 3,8
Cadmiu (Cd) mg/kg < 0,1 < 0,1
Crom total (Cr) mg/kg 3,29 37
Crom hexavalent (Cr (VI) mg/kg < 1 < 1
Cupru total (Cu) mg/kg 0,26 30,5
Fier(Fe) mg/kg 19,6 202
Potasiu (K) mg/kg 4404 35630
Mercur (Hg) mg/kg < 0,1 < 0,1
Sodiu (Na) mg/kg 6305 41600
Ί
RO 130328 Β1
Tabelul 1 (continuare)
Ί
Probe
Nichel (Ni) mg/kg 0,88 9,2
Plumb (Pb) mg/kg < 0,1 <0,1
Stibiu total (Sb) mg/kg < 0,1 < 0,1
Seleniu (Se) mg/kg < 0,1 <0,1
Zinc (Zn) mg/kg < 0,1 < 0,1
An ioni
Cloruri (CI) mg/kg 5790 38280
Sulfați (SO4) mg/kg 105 1170
Azot nitric (N) mg/kg < 10 130
Azot nitros (N) mg/kg < 0,02 < 0,02
Organice
Policlorbifenili (PCB)
Aroclor 1242, 1254, 1260 mg/kg < 1 < 1
IPA -
Naftalină mg/kg < 1 < 1
Benzo(j)fluoranten mg/kg < 1 < 1
Benzo(e)piren mg/kg < 1 < 1
Acenaftilen mg/kg < 1 < 1
Acenaften mg/kg < 1 < 1
Fluoren mg/kg < 1 < 1
Fenantren mg/kg < 1 < 1
Antracen mg/kg < 1 < 1
Fluoranten mg/kg < 1 < 1
Piren mg/kg <1 <1
Benzo(a)antracen mg/kg < 1 < 1
Crisen mg/kg < 1 < 1
Benzo(b)fluoranten mg/kg < 1 < 1
Benzo(k)fluorantene mg/kg < 1 < 1
Benzo(a)piren mg/kg < 1 < 1
lndeno(123cd)piren mg/kg < 1 < 1
Dibenzo(ah)antracen mg/kg < 1 < 1
Benzo(ghi)perilen mg/kg < 1 < 1
RO 130328 Β1
Tabelul 1 (continuare)
Probe
Dibenzo(al)piren mg/kg < 1 < 1
Dibenzo(ae)piren mg/kg < 1 < 1
Dibenzo(a,i)piren mg/kg < 1 < 1
Dibenzo(ah)piren mg/kg < 1 < 1
Total hidrocarburi mg/kg < 10 < 10
Hidrocarburi C < 12 mg/kg <5 < 5
Hidrocarburi C > 12 mg/kg <5 < 5
Alifatice halogenate carcinogene
Bromoform mg/kg < 1 < 1
1,2-Dibrometan mg/kg < 1 < 1
Clordibrommetan mg/kg < 1 < 1
Bromodiclormetan mg/kg < 1 < 1
Alifatice clorurate ne-carcinogene
1,1-Dicloretan mg/kg < 1 < 1
1,2-Dicloretilen mg/kg < 1 < 1
1,1,1-Tricloretan mg/kg < 1 < 1
1,2-Diclorpropan mg/kg < 1 < 1
1,1,2-Tricloretan mg/kg < 1 < 1
1,2,3-Triclorpropan mg/kg < 1 < 1
1,1,2,2-Tetracloretan mg/kg < 1 < 1
Alifatice carcinogene clorurate
Clormetan mg/kg < 1 < 1
Diclormetan mg/kg < 1 < 1
Cloroform mg/kg < 1 < 1
Clorură de vinii mg/kg < 1 < 1
1,2-Dicloretan mg/kg < 1 < 1
1,1 -Dicloretilenă mg/kg < 1 < 1
Tricloretilenă mg/kg < 1 < 1
Tetracloretilenă mg/kg < 1 < 1
Clorbenzeni
Clorbenzen mg/kg < 1 < 1
1,2-Diclorbenzen mg/kg < 1 < 1
Ί
RO 130328 Β1
Tabelul 1 (continuare)
Ί
Probe
1,4-Diclorbenzen mg/kg < 1 < 1
1,2,4-Triclorbenzen mg/kg < 1 < 1
Solvenți organici aromatici -
Benzen mg/kg < 1 < 1
Toluen mg/kg < 1 < 1
Etilbenzen mg/kg < 1 < 1
Stiren mg/kg < 1 < 1
Xilen (amestec de izomeri) mg/kg < 1 < 1
Izopropilbenzen (Cumen) mg/kg < 1 < 1
Tabelul 2
Caracteristicile substanțelor humice din percolatul (A), ca atare (proba HS1) și concentrat (proba HS1c) - exemplul 1
Probe
u.m. HS1 HS1c
Greutate specifică (20°C/20°C) kg/l 1,02 1,4
pH pH 2,26 2,38
Reziduu la 105°C % masă 8 23,5
Reziduu la 600°C % masă 1,22 13,7
Reziduu la 105°C - Reziduu la 600°C % masă 6,78 9,8
COT (Carbon Organic Total) % ss 46,0 24,26
Carbon humic (HA) % C 15,1 6,8
Carbon fulvic (FA) % C 15,7 7
Azot Kjeldahl total (TKN) mg/kg ss 3680 4850
Raport Carbon/Azot - 125 50
Fosfor total (P) mg/kg ss 467 916
Total metale
Arsen total (As) mg/kg ss < 0,1 <0,1
