RU2562526C2 - Method of biotechnological processing solid wastes of pulp and paper industry for obtaining biohumus, comprising step of processing with fungi and step of vermi-processing - Google Patents
Method of biotechnological processing solid wastes of pulp and paper industry for obtaining biohumus, comprising step of processing with fungi and step of vermi-processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562526C2 RU2562526C2 RU2013143384/13A RU2013143384A RU2562526C2 RU 2562526 C2 RU2562526 C2 RU 2562526C2 RU 2013143384/13 A RU2013143384/13 A RU 2013143384/13A RU 2013143384 A RU2013143384 A RU 2013143384A RU 2562526 C2 RU2562526 C2 RU 2562526C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- vermicompost
- substrate
- pulp
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области биотехнологии, точнее к способу утилизации целлюлозосодержащих отходов.The group of inventions relates to the field of biotechnology, more specifically to a method for the disposal of cellulose-containing waste.
Известны способы усиления интенсивности утилизации отходов в системе микроорганизмы - дождевые черви по сравнению с интенсивностью утилизации отходов этими организмами по отдельности / Терещенко Н.Н. Эколого-микробиологические аспекты вермикультивирования / Н.Н. Терещенко. - Новосибирск: Наука, 2003. - 113 с.2. Stom D.I. Transformation of Oil in Soil by a Microbial Preparation and Earthworms / D.I. Stom, D.S. Potapov, A.E. Balayan, O.N. Matveeva // Eurasian Soil Science. - 2003. - Vol.36, No.3. - Р.329-331/.Known methods for enhancing the intensity of waste disposal in the system of microorganisms - earthworms in comparison with the intensity of waste disposal by these organisms separately / Tereshchenko N.N. Ecological and microbiological aspects of vermicultivation / N.N. Tereshchenko. - Novosibirsk: Nauka, 2003 .-- 113 p. 2. Stom D.I. Transformation of Oil in Soil by a Microbial Preparation and Earthworms / D.I. Stom, D.S. Potapov, A.E. Balayan, O.N. Matveeva // Eurasian Soil Science. - 2003. - Vol. 36, No.3. - R.329-331 /.
Известен способ получения биоудобрения / Патент РФ 2125549 C05F 11/08, C05F 11/00, 1999 г./. Способ заключается в том, что субстрат на основе органических отходов сельского хозяйства и промышленности вермикомпостируют при помощи новой промышленной линии дождевых червей "Оболенский гибрид", полученных путем скрещивания "Красного калифорнийского гибрида" с российской популяцией дождевых червей Eisenia fetida при 16-24°C в течение 4-6 месяцев. От полученного биогумуса отделяют червей. Целесообразно после отделения червей биогумус выдержать в естественных условиях для дозревания. В биогумус после отделения червей или после дозревания вводят микроорганизмы, обладающие фунгицидной активностью. В качестве микроорганизмов вводят штамм Bacillus subtilis ИПМ-215 в концентрациях 1-109-1-1012 спор на 1 кг или культуру микофильного гриба Trichoderma viride Per sex S.F. Cray N 16 в концентрациях 1·104-1·108 колониеобразующих единиц на 1 кг. Биоудобрение, полученное предлагаемым способом, улучшает агрохимические показатели почвы, обладает фунгицидными и ростостимулирующими свойствами для растений.A known method of producing biofertilizer / Patent of the Russian Federation 2125549 C05F 11/08, C05F 11/00, 1999 /. The method consists in vermicomposting a substrate based on organic waste from agriculture and industry using the new Obolensky Hybrid earthworm industrial line, obtained by crossing the Red California Hybrid with the Russian Eisenia fetida earthworm population at 16-24 ° C. for 4-6 months. Worms are separated from the biohumus obtained. After separation of the vermicompost vermicompost, it is advisable to withstand in vivo ripening. After separation of the worms or after ripening, microorganisms with fungicidal activity are introduced into vermicompost. As microorganisms, the Bacillus subtilis strain IPM-215 is introduced in concentrations of 1-109-1-1012 spores per 1 kg or the culture of the mycophilus fungus Trichoderma viride Per sex S.F. Cray N 16 in concentrations of 1 · 104-1 · 108 colony forming units per 1 kg. Biofertilizer obtained by the proposed method improves the agrochemical parameters of the soil, has fungicidal and growth-promoting properties for plants.
Известен способ переработки органических отходов / Заявка РФ 2011107180 C05F 11/08, 2011 г. / с помощью вермикультуры с дождевыми червями Eisenia fetida, в исходный субстрат одновременно с червями вносят штамм Trichoderma asperellum МГ-97 (ВКПМ F-765) в виде спор и мицелия или препарат триходермин М в количестве 105-106 КОЕ/кг исходного субстрата.A known method of processing organic waste / Application of the Russian Federation 2011107180 C05F 11/08, 2011 / using vermiculture with earthworms Eisenia fetida, the Trichoderma asperellum MG-97 strain (VKPM F-765) is introduced into the original substrate simultaneously with the worms as spores and mycelium or trichodermin M in the amount of 105-106 CFU / kg of the original substrate.
