RU2003107842A - Способ разделения иловых осадков и получения биогаза - Google Patents
Способ разделения иловых осадков и получения биогазаInfo
- Publication number
- RU2003107842A RU2003107842A RU2003107842/15A RU2003107842A RU2003107842A RU 2003107842 A RU2003107842 A RU 2003107842A RU 2003107842/15 A RU2003107842/15 A RU 2003107842/15A RU 2003107842 A RU2003107842 A RU 2003107842A RU 2003107842 A RU2003107842 A RU 2003107842A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- organic material
- ammonia
- fermentation
- lime
- tank
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 29
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims 17
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims 82
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 52
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims 42
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims 42
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 30
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims 29
- 101700023688 LIME1 Proteins 0.000 claims 29
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 claims 29
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims 29
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 24
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims 17
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 16
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 13
- 102000030002 Prion Proteins Human genes 0.000 claims 11
- 108091000054 Prion Proteins Proteins 0.000 claims 11
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 10
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 10
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 10
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims 6
- 241001438449 Silo Species 0.000 claims 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims 5
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 claims 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims 5
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 claims 4
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims 4
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 4
- 230000001717 pathogenic Effects 0.000 claims 4
- 244000052769 pathogens Species 0.000 claims 4
- 239000004460 silage Substances 0.000 claims 4
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims 4
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims 4
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 claims 3
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 claims 3
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H Tricalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 3
- 241000209149 Zea Species 0.000 claims 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims 3
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims 3
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims 3
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims 3
- 235000005824 corn Nutrition 0.000 claims 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims 3
- 230000002458 infectious Effects 0.000 claims 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 3
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 claims 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims 3
- 210000000988 Bone and Bones Anatomy 0.000 claims 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims 2
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 claims 2
- 241000282887 Suidae Species 0.000 claims 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims 2
- 235000014666 liquid concentrate Nutrition 0.000 claims 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 claims 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 2
- 238000011012 sanitization Methods 0.000 claims 2
- 239000010822 slaughterhouse waste Substances 0.000 claims 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims 2
- 241000894007 species Species 0.000 claims 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 2
- 241000244186 Ascaris Species 0.000 claims 1
- 241000589876 Campylobacter Species 0.000 claims 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 claims 1
- 241000283086 Equidae Species 0.000 claims 1
- 241000283898 Ovis Species 0.000 claims 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 claims 1
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 claims 1
- 206010039447 Salmonellosis Diseases 0.000 claims 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 claims 1
- 241000726445 Viroids Species 0.000 claims 1
- 241000607734 Yersinia <bacteria> Species 0.000 claims 1
- 206010048282 Zoonosis Diseases 0.000 claims 1
- 208000003558 Zoonosis Diseases 0.000 claims 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims 1
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 claims 1
- -1 crops Substances 0.000 claims 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 claims 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 claims 1
- 239000010807 litter Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000000813 microbial Effects 0.000 claims 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 claims 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 244000045947 parasites Species 0.000 claims 1
- 230000003071 parasitic Effects 0.000 claims 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L phosphate Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002686 phosphate fertilizer Substances 0.000 claims 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 claims 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims 1
Claims (125)
1. Способ снижения количества жизнеспособных микроорганизмов и/или прионов в органическом материале, включающий i) получение органического материала, содержащего твердую и/или жидкую фракции, ii) обработку упомянутого органического материала, включая a) этап обработки известью под давлением при температуре от 100 до 220°С, приводящий к гидролизу органического материала, при этом известь состоит из Са(ОН)2 и/или СаО, и b) этап отделения аммиака от упомянутого материала, обработанного известью под давлением, при этом известь, добавляемая для отделения аммиака и обеззараживания органического материала, осаждает растворенный ортофосфат, и iii) получение обработанного органического материала, содержащего уменьшенное количество жизнеспособных микроорганизмов и/или прионов.
2. Способ по п.1, включающий дополнительные этапы отвода обработанного органического материала на вход бродильного аппарата для получения биогаза, сбраживания обработанного органического материала и попечения биогаза.
3. Способ по п.1, включающий дополнительный этап внесения обработанного органического материала в сельскохозяйственные земли.