Bariu (Ba) mg/kg ss 3,16 14
Cadmiu (Cd) mg/kg ss < 0,1 <0,1
Crom total (Cr) mg/kg ss 25,3 88,2
Crom hexavalent (Cr) mg/kg <1 <1
RO 130328 Β1
Tabelul 2 (continuare) 1
Probe
u.m. HS1 HS1c
Cupru total (Cu) mg/kg ss 4,19 7,04
Fier (Fe) mg/kg ss 104 406
Potasiu (K) % ss 1,98 8,0
Mangan (Mn) mg/kg ss 0,63 2,13
Molibden (Mo) mg/kg ss 0,8 2
Sodiu (Na) % ss 3,22 13,8
Nichel (Ni) mg/kg ss 6 21,4
Plumb (Pb) mg/kg ss 0,48 2,45
Stibiu total (Sb) mg/kg ss < 0,1 4,4
Seleniu (Se) mg/kg ss < 0,1 < 0,1
Zinc (Zn) mg/kg ss 29,2 42,6
Anioni
Cloruri (CI) % ss 0,52 32,3
Sulfați (SO4) % ss 1,78 5,77
Tabelul 3
Precipitarea substanțelor humice din percolatul (A) - cantitatea de acid sulfuric 37,45% g (d: 1,28 kg/dm3) per 100 ml percolat ca atare - ml H2SO4 în funcție de pH; proba 1p: percolat ca atare (100 ml); proba 1pc: percolat concentrat de 11 ori (100 ml) - exemplul 1
Proba 1p (100 ml) Proba 1pc (100 ml)
Soluție H2SO4 37,45% g (ml) H2SO4 (g) PH Obs. Soluție H2SO4 37,45% g (ml) H2SO4 (g) PH Obs.
0,0 0,00 7,95 0,0 0,00 9,5
1,0 0,48 6,77 5,0 2,40 6,80
2,0 0,96 6,48 10,0 4,80 4,47 începe precipitarea
2,5 1,20 6,20 11,0 5,28 3,68
3,0 1,44 5,80 11,5 5,52 3,00
3,3 1,58 5,10 11,7 5,62 2,70
3,4 1,63 4,75 11,9 5,71 2,38 precipitare completă
3,5 1,68 4,43 începe precipitarea
3,6 1,73 4,30
3,7 1,78 4,00
3,8 1,82 3,70
3,9 1,87 2,70
4,0 1,92 2,40
4,1 1,97 2,20 precipitare completă
RO 130328 Β1
Tabelul 4
Precipitarea substanțelor humice din percolatul concentrat (A) - cantitatea de acid fosforic 75% g (d:1,57 kg/dm3) raportată la 100 ml percolat ca atare (ml H3PO4 în funcție de pH); proba 2pc: percolat concentrat de 12,1 ori, 100 ml - exemplul 2
Proba 2pc Proba 2pc calcul standardizat la 100 ml percolat ca atare (8,0 ml probă 2pc)
Soluție H3PO4 75% g (ml) h3po4 (9) PH Observații Soluție H3PO4 75% g (ml) H3PO4 (g) PH
0,0 0,00 9,5 0,0 0,00 9,5
1,0 1,18 8,90 0,1 0,09 8,90
2,0 2,36 7,20 0,2 0,19 7,20
3,0 3,53 6,60 0,2 0,28 6,60
4,0 4,71 6,30 0,3 0,38 6,30
5,0 5,89 5,80 0,4 0,47 5,80
6,0 7,07 5,50 0,5 0,57 5,50
7,0 8,24 5,00 0,6 0,66 5,00
8,0 9,42 4,70 0,6 0,75 4,70
9,0 10,60 4,40 începe precipitarea 0,7 0,85 4,40
9,5 11,19 4,00 0,8 0,89 4,00
10,0 11,78 3,80 0,8 0,94 3,80
10,5 12,36 3,20 0,8 0,99 3,20
11,0 12,95 3,00 0,9 1,04 3,00
11,5 13,54 2,80 0,9 1,08 2,80
12,5 14,72 2,30 precipitare completă 1,0 1,18 2,30
Tabelul 5
Precipitarea substanțelor humice din percolat concentrat industrial (B) - cantitatea de acid sulfuric 37,45%» g (d: 1,28 kg/dm3) raportată la 100 ml percolat concentrat - (ml H2SO4 în funcție de pH) - proba 3pc. exemplul 3
Proba 3pc
Soluție de acid sulfuric 37,45 % g (ml) H2SO4 (g) PH Observații
0,0 0 9,50
7,5 3,60 6,70
8,0 3,84 5,50
8,5 4,08 4,70 începe precipitarea
RO 130328 Β1
Tabelul 5 (continuare) 1
Proba 3pc
Soluție de acid sulfuric 37,45 % g (ml) H2SO4 (g) PH Observații
9,0 4,32 3,90
9,5 4,56 3,70
10,0 4,80 2,90
11,0 5,28 2,20 precipitare completă
Tabelul 6
Purificarea substanțelor humice (proba HS3) prin spălare cu apă acidulată 11 la pH 1 cu acid sulfuric - exemplul 3