4. Способ по п.2, включающий дополнительный этап внесения материала, оставшегося от сбраживания обработанного материала в сельскохозяйственные земли.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутыми микроорганизмами являются микроорганизмы животных и зоонозные болезнетворные микроорганизмы.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутыми микроорганизмами являются микроорганизмы, выбираемые из инфекционных микроорганизмов и паразитарных болезнетворных микроорганизмов.
7. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что упомянутый органический материал, содержащий твердую и/или жидкую фракции выбирается из группы материалов, включающей навоз и его иловые осадки, остатки биомассы, биомассу силоса, туши животных или их части, отходы скотобойни, мясокостную кормовую муку, а также любые их сочетания.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что производство биогаза повышается при тепловой обработке упомянутого органического материала в извести под давлением, которая проводится перед этапом отделения аммиака от органического материала в резервуаре отделения аммиака.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед этапом отделения аммиака органический материал, прошедший тепловую обработку в извести под давлением, подвергается сбраживанию.
10. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед поступлением на этап отделения аммиака органический материал растительного происхождения проходит силосование.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что перед этапом отделения аммиака, прошедший силосование органический материал растительного происхождения сбраживается.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что этап отделения аммиака выполняется путем введения извести в органический материал с целью повышения уровня рН приблизительно до 9 при температуре приблизительно 40°С.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что уровень рН составляет приблизительно 10.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что уровень рН составляет приблизительно 11.
15. Способ по п.12, отличающийся тем, что температура составляет приблизительно 50°С.
16. Способ по п.12, отличающийся тем, что температура составляет приблизительно 60°С.
17. Способ по п.12, отличающийся тем, что этап отделения аммиака продолжается от 2 до 15 дней.
18. Способ по п.12, отличающийся тем, что этап отделения аммиака продолжается от 4 до 10 дней.
19. Способ по п.12, отличающийся тем, что этап отделения аммиака продолжается от 6 до 8 дней.
20. Способ по п.8, отличающийся тем, что уровень рН составляет 8-12, температура 70-80°С, отношение жидкой фракции к газообразной менее 1:400, продолжительность этапа отделения аммиака приблизительно 7 дней.
21. Способ по п.12, отличающийся тем, что твердая фракция органического материала составляет максимум 50% в отношении массы к объему.
22. Способ по п.12, отличающийся тем, что твердая фракция органического материала составляет максимум 30% в отношении массы к объему.
23. Способ по п.12, отличающийся тем, что твердая фракция органического материала составляет максимум 10% в отношении массы к объему.
24. Способ по п.12, отличающийся тем, что перед хранением в резервуаре отделенный аммиак поглощается в колонне.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что колонна содержит воду или раствор кислоты.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что в качестве раствора кислоты используется серная кислота.
27. Способ по п.24, отличающийся тем, что перед хранением в резервуаре аммиак, отделенный на этапе тепловой обработки в извести под давлением, также поглощается в упомянутой колонне.
28. Способ по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что тепловая обработка органического материала в извести под давлением выполняется при температуре от 120 до 220°С, под давлением от 2 до 20 бар, с добавлением извести в количестве, достаточном для получения уровня рН от 9 до 12, и продолжительность этапа тепловой обработки в извести под давлением составляет от не менее чем 1 желательно до менее 60 мин.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что температура находится в пределах от 180 до 200°С, тем, что давление находится в пределах от 10 до менее чем 16 бар, тем, что уровень рН составляет от 10 до 12, и тем, что продолжительность этапа тепловой обработки в извести под давлением составляет от 5 до 10 мин.
30. Способ по п.28, отличающийся тем, что в состав органического материала входит также подстилка животноводческих ферм или навоз крупного рогатого скота, свиней или птичий помет.
31. Способ по п.28, отличающийся тем, что органический материал также содержит протеины, входящие в состав BSE-прионов или других прионов, тем, что упомянутые BSE-прионы или другие прионы удаляются на этапе тепловой обработки в извести под давлением.
32. Способ по п.28, отличающийся тем, что в состав органического материала также входит солома, волокна или опилки.
33. Способ по п.28, отличающийся тем, что содержание волокон в органическом материале составляет более 10% в массовом отношении.
34. Способ по п.28, отличающийся тем, что содержание сложных углеводородов, включая целлюлозу, и/или гемицеллюлозу, и/или лигнин, составляет более 10% в массовом отношении.
35. Способ по п.28, отличающийся тем, что СаО вводится в количестве от 2 до 80 г на 1 кг сухого вещества.
36. Способ по п.28, отличающийся тем, что СаО вводится в количестве от 5 до 60 г на 1 кг сухого вещества.
37. Способ по п.28, отличающийся тем, что перед обработкой в автоклаве с известью органический материал дробится.
38. Способ по п.37, отличающийся тем, что органический материал дробится в винтовом конвейере, оборудованном дробилкой, который транспортирует органический материал в автоклав с известью, где органический материал нагревается впрыском пара, или паром в кожухе вокруг автоклава, или при сочетании этих вариантов.
39. Способ по п.28, включающий также этап отвода органического материала, обработанного в автоклаве с известью, в бродильный аппарат для мезофильного и/или термофильного сбраживания перед отделением аммиака от органического материала.
40. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется популяцией бактерий.
41. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется анаэробным сбраживанием.
42. Способ по п.39, отличающийся тем, что содержание азота в органическом материале животного происхождения составляет более 10% в отношении массы к объему.
43. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется при температуре от 15 предпочтительно до температуры менее 65°С.
44. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется при температуре от 25 предпочтительно до температуры менее 55°С.
45. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется при температуре от 35 предпочтительно до температуры менее 45°С.
46. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется в течение периода от 5 до менее 15 дней.
47. Способ по п.39, отличающийся тем, что сбраживание осуществляется в течение периода от 7 до менее 10 дней.
48. Способ по п.10, отличающийся тем, что органический материал, подлежащий силосованию, включает кормовые культуры годового оборота типа свеклы, кукурузы или клевера, и тем, что он может включать также и ботву растений.
49. Способ по любому из пп.2 - 12, отличающийся тем, что биогаз получают с использованием одного или большего числа бродильных аппаратов с помощью микробных организмов при анаэробном сбраживании органического материала.
50. Способ по п.49, отличающийся тем, что при сбраживании органического материала используются микроорганизмы типа бактерий, выделяющие главным образом метан и небольшую долю диоксида углерода.
51. Способ по п.49, отличающийся тем, что биогаз получают с применением двух бродильных аппаратов путем анаэробного бактериального сбраживания органического материала, при этом сначала сбраживание происходит в первом бродильном аппарате в присутствии термофильных бактерий, а затем сброженный в термофильных условиях органический материал отводится во второй бродильный аппарат, где происходит сбраживание в присутствии мезофильных бактерий.
52. Способ по п.51, отличающийся тем, что условия термофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 45 до 75°С.
53. Способ по п.51, отличающийся тем, что условия термофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 55 до 60°С.
54. Способ по п.51, отличающийся тем, что условия мезофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 20 до 45°С.
55. Способ по п.51, отличающийся тем, что условия мезофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 30 до 35°С.
56. Способ по п.51, отличающийся тем, что термофильная реакция осуществляется в течение 5-15 дней.
57. Способ по п.51, отличающийся тем, что термофильная реакция осуществляется в течение 7-10 дней.
58. Способ по п.51, отличающийся тем, что мезофильная реакция осуществляется в течение 5-15 дней.
59. Способ по п.51, отличающийся тем, что мезофильная реакция осуществляется в течение 7-10 дней.
60. Способ по п.51, отличающийся тем, что при введении полимеров, и/или растительного масла, и/или одной соли или большего числа солей снижается и/или исключается потенциальное пенообразование.
61. Способ по п.60, отличающийся тем, что в качестве растительного масла используется рапсовое масло.
62. Способ по п.49, отличающийся тем, что требуемая флокуляция веществ и частиц в процессе производства биогаза достигается введением ионов кальция, способных образовывать кальциевые мостики между органическими и неорганическими веществами в растворе или взвеси, при этом упомянутые кальциевые мостики способствуют образованию хлопьев из частиц.
63. Способ по п.62, отличающийся тем, что введение ионов кальция также способствует осаждению ортофосфатов, включая растворенный (РО ), который в соответствии с предпочтительным вариантом осаждается в виде фосфата кальция Са3(РО4)2, при этом в соответствии с предпочтительным вариантом осажденный фосфат кальция остается в виде взвеси в иловом осадке.
64. Способ по п.62, отличающийся тем, что получаемый биогаз отводится на газовый двигатель, способный вырабатывать тепло и/или электричество.