soluție supenatant Spălare nr. R 105° (%) R 600° (%) R 105°- R100°C (%) Cloruri (mg/l) Sulfați (mg/l)
0 14,67 12,50 2,17 36200 52700
Γ 7,60 5,20 2,40 13000 22000
3,98 2,90 1,00 6900 14000
2,33 1,70 0,63 3100 7800
1,48 0,84 0,21 2600 5000
Substanțe humice precipitate umede 0 28,9 17,1 11,8
Γ 23,2 13,2 10,0
18,2 6,7 11,5
Tabelul 7
Caracteristicile chimice ale solidelor substanțelor humice purificate din percolat concentrat (B) (Proba HS54) și percolat (B) ca atare - exemplul 4
Probă Probă
u.m. HS4 u.m. percolat (B)
Greutate specifică (20°C/20°C) kg/l 1,4 kg/l nd
pH PH 2,1 pH 7,6
Reziduu la 105°C % masă 36 % masă < 1
Reziduu la 600°C % masă 17,3 % masă < 1
Reziduu la 105°C - Reziduu la 600°C % masă 18,7 % masă < 1
COT (Carbon Organic Total) % solide 36,3 % solide 0,017
Carbon humic (HA) % C 11,4 % C nd
Carbon fulvic (FA) % C 9,0 % C nd
Azot Kjeldahl total (TKN) %N 2,6 %N 0,031
Raport Carbon/Azot 14,0 0,6
Fosfor total (P) mg/kg solide 404 mg/kg 41,2
Total metale - - nd
RO 130328 Β1
Tabelul 7 (continuare)
Ί
Probă Probă
u.m. HS4 u.m. percolat (B)
Arsen total (As) mg/kg solide 7 mg/kg < 0,1
Bariu(Ba) mg/kg solide 151 mg/kg nd
Cadmiu (Cd) mg/kg solide <0,5 mg/kg <0,1
Crom total (Cr) mg/kg solide 191 mg/kg 0,13
Crom hexavalent (Cr) mg/kg solide <0,5 mg/kg < 0,1
Cupru total (Cu) mg/kg solide 38 mg/kg <5
Fier(Fe) mg/kg solide 1618 mg/kg 1,99
Potasiu (K) mg/kg solide 765 mg/kg 268
Mangan (Mn) mg/kg solide 1,3 mg/kg 0,226
Molibden (Mo) mg/kg solide 7,2 mg/kg nd
Sodiu (Na) mg/kg solide 2172 mg/kg 345
Nichel (Ni) mg/kg solide 99 mg/kg 0,0716
Plumb (Pb) mg/kg solide 13 mg/kg <5
Stibiu total (Sb) mg/kg solide <0,1 mg/kg nd
Seleniu (Se) mg/kg solide 22 mg/kg Nd
Zinc (Zn) mg/kg solide 71 mg/kg 0,074
Aluminiu (Al) mg/kg solide 413 mg/kg nd
Bor(B) mg/kg solide 55 mg/kg nd
Cobalt (Co) mg/kg solide 25 mg/kg nd
Mercur (Hg) mg/Kg solide <0,1 mg/kg < 0,1
Staniu (Sn) mg/Kg solide 85 mg/kg nd
Stronțiu (Sr) mg/Kg solide 343 mg/kg nd
Magneziu (Mg) mg/Kg solide 320 mg/kg 70,3
Calciu (Ca) % solide 9,5 % 0,018
Siliciu (ca SiO2) % solide 5,9 % nd
An ioni
Cloruri (CI) % solide 0,37 % 0,077
Sulfați (SO4) % solide 30,5 % 0,0082
Organice
Policlorbifenili (PCB)
Aroclor 1242, 1254, 1260 pg/kg solide < 1000 pg/kg nd
Total Policlorbifenili pg/kg solide 270 pg/kg 0,006
indicator PCB pg/kg solide 90,0 pg/kg dry matter < 0,0025
PCB similari dioxinei IPA ng l-TE/kg solide 0,91 ng l-TE/Kg 0,000031
Naftalină mg/kg solide < 1 mg/kg < 5
Benzo(j)fluoranten mg/kg solide < 1 mg/kg nd
RO 130328 Β1
Tabelul 7 (continuare)
Probă Probă
u.m. HS4 u.m. percolat (B)
Benzo(e)piren mg/kg solide < 1 mg/kg nd
Acenaftilen mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Acenaften mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Fluoren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Fenantren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Antracen mg/kg solide < 1 mg/kg < 5
Fluoranten mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Piren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Benzo(a)antracen mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Crisen mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Benzo(b)fluoranten mg/kg solide <1 mg/kg <0,5