65. Способ по п.64, отличающийся тем, что упомянутое тепло используется для нагрева автоклава, и/или бродильного аппарата, и/или реактора отделения аммиака, и/или одного реактора или большего числа реакторов для получения биогаза, и/или одного скотного двора, или большего числа скотных дворов.
66. Способ по п.64, отличающийся тем, что упомянутое электричество отводится и продается коммерческой распределительной электросети.
67. Способ по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что микроорганизмы включают бактерии Campylobacter, Salmonella, Yersinia, Ascaris, вирусов и вироидов.
68. Способ по любому из пп.2 - 12, включающий также этап получения азотсодержащих удобрений из органического материала, при этом упомянутый этап получения удобрений включает этап i) сбора аммиака, отделенного от органического материала на этапе отделения аммиака, этап ii) поглощения упомянутого аммиака в воде или растворе кислоты, содержащем серную кислоту, и этап iii) получения азотсодержащего удобрения.
69. Способ по любому из пп.2 - 12, включающий также этап получения фосфорсодержащих удобрений из органического материала, при этом упомянутый этап получения удобрений включает этап i) отвода илового осадка из бродильного аппарата для получения биогаза на вход первого сепаратора, этап ii) разделения сброженного органического материала, а так же неорганического материала на твердую фракцию и жидкую фракцию сбросной воды, этап iii) получения твердой фракции, включающей часть Р, в виде фосфата кальция Саз(РО4)2 и органических фосфатов, первоначально взвешенных в иловом осадке, при этом упомянутая твердая фракция может использоваться в качестве фосфорного удобрения.
70. Способ по п.69, отличающийся тем, что в качестве сепаратора применяется декантирующая центрифуга.
71. Способ по п.69, отличающийся тем, что твердая фракция, содержащая фосфор, высушивается с получением гранул, содержащих фосфорное удобрение.
72. Способ по любому из п.69 или 70, отличающийся тем, что содержание азота (N) и фосфора (Р) в сбросной воде, получаемой на выходе этапа сепарации, составляет менее 0,1% в отношении массы к объему.
73. Способ по п.72, отличающийся тем, что сбросная вода отводится в резервуар отделения аммиака и используется повторно в процессе отделения аммиака от органического материала в резервуаре отделения аммиака.
74. Способ по п.72, отличающийся тем, что сбросная вода используется повторно для чистки стойла.
75. Способ по п.72, отличающийся тем, что в сбросной воде не содержатся источники, способствующие распространению зооноза, вирусов животных, инфекционных бактерий, паразитов, BSE-прионов и других прионов.
76. Способ по любому из п.69 или 70, включающий также этап отделения аммиака от упомянутой сбросной воды в резервуаре отделения аммиака паром.
77. Способ по п.76, отличающийся тем, что отделенный аммиак конденсируется в двухступенчатом конденсаторе.
78. Способ по п.77, отличающийся тем, что аммиак конденсируется на первом этапе в противотоке охлажденного конденсата аммиака.
79. Способ по п.78, отличающийся тем, что аммиак, не сконденсировавшийся на первом этапе, конденсируется в противотоке пермеата на выходе этапа обратного осмоса, применяемого для извлечения калия (К) из сбросной воды, получаемой по п.69.
80. Способ по п.76, включающий также этап отвода отделенного аммиака на вход колонны, в которой поглощается аммиак с выхода первого резервуара отделения аммиака.
81. Способ по любому из пп.1 - 12, включающий также этап получения калийсодержащих удобрений из органических материалов, при этом упомянутый этап получения удобрений включает этап i) отвода калийсодержащей жидкой фракции сбросной воды от первого этапа разделения на второй этап разделения, этап ii) отделения оставшегося органического и неорганического состава от жидкой фракции, этап iii) получения калийсодержащего жидкого концентрата, при этом упомянутый калийсодержащий жидкий концентрат может использоваться как калийное удобрение.
82. Способ по п.81, отличающийся тем, что второй этап разделения включает пропускание калийсодержащей жидкой фракции через микрофильтр, работающий попеременно в режиме аэрирования и фильтрации сбросной воды, и тем, что упомянутое аэрирование обеспечивает разложение остатков органического материала и отстой неорганических хлопьев.
83. Система, в состав которой входит i) первое устройство, предпочтительно скотные дворы или стойла для содержания и/или разведения животных, предпочтительно сельскохозяйственных животных, включая коров, свиней, крупный рогатый скот, лошадей, коз, овец и/или домашнюю птицу, и т.п., и/или ii) второе устройство, предпочтительно хотя бы одну установку для предварительной обработки органического материала, при этом упомянутый органический материал предпочтительно включает навоз животных и/или иловые осадки животноводства, и/или части растений, и при этом части растений предпочтительно включают один вид или большее число видов соломы, зерновых культур, остатков урожая, силоса, энергетической биомассы, и возможно туши животных или их части, отходы скотобойни, мясокостную кормовую муку, плазму крови или любой продукт животного происхождения, опасный или не опасный с точки зрения возможного содержания BSE-прионов или других прионов, и/или iii) третье устройство, предпочтительно энергоустановку, производящую повышенное количество энергии из биомассы, содержащей органический материал, при этом в состав первого устройства входит a) система очистки полов, решеток, свинарников, каналов с навозом, каналов с жидкими отходами, животных, и вентиляционные каналы скотного двора или стойла, при этом чистка включает использование воды для очистки, и/или b) система транспортировки воды для очистки возможно в виде илового осадка, содержащего воду для очистки и органический материал из скотного двора или стойла во второе устройство, при этом в состав второго устройства входит a) первый резервуар предварительной обработки, предпочтительно резервуар отделения аммиака i) для отделения аммиака, содержащего азот, от илового осадка, отводимого с выхода первого устройства и подаваемого на вход второго устройства, или ii) для отделения аммиака, содержащего азот, от органического материала, отводимого с выхода дополнительного резервуара предварительной обработки второго устройства, при этом первый резервуар предварительной обработки может также использоваться для гидролиза органического материала, и/или b) второй резервуар предварительной обработки, предпочтительно автоклав с известью для гидролиза илового осадка, содержащего органический материал, отводимого с выхода первого устройства и подаваемого на вход второго устройства, при этом упомянутый гидролиз приводит к удалению, инактивированию и/или сокращению количества любых жизнеспособных микроорганизмов и/или болезнетворных организмов, находящихся в иловом осадке, или его части, и/или c) хотя бы один резервуар, предпочтительно резервуар силосования для получения силосованного растительного материала, содержащего зерно/кукурузу, энергетическую биомассу, свеклу, и остатки урожая, и/или d) хотя бы один второй резервуар, предпочтительно резервуар предварительного сбраживания для сбраживания силоса и/или органического материала после обработки известью под давлением, в котором можно выбирать условия брожения - мезофильные условия брожения и/или термофильные условия брожения, при этом в состав третьего устройства входит a) хотя бы один бродильный аппарат для получения биогаза, на вход которого с выхода второго устройства подается иловый осадок и/или органический материал для сбраживания органического материала при мезофильных условиях брожения и/или термофильных условиях брожения, при этом упомянутое брожение приводит к получению биогаза, содержащего, главным образом, метан, и/или b) хотя бы один резервуар для сбора биогаза, при этом данный резервуар может по выбору подключаться либо к распределительной сети биогаза, либо к газовому двигателю, и/или c) хотя бы один первый сепаратор, в качестве которого предпочтительно использовать декантирующую центрифугу, в котором сброженный материал с выхода хотя бы одного бродильного аппарата для получения биогаза разделяется на жидкую фракцию в виде сбросной воды и на твердую фракцию, при этом упомянутая твердая фракция содержит твердый фосфорсодержащий органический и неорганический материал, и/или d) хотя бы один второй сепаратор, в качестве которого предпочтительно использовать керамический микрофильтр, в котором предпочтительно аэрированием и фильтрацией проходит дальнейшую обработку сбросная вода с выхода хотя бы одного первого сепаратора, при этом в результате упомянутой обработки удаляются хотя бы некоторые, но предпочтительно большая часть одного компонента или большего количества компонентов, издающих запах, соединения азота (N) и калия (К), при этом упомянутая сепарация также приводит к образованию сбросной воды, содержащей уменьшенное количество любого одного компонента или большего количества компонентов, издающих запах, соединений азота (N) и калия (К) по сравнению с их количеством до разделения.