Benzo(k)fluoranten mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Benzo(a)pyrene mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
lndeno(123cd)piren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Dibenzo(ah)antracen mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Benzo(ghi)perilen mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Dibenzo(al)piren mg/kg solide < 1 mg/kg <5
Dibenzo(ae)piren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Dibenzo(a,i)piren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Dibenzo(ah)piren mg/kg solide < 1 mg/kg <0,5
Total hidrocarburi mg/kg solide < 10 mg/kg nd
2-etil ftalat mg/kg solide 32,6 mg/kg nd
Alți ftalați mg/kg solide < 5 mg/kg nd
2,3,7,8-PCDD/F ng l-TE/Kg solide 15,0 ng l-TE/Kg 0,017
Biocide și substanțe fitofarmaceutice (99 compuși vizați) pg/Kg ND pg/Kg <0,01 - < 50
Total Coliforme UFC/100g absent UFC/100ml 18000
Salmonella - absent - absent
RO 130328 Β1
Tabelul 7/1
Impurități organice și anorganice prezente în substanțele humice purificate din percolat concentrat (B) (Proba HS4), și referințele regulamentare - exemplul 4
Parametri U.m. Proba HS4 D.Lgs75 26/04/2010 (limite fertilizatori pentru amelioratorii de sol) Directiva Europeană 86/278/CEE 27/04/2000 - în revizie - (Valori din Draftul al 3lea propuse pt. utilizarea nămolurilor purificate în agricultură) Regiunea Veneto DGRV235 10/02/2009 (nămoluri netoxice cu utilitate dovedită în scopuri agricole) Regiunea Emilia Romagna DGRn. 2773 30/12/04 (utilizarea nămolurilor purificate în agricultură)
Metale
As mg/kg (solide) 7 10 10 10
Cd mg/kg (solide) < 0,5 1,5 20 20 20
Total Cr mg/kg (solide) 191 1000 750 1000
Crom VI mg/kg (solide) < 0,5 0,5
Cu mg/kg (solide) 38 230 1000 1000 1000
Hg mg/kg (solide) < 0,1 1,5 16 10 10
Ni mg/kg (solide) 99 100 300 300 300
Pb mg/kg (solide) 13 140 750 750 750
Zn mg/kg (solide) 71 500 2500 2500 2500
Organice
IPA (1) mg/kg (solide) < 1 6 6 6
PCB (2) mg/kg (solide) 0,1 0,8 0,8 0,8
PCDD/F ng l-TE/kg (solide) 15 100 50 100
DEHP
(dietilhexilftalat) mg/kg (solide) 32,6 100 100
Biologice
Salmonella MPN/g (solide) absent 1000 1000 1000
(1) acenaften, fenantren, fluoren, fluoranten, piren, benzo(a)piren, benzo(b)fluoranten, benzo(j)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(ghi)perilen, indeno(1,2,3-cd)piren
(3) Suma a cel puțin: Lindan, endosulfan, tricloretilenă, tetracloretilenă, clorbenzen
RO 130328 Β1
Tabelul 8
Precipitarea HS din percolatul industrial concentrat (B) - cantitatea de acid clorhidric 37,45% g/g (d: 1,186 kg/dm3) raportată la 100 ml percolat concentrat - (mL HCI funcție de pH); proba 5pc, exemplul 5
Proba 5pc
Soluție HCI 37,45 % (ml) HCI (g) PH Observații
0,0 0,00 10
0,5 0,22 9,80
0,8 0,33 9,80
1,0 0,44 9,70
1,3 0,56 9,50
1,5 0,67 9,40
2,0 0,89 9,20
2,5 1,11 8,50
3,0 1,33 8,00
3,5 1,55 6,90
4,0 1,78 6,80
4,5 2,00 6,60
5,0 2,22 6,30
5,5 2,44 6,20