84. Система по п.83, отличающаяся тем, что жидкие фракции или сбросная вода с выхода одного или большего количества резервуаров, включая хотя бы один резервуар силосования, хотя бы один резервуар предварительного сбраживания, хотя бы один бродильный аппарат для получения биогаза, хотя бы один первый сепаратор и хотя бы один второй сепаратор, используется повторно для очистки скотного двора или стойла.
85. Система по п.83, отличающаяся тем, что система включает трубопровод, составляющий замкнутую систему, что предотвращает или приводит к сокращению выбросов пыли, микроорганизмов, аммиака, воздуха, жидкости или любой другой составляющей в пределах системы.
86. Система по п.83, отличающаяся тем, что жидкие фракции или сбросная вода с выхода одного или большего количества резервуаров, включая хотя бы один резервуар силосования, хотя бы один резервуар предварительного сбраживания, хотя бы один бродильный аппарат для получения биогаза, хотя бы один первый сепаратор и хотя бы один второй сепаратор, используется повторно на любом этапе разделения илового осадка и системы получения биогаза для содержания органического материала в надлежащем жидком состоянии.
87. Система по п.83, отличающаяся тем, что перед подачей упомянутого органического материала в резервуар отделения аммиака для отделения аммиака, содержащего азот, к органическому материалу добавляется известь, включая СаО и/или Са(ОН)2, делать это можно в сочетании с нагревом и аэрированием илового осадка, включая органический материал, при этом желательно добавлять такое количество извести, чтобы увеличить рН до уровня приблизительно от 10 до приблизительно 12.
88. Система по п.83, отличающаяся тем, что органический материал пребывает в резервуаре отделения аммиака от 5 до 10 дней, возможно 7 дней.
89. Система по п.83, отличающаяся тем, что температура внутри резервуара отделения аммиака составляет от 60 до 80°С.
90. Система по п.83, отличающаяся тем, что в резервуаре отделения аммиака или перед поступлением в резервуар отделения аммиака к органическому материалу добавляется Са(ОН)2 в количестве от 30 до 60 г на 1 кг сухого вещества органического материала.
91. Система по п.83, отличающаяся тем, что отделенный аммиак, содержащий азот, отбирается из резервуара отделения аммиака и отводится на вход колонны, в которой аммиак поглощается в воде или растворе кислоты, предпочтительно содержащем серную кислоту, и при этом поглощенный аммиак может храниться в резервуаре.
92. Система по п.83, отличающаяся тем, что поглощенный в растворе кислоты азот может использоваться в качестве удобрения.
93. Система по п.83, отличающаяся тем, что автоклав с известью является аппаратом, в котором органический материал, во-первых, разделяется на части и, во-вторых, разделенный на части органический материал направляется в камеру, где разделенный на части органический материал нагревается и одновременно подвергается действию высокого давления из-за высокой температуры.
94. Система по п.83, отличающаяся тем, что к органическому материалу, обрабатываемому в автоклаве, добавляется известь.
95. Система по п.83, отличающаяся тем, что к органическому материалу, обрабатываемому в автоклаве, добавляется известь в виде СаО и/или Ca(OH)2.
96. Система по п.83, отличающаяся тем, что к органическому материалу, обрабатываемому в автоклаве, добавляется СаО.
97. Система по п.83, отличающаяся тем, что к органическому материалу, обрабатываемому в автоклаве, добавляется СаО в количестве 5-10 г на 1 кг сухого вещества органического материала.
98. Система по п.83, отличающаяся тем, что температура органического материала в автоклаве с известью находится в диапазоне от 100 до 220°С, при этом температура регулируется в зависимости от вида обрабатываемого органического материала: чем выше выбираемая температура, тем выше содержание целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в органическом материале, или выбор более высокой температуры указывает на то, что существует более высокая опасность заражения инфекционными микроорганизмами или болезнетворными организмами, включая BSE-прионы.
99. Система по п.83, отличающаяся тем, что температура органического материала в автоклаве с известью находится в диапазоне от 180 до 200°С.
100. Система по п.83, отличающаяся тем, что на органический материал в автоклаве с известью действует давление от 10 до 16 бар.
101. Система по п.83, отличающаяся тем, что органический материал в автоклаве с известью обрабатывается при повышенной температуре в течение 5-10 мин.
102. Система по п.83, отличающаяся тем, что отделенный в автоклаве с известью аммиак, содержащий азот, отбирается и отводится в колонну, где и поглощается, как описано в п.91.
103. Система по п.83, отличающаяся тем, что перед отправкой на вход резервуара отделения аммиака силос, состоящий из кукурузы, энергетической биомассы, свеклы и/или остатков урожая, которыми, однако, не ограничивается область применения настоящего изобретения, отводится в резервуар мезофильного или термофильного брожения.
104. Система по п.83, отличающаяся тем, что перед отправкой на вход резервуара отделения аммиака органический материал, прошедший обработку в автоклаве с известью, отводится в резервуар мезофильного или термофильного брожения.
105. Система по п.83, отличающаяся тем, что брожение органического материала и получение биогаза оптимизировано применением предварительной обработки, включающей отделение аммиака, содержащего азот, и щелочной гидролиз при условиях, обеспечивающих определенный уровень рН, температуру, аэрацию, продолжительность, подавление пенообразования и флокуляцию взвешенного материала.
106. Система по п.83, отличающаяся тем, что условия для популяции микроорганизмов, содержавшихся в бродильных аппаратах для получения биогаза, оптимизированы путем подачи стерилизованного или прошедшего санитарную обработку илового осадка с выхода резервуара отделения аммиака на вход хотя бы первого бродильного аппарата для получения биогаза, при этом упомянутый стерилизованный или прошедший санитарную обработку иловый осадок не подавляет популяцию микроорганизмов, производящих биогаз в бродильном аппарате для получения биогаза.
107. Система по п.83, отличающаяся тем, что органический материал, из которого отделен аммиак, содержащий азот, отводится на вход реактора для получения биогаза, в котором поддерживаются мезофильные условия.
108. Система по п.83, отличающаяся тем, что органический материал, из которого отделен аммиак, содержащий азот, отводится на вход реактора для получения биогаза, в котором поддерживаются термофильные условия.
109. Система по п.108, отличающаяся тем, что условия термофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 45 до 75°С.
110. Система по п.108, отличающаяся тем, что условия термофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 55 до 60°С.
111. Система по п.108, отличающаяся тем, что условия мезофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 20 до 45°С.
112. Система по п.108, отличающаяся тем, что условия мезофильной реакции включают температуру реакции в диапазоне от 30 до 35°С.
113. Система по п.108, отличающаяся тем, что термофильная реакция осуществляется в течение 5-15 дней.
114. Система по п.108, отличающаяся тем, что термофильная реакция осуществляется в течение 7-10 дней.
115. Система по п.108, отличающаяся тем, что мезофильная реакция осуществляется в течение 5-15 дней.
116. Система по п.108, отличающаяся тем, что мезофильная реакция осуществляется в течение 7-10 дней.
117. Система по п.108, отличающаяся тем, что при введении полимеров, и/или растительного масла, и/или одной соли или большего числа солей ограничивается потенциальное пенообразование.
118. Система по п.108, отличающаяся тем, что в качестве растительного масла используется рапсовое масло.
119. Система по п.108, отличающаяся тем, что в состав солей входят СаО и/или Са(ОН)2.
120. Система по п.119, отличающаяся тем, что период сбраживания органического материала как при мезофильных, так и термофильных условиях, составляет не менее 7 дней.
121. Система по п.83, отличающаяся тем, что часть сброженного органического материала из реактора для получения биогаза повторно используется в том же самом реакторе, при этом упомянутый сброженный органический материал функционирует в качестве затравочного материала популяции микроорганизмов, обеспечивающих брожение.
122. Система по п.83, отличающаяся тем, что сброженный органический материал, включающий иловый осадок, состоящий из жидкого и твердого материала, отводится на вход первого сепаратора, в котором твердые материалы, включающие ограниченную долю жидкости, отделяются от основной части жидкой фракции, при этом упомянутая основная часть твердой фракции содержит фосфорсодержащий органический и неорганический материал и его соединения, а упомянутая основная твердая фракция может также высушиваться и входить в состав удобрения.
123. Система по п.83, отличающаяся тем, что в качестве первого сепаратора используется декантирующая центрифуга.