5,8 2,55 5,60
6,0 2,66 5,50
6,3 2,78 5,30
6,5 2,89 4,70
6,8 3,00 4,30 începe precipitarea
7,0 3,11 3,80
7,3 3,22 3,30
7,5 3,33 2,70
7,6 3,38 2,40
7J 3,42 2,20
7,8 3,46 2,00 precipitare completă
Tabelul 9
Caracteristicile fizice și chimice ale HS precipitate cu HCI din percolat (B) concentrat înainte și după purificare prin spălare cu acid - proba HS5 g și HS5 - exemplul 5
Probă
u.m. HS5 g HS5
Reziduu la 105°C % masă 25 36
Residuu la 600°C % masă 14,6 3,7
Reziduu la 105°C - Reziduu la 600°C % masă 10,4 32,3
RO 130328 Β1
Ί
Tabelul 9 (continuare)
Probă
u.m. HS5 g HS5
Fosfor total (P) mg/kg solide 842 597
Total metale -
Arsen total (As) mg/kg solide 12,7 17,4
Bariu (Ba) mg/kg solide 9,02 3,44
Cadmiu (Cd) mg/kg solide < 1 < 1
Crom total (Cr) mg/kg solide 193 550
Crom hexavalent (Cr) mg/kg solide < 0,5 <0,5
Cupru total (Cu) mg/kg solide 15,2 37,2
Fier(Fe) mg/kg solide 1264 1250
Potasiu (K) % solide 6,48 0,18
Mangan (Mn) mg/kg solide 21,9 < 1
Molibden (Mo) mg/kg solide 6,46 16,6
Sodiu (Na) % solide 12,7 0,25
Nichel (Ni) mg/kg solide 84,5 187
Plumb (Pb) mg/kg solide < 3 < 3
Stibiu total (Sb) mg/kg solide <2 <2
Zinc (Zn) mg/kg solide 44 20,8
Aluminiu (Al) mg/kg solide 4835 2357
Bor(B) mg/kg solide 512 537
Cobalt (Co) mg/kg solide 20,4 50,3
Mercur (Hg) mg/kg solide < 1 < 1
Staniu (Sn) mg/kg solide 75,6 233
Stronțiu (Sr) mg/kg solide 7,73 < 1
Magneziu (Mg) % solide 0,26 0,019
Calciu (Ca) % solide 0,31 0,059
Siliciu (ca SiO2) % solide 2,0 8,0
An ioni
Sulfați (SO4) % solide 2,6 2,7
RO 130328 Β1
Tabelul 10
Caracteristicile chimice ale percolatului(C) ca atare (proba 6p) și concentrat (proba 6pc) - exemplul 6
Probă
u.m. 6p 6pc
Densitate kg/l 1,01 1,13
Reziduu la 105°C % masă 1,03 18,9
Reziduu la 600°C % masă 0,73 14
Reziduu la 105°C - Reziduu la 600°C % masă 0,3 4,9
pH - 8,1 10,1
COT (Carbon Organic Total) mg/kg 1500 24500
BOD5 mg/kg 1575 9900
COD mg/kg 4780 96900
Raport BOD5/COD - 0,33 0,10
Azot Kjeldahl total (TKN) mg/kg 2580 2720
Azot amoniacal mg/kg 2430 111
Raport Carbon/Azot - 0,58 9,01
Fosfor total (P) mg/kg 25 359
Total metale
Crom total (Cr) mg/kg 1,2 19
Fier(Fe) mg/kg 6 77
Potasiu (K) mg/kg 975 14870
Sodiu (Na) mg/kg 1710 31500
Magneziu (Mg) mg/kg 76 882
Calciu (Ca) mg/kg 34 558
An ioni
Cloruri (CI) % solide 2060 32800
Sulfați (SO4) % solide 200 2200
RO 130328 Β1
Ί
Tabelul 11
Caracteristicile chimice ale (HS6), comparativ cu produsele comerciale (COM1) și (COM2) - exemplul 6
Probă
u.m. HS6 COM1 COM2
Reziduu la 105°C % masă 28,4 25,8 87,3
Reziduu la 600°C % masă 17,4 20,1 34,1
Reziduu la 105°C - Reziduu la 600°C % masă 11 5,7 53,2
PH - 7,2 12,8 7,9
COT (Carbon Organic Total) % 8,5 9,2 25,5
Carbon humic (HA) %C 4,8 5,17 23,8
Carbon fulvic (FA) %C 1,1 0,26 0,58
Azot Kjeldahl total (TKN) %N 0,7 0,13 0,89
Raport Carbon/Azot %C/%N 12,1 70,8 28,7
Fosfor total (P) mg/kg 78,2 36,2 44370
Total metale -
Arsen t (As) mg/kg 1,4 3,8 4,9
Cadmiu (Cd) mg/kg < 1 < 1 < 1
Crom total (Cr) mg/kg 48,2 8,5 4
Cupru total (Cu) mg/kg 1,5 7 2,3
Fier(Fe) mg/kg 188 3900 3431
Potasiu (K) % 3,6 3,8 12,5