124. Система по п.83, отличающаяся тем, что сбросная вода с выхода первого сепаратора обрабатывается во втором сепараторе, при этом упомянутый второй сепаратор состоит из керамических микрофильтров, в которых сбросная вода с выхода первого сепаратора обрабатывается аэрированием и фильтрацией, при этом могут удаляться остатки любых компонентов, издающих запах, остатки любых составов азота, и/или любых калийсодержащих компонентов, оставляя чрезвычайно чистую сбросную воду.
125. Система по п.83, отличающаяся тем, что сбросная вода с выхода термофильного реактора для получения биогаза или с выхода первого и/или второго сепаратора отводится на сельскохозяйственные поля, на установку обработки сточных вод, или очистную установку, или установку биологической обработки.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DKPA200001246 | 2000-08-22 | ||
DKPA200100171 | 2001-02-01 | ||
DKPA200100171 | 2001-02-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003107842A true RU2003107842A (ru) | 2004-07-27 |
RU2283289C2 RU2283289C2 (ru) | 2006-09-10 |
Family
ID=37113010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003107842/15A RU2283289C2 (ru) | 2001-02-01 | 2001-08-22 | Способ разделения иловых осадков и получения биогаза |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2283289C2 (ru) |
UA (1) | UA75605C2 (ru) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2923732B1 (fr) * | 2007-11-16 | 2011-03-04 | Nicolas Ugolin | Procede utilisant l'energie thermique solaire couplee a des plasmas pour produire un carburant liquide et du dihydrogene a partir de biomasse ou de charbon fossile (procede p-sl et p-sh) |
FI20085371A0 (fi) * | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Pellonpaja Oy | Menetelmä lietelannan tai biokaasulaitoksen rejektin käsittelemiseksi ja/tai esikäsittelemiseksi haitta-aineiden, erityisesti typen, fosforin ja hajumolekyylien poistamiseksi |
FR2942792B1 (fr) * | 2009-03-06 | 2012-06-29 | Otv Sa | Procede d'obtention de boues imputrescibles et d'energie et installation correspondante |
WO2011156767A2 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Ghd, Inc. | Nutrient recovery systems and methods |
JP5694559B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-04-01 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニーExxon Research And Engineering Company | バイオマスの水熱処理からのリンの回収 |
EP2678295A1 (en) * | 2011-02-25 | 2014-01-01 | Telge Nät AB | Method and system for sanitization of pathogen containing liquid waste in composting applications |
UA111409C2 (uk) | 2014-09-05 | 2016-04-25 | Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Інтегро-Сд" | Спосіб переробки пташиного посліду з отриманням органічного добрива та біогазу та біореактор для його реалізації |
CN108706666B (zh) * | 2018-06-26 | 2024-02-09 | 西安蓝萱环保科技有限公司 | 一种消除离体病毒侵染潜伏的快速反应系统 |
RU2712664C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2020-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | Способ переработки осадков сточных вод на органоминеральные удобрения |
RU2722024C1 (ru) * | 2019-09-13 | 2020-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания Техмаш" | Способ приготовления жидких удобрений и установка для его осуществления |
CN111393203B (zh) * | 2020-04-21 | 2024-01-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种农林有机固体废物静态堆肥热回收利用系统 |
CN112094005A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-18 | 天津壹新环保工程有限公司 | 一种污泥的碱式热水解处理方法和系统 |
CN113896581A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-07 | 上海玖沁环保科技有限公司 | 一种农业秸秆降解处理设备 |
CN114532181B (zh) * | 2022-03-10 | 2023-10-31 | 南京新淳农业发展有限公司 | 有机种植土及其在碧根果种植中的应用 |
-
2001
- 2001-08-22 RU RU2003107842/15A patent/RU2283289C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-08-22 UA UA2003032479A patent/UA75605C2/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5519893B2 (ja) | スラリー分離及びバイオガス生成についてのコンセプト | |
US7416644B2 (en) | Method and device for stripping ammonia from liquids | |
JP2004506487A5 (ru) | ||
US8282827B2 (en) | System and method for producing methane, an organic based fertilizer and usable water from animal waste | |
AU2001281754A1 (en) | Concept for slurry separation and biogas production | |
US8110384B2 (en) | Process for conversion of dairy cow waste to biofuel products | |
RU2003107842A (ru) | Способ разделения иловых осадков и получения биогаза | |
RU2283289C2 (ru) | Способ разделения иловых осадков и получения биогаза | |
CN117136176A (zh) | 用于处理家禽垫料的方法和设备 |