Mangan (Mn) mg/kg 1,1 7,6 152
Sodiu (Na) % 2,3 0,5 0,23
Nichel (Ni) mg/kg 14 7,2 4,7
Plumb (Pb) mg/kg 0,2 3,1 2,5
Seleniu (Se) mg/kg 0,8 1,8 <4
Zinc (Zn) mg/kg 4,4 8,8 3,6
Mercur (Hg) mg/kg < 0,2 < 1 < 1
ANIONI
Cloruri (CI) % 3,8 0,05 2
Sulfați (S04) % 1,3
RO 130328 Β1
Tabelul 12
Caracteristicile agronomice ale (HS6), comparativ cu produsele comerciale (COM1) - exemplul 7
Proba
u.m. HS6 COM1
Densitate kg/l 1,122 1,124
COT (Carbon Organic Total) % (9) 8,96 9,31
TEC (Carbon Organic Extractabil) % (9) 7,78 8,15
Carbon humic (HA) % (9) 5,96 6,32
Carbon fulvic (FA) % (9) 0,25 0,67
HA + HF % (9) 6,2 7
Grad de humificare (HD) % 79,0 85,0
Rata de humificare (HR) % 69 75
Indice de humificare (HI) % 0,25 0,17
HD= GRAD DE HUMIFICARE = (HA+HF)/TEC Acesta este un parametru cvasi-cantitativ: în soluri și turbă are valori intermediare (70...80), chiar dacă în general foarte ridicate; în materiale humice (leonardit și extracte humice) are valori apropiate de 100; numai în materialele ușor mature (composturi ne-mature și fertilizanți organici) are valori apropiate de zero;
HR = RATA DE HUMIFICARE = (HA + HF)/TOC Este un parametru cantitativ: sunt valabile aceleași considerații ca pentru HD;
HI = INDICE DE HUMIFICARE = NH/(HA + HF) unde NH = TEC - (HA + HF) Acesta este cu atât mai scăzut cu cât este mai mare cantitatea de substanțe humice în sol: în turbe humificate și fertilizanți maturi are valori < 0,5; în leonardit și extracte humice derivate are valori apropiate de 1; în materiale ne-humificate (composturi ne-mature și nămoluri, fertilizanți organici) are valori > 1.
Tabelul 13
Analiza maselor moleculare aparente ale (HS6), comparativ cu produsul comercial (COM1) - exemplul 7
Probă
u.m. HS6 COM1
Prima fracție ( > 100 KDs) % 5,2 3,6
A doua fracție (100...25 KDs) % 84,8 87
A treia fracție (< 25 KDs) % 10 9,4
Interpretarea rezultatelor
Literatura de specialitate consideră abundența procentuală a primei fracții (mase moleculare >100 KD) și a celei de a treia fracții (masa moleculară > 250 KDa) corelată direct cu gradul de maturare al substanțelor humice și cu activitatea biologică a acestora.
Din acest punct de vedere, extractul humic HS6 prezintă o mai bună împărțire a celor trei fracții decât extractul humic COM1, prin aceea că prezintă o prezență mai mare a primei și a celei de-a treia fracții, și o prezență mai mică a celei de-a doua fracții.
RO 130328 Β1
Tabelul 14
Determinarea activității biostimulatoare, prin bioanaiiza AUDUS, a (HS6) comparativ cu produsul comercial (COM1) - exemplul 7
Probă
u.m. HS6 COM1
Activitate similară auxinei % 35,2 32
Activitate similară giberelinei % absentă absentă
Interpretarea rezultatelor
Probele de extract humic s-au comparat, prin bioanaiiza, cu cantități crescute de acid 3indolacetic și acid giberelic (GA3) pentru a determina, respectiv, inhibarea dezvoltării radicalilor pe năsturel și stimularea alungirii hipocotililor pe cicoare albă de Trieste.
Activitatea maximă de auxină s-a găsit în probele HS6. Probele testate nu au prezentat activitate giberelinică.

Claims (12)

1. Procedeu de recuperare a substanțelor humice din percolat provenit din depozite de 3 gunoi solid urban sau altele asemenea în timpul etapei de maturare, cu pH între 7,0 și 10,0, caracterizat prin aceea că va cuprinde următoarele etape: 5
- supunerea percolatului unei etape de evaporare-concentrare la o temperatură între 50 și 130°C și o presiune între 5 și 200 kPa; 7
- supunerea percolatului concentrat, care conține substanțe în soluție, unei etape de acidulare cu acid anorganic la un pH între 1 și 3 pentru a obține precipitarea substanțelor 9 humice sub formă de solid floconos;
- separarea substanțelor humice solide floconoase din faza lichidă pentru a obține 11 substanțe humice brute.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, înainte de etapa de 13 evaporare-concentrare, se realizează o etapă de filtrare a percolatului, pentru a obține o concentrație de solide suspendate sub 500 mg/l.15
3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că etapa de acidulare se realizează prin adăugare de acid sulfuric.17
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că etapa de acidulare se realizează prin adăugare de acid fosforic.19
5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că tratamentul de purificare a substanțelor humice brute are loc prin spălare cu apă, eventual acidulată la pH < 7, astfel 21 încât să reducă concentrația de săruri anorganice și orice substanțe organice solubile în apă, pentru a obține substanțe humice purificate. 23
6. Procedeu conform uneia sau mai multora dintre revendicările de la 1 la 5, caracterizat prin aceea că se adaugă un hidroxid alcalin la substanțele humice brute sau 25 purificate până când substanțele humice sunt obținute în soluție sub formă de săruri alcaline solubile. 27
7. Procedeu conform uneia sau mai multora dintre revendicările de la 1 la 6, caracterizat prin aceea că substanțele humice în soluție se purifică suplimentar prin adsorbția 29 substanțelor organice care pot fi prezente, cum ar fi alchilftalați, alchilfenoli, bisfenol A, alchilbenzensulfați, prin tratare cu adsorbanți solizi cum ar fi cărbune activ, argile, caolinuri. 31
8. Procedeu conform uneia sau mai multora dintre revendicările de la 1 la 7, caracterizat prin aceea că se supun substanțele humice în soluție unui tratament de uscare 33 pentru a obține un produs sub formă de pulbere.
9. Procedeu conform uneia sau mai multora dintre revendicările de la 1 la 7, 35 caracterizat prin aceea că se adaugă sulfat feros la substanțele humice în soluție, la pH neutru, pentru a obține humați de fier în soluție. 37
10. Procedeu conform uneia sau mai multora dintre revendicările de la 1 la 7, caracterizat prin aceea că, se adaugă hidroxid de calciu și/sau hidroxid de magneziu la 39 substanțele humice în soluție pentru a obține un precipitat de humați de calciu și/sau magneziu care ulterior se usucă. 41
11. Procedeu conform uneia sau mai multora dintre revendicările de la 1 la 5, caracterizat prin aceea că, după striparea amoniacului și a compușilor volatili, apa 43 condensată, obținută în etapa de evaporare-concentrare, se folosește în etapa de spălare în timpul tratamentului de purificare prin spălare cu acid a substanțelor humice brute. 45
12. Substanțe humice obținute prin procedeul revendicat în una sau mai multe dintre revendicările de la 1 la 11. 47
ROA201400754A 2012-04-10 2013-03-22 Procedeu de recuperare a substanţelor humice din percolat provenit din depozite urbane de gunoi solid sau altele asemenea, şi substanţe humice obţinute prin procedeu RO130328B1 (ro)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000013A ITVE20120013A1 (it) 2012-04-10 2012-04-10 Procedimento di recupero di sostanze umiche da percolato proveniente da discarica di rifiuti solidi urbani o assimilabili e sostanza umica ottenuta con il procedimento.
PCT/EP2013/056081 WO2013152943A1 (en) 2012-04-10 2013-03-22 Process for recovering humic substances from percolate originating from urban solid refuse dumps or the like, and humic substance obtained by the process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO130328A2 RO130328A2 (ro) 2015-06-30
RO130328B1 true RO130328B1 (ro) 2019-07-30

Family

ID=46051832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201400754A RO130328B1 (ro) 2012-04-10 2013-03-22 Procedeu de recuperare a substanţelor humice din percolat provenit din depozite urbane de gunoi solid sau altele asemenea, şi substanţe humice obţinute prin procedeu

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN104245164B (ro)
BR (1) BR112014025015B1 (ro)
HK (1) HK1200024A1 (ro)
IT (1) ITVE20120013A1 (ro)
RO (1) RO130328B1 (ro)
WO (1) WO2013152943A1 (ro)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6743352B2 (ja) * 2014-06-09 2020-08-19 三菱ケミカル株式会社 フミン含有排水の処理方法、及びフミン含有排水の処理装置
CN105152387A (zh) * 2014-06-09 2015-12-16 三菱丽阳株式会社 含腐殖物污水的处理方法、及含腐殖物污水的处理装置
JP6861478B2 (ja) * 2015-08-17 2021-04-21 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 フミン含有排水の処理方法及び処理装置
WO2020152707A1 (en) * 2019-01-21 2020-07-30 Dr Prasad Vanita Heavy metal removal from industrial effluents by combination of aerobic and anaerobic treatment
KR20210152497A (ko) * 2019-04-15 2021-12-15 스토라 엔소 오와이제이 용매의 회수 및 휴민 물질 및 그의 조성물의 단리를 위한 방법
CN111661979B (zh) * 2020-06-08 2022-05-13 厦门嘉戎技术股份有限公司 一种渗滤液资源化处理方法及设备
LU501059B1 (en) 2021-12-21 2023-06-21 Luxembourg Inst Science & Tech List Method for the production of a humic and fulvic acid based biostimulant and fertiliser
CN114291931A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 东江环保股份有限公司 一种垃圾渗滤液的资源化处理方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58112086A (ja) * 1981-12-25 1983-07-04 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 生物難分解性物質を含む廃水の処理方法
US4459149A (en) * 1982-09-24 1984-07-10 Moran Edward F Process for treating humus materials
ES2100123B1 (es) * 1995-04-26 1998-01-01 Depuracion Y Reciclaje S L Nuevo procedimiento para la depuracion de vertidos con alto contenido de materia organica.
CN100404444C (zh) * 2006-09-01 2008-07-23 清华大学 城镇污水污泥的减量化、资源化方法
CN100448917C (zh) * 2006-09-27 2009-01-07 清华大学 一种从垃圾渗滤液膜处理浓缩液中提取腐殖酸的方法
CN100519451C (zh) * 2007-03-05 2009-07-29 清华大学 城镇污水污泥的减量化、资源化方法
CN101701025B (zh) * 2009-10-30 2013-03-20 华南理工大学 一种从浓缩垃圾渗滤液提取腐殖酸并治理废水方法
CN102211794B (zh) * 2010-04-07 2013-01-23 中国科学院工程热物理研究所 一种填埋气燃烧泡床及蒸发处理渗滤液的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013152943A1 (en) 2013-10-17
HK1200024A1 (en) 2015-07-31
RO130328A2 (ro) 2015-06-30
BR112014025015A2 (ro) 2017-06-20
BR112014025015B1 (pt) 2021-11-03
CN104245164A (zh) 2014-12-24
CN104245164B (zh) 2016-11-16
ITVE20120013A1 (it) 2013-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RO130328B1 (ro) Procedeu de recuperare a substanţelor humice din percolat provenit din depozite urbane de gunoi solid sau altele asemenea, şi substanţe humice obţinute prin procedeu
Adhikari et al. Influence of pyrolysis parameters on phosphorus fractions of biosolids derived biochar
Chen et al. The mechanism of cadmium sorption by sulphur-modified wheat straw biochar and its application cadmium-contaminated soil
Wongrod et al. Lead sorption by biochar produced from digestates: Consequences of chemical modification and washing
He et al. Two years of aging influences the distribution and lability of metal (loid) s in a contaminated soil amended with different biochars
Ryu et al. Evaluation of struvite obtained from semiconductor wastewater as a fertilizer in cultivating Chinese cabbage
Lima et al. Assessment of the use of organic composts derived from municipal solid waste for the adsorption of Pb, Zn and Cd
Xing et al. Feasibility of sludge-based biochar for soil remediation: Characteristics and safety performance of heavy metals influenced by pyrolysis temperatures
Mwangi et al. Removal of heavy metals from contaminated water using ethylenediamine-modified green seaweed (Caulerpa serrulata)
US7566400B2 (en) Wastewater chemical/biological treatment method and apparatus
Ghebremichael et al. Performance of Moringa oliefera as a biosorbent for chromium removal
US20220332600A1 (en) Absorbent for municipal wastewater treatment
Jena et al. Explicating proficiency of waste biomass-derived biochar for reclaiming phosphate from source-separated urine and its application as a phosphate biofertilizer
Yang et al. Effect of pyrolysis conditions on food waste conversion to biochar as a coagulant aid for wastewater treatment
Mahvi et al. Application of Platanus orientalis leaves in removal of cadmium from aqueous solution
Janus et al. Ex situ evaluation of the effects of biochars on environmental and toxicological availabilities of metals and polycyclic aromatic hydrocarbons
CN107512746B (zh) 一种用城市污泥生产用于处理污水的过滤剂及其制造方法
CN115109598B (zh) 一种生物炭基酸性土壤调理剂及其制备方法和应用
CN105521768A (zh) 一种具有除砷功能的饮用水净化剂及其制备方法
Taguchi et al. Biosorption of Pb and Cd onto Polygonum sachalinense
Abood et al. Agricultural waste as low cost adsorbent for the removal of Fe (II) ions from aqueous solution
Yavari et al. Kinetic, isotherm and thermodynamic studies with linear and non-linear fitting for cadmium (II) removal by black carbon of pine cone
Hashem et al. Comparative study on activated carbon prepared from various fruit peels
Ashekuzzaman et al. Dairy processing sludge feedstock-based biochars for the removal of phosphorus in discharge effluents
CN108569686B (zh) 一种利用芬顿氧化去除生物炭中USEPA PAHs的方法