Также известен способ утилизации целлюлозосодержащих отходов, с помощью вермикультуры с дождевыми червями Eisenia fetida и культуры грибов Trichoderma viride. При этом предварительно производят пероральную инокуляцию дождевых червей Eisenia fetida инсулиновым шприцем со спиленным острием иглы суспензией мицелия и спор целлюлозоразрушающего штамма недельной культуры грибов Trichoderma viride с содержанием в ней колониеобразующих единиц (КОЕ) в количестве 10 КОЕ/мл в количестве 0,05 мл, или суточное выдерживание червей в субстрате, пропитанном такой суспензией.Also known is a method for the disposal of cellulose-containing wastes using vermiculture with earthworms Eisenia fetida and the culture of mushrooms Trichoderma viride. In this case, oral inoculation of earthworms Eisenia fetida is preliminarily performed with an insulin syringe with a sawn tip of the needle with a suspension of mycelium and spores of a cellulose-depleting strain of the weekly culture of Trichoderma viride fungi containing 10 colony forming units (CFU) / cfu or ml CFU, or daily maintenance of worms in a substrate impregnated with such a suspension.
Недостатками известных способов являются техническая сложность осуществления указанных в них приемов биотехнологической переработки твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности.The disadvantages of the known methods are the technical complexity of the implementation of the techniques indicated in them for biotechnological processing of solid waste from the pulp and paper industry.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение способа получения биогумуса из твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности, а также интенсификация утилизации указанных отходов.The objective of the invention is to simplify the method of producing vermicompost from solid waste from the pulp and paper industry, as well as the intensification of the disposal of these waste.
Поставленная задача достигается тем, что заявленный способ биотехнологической переработки твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности для получения биогумуса включает: а) стадию обработки грибами, заключающуюся в том, что в твердые отходы целлюлозно-бумажной промышленности вносят грибной инокулят базидиальных грибов белой гнили из расчета 0,8-1,1 л на 10 кг отходов и проводят твердофазное культивирование в течение 45-65 дней при температуре 18-28°C; или в твердые отходы целлюлозно-бумажной промышленности вносят зерновой мицелий грибов белой гнили из расчета 300-350 г на 6-8 кг отходов и проводят твердофазное культивирование в течение 15 дней при температуре 10-15°C, а в следующие 40-45 дней - при температуре 18-28°C; б) стадию вермипереработки, заключающуюся в том, что субстрат, полученный на стадии а) увлажняют до 65-80%, затем на 10 кг указанного субстрата вносят 1300-2500 особей Eisenia andrei, после чего в течение 42-47 дней поддерживают указанную влажность, при этом субстрат содержат при температуре 12-34°C, предпочтительно при температуре 22-27°C; в) стадию подготовки биогумуса, заключающуюся в том, что осуществляют отделение червей от увлажненного биогумуса, полученного на стадии б), затем биогумус просушивают до влажности 50-65%, предпочтительно до влажности 55-60%. После отделения червей от увлажненного биогумуса дополнительно можно просеять биогумус. При этом базидиальные грибы белой гнили представляют собой: Trametes sp., Lenzites sp., Pleurotus sp.This object is achieved in that the claimed method of biotechnological processing of solid waste from the pulp and paper industry to produce vermicompost includes: a) the stage of treatment with mushrooms, which consists in introducing mushroom inoculum of white rot basidiomycetes at the rate of 0, into the solid waste of the pulp and paper industry 8-1.1 l per 10 kg of waste and carry out solid-phase cultivation for 45-65 days at a temperature of 18-28 ° C; or in the solid waste of the pulp and paper industry, cereal mycelium of white rot fungi is added at the rate of 300-350 g per 6-8 kg of waste and solid-phase cultivation is carried out for 15 days at a temperature of 10-15 ° C, and in the next 40-45 days at a temperature of 18-28 ° C; b) the vermiprocessing stage, namely, that the substrate obtained in stage a) is moistened to 65-80%, then 1300-2500 Eisenia andrei individuals are added per 10 kg of the indicated substrate, after which the indicated humidity is maintained for 42-47 days, wherein the substrate is contained at a temperature of 12-34 ° C, preferably at a temperature of 22-27 ° C; C) the stage of preparation of vermicompost, which consists in the separation of the worms from the moist vermicompost obtained in stage b), then the vermicompost is dried to a moisture content of 50-65%, preferably to a moisture content of 55-60%. After separating the worms from the moistened vermicompost, it is possible to additionally sift the vermicompost. In this case, white rot basidiomycetes are: Trametes sp., Lenzites sp., Pleurotus sp.
По данным государственной статистики за 2011 год объем отходов производства бумаги составляет 6,1 млн тонн. К тому же до сих пор для отбелки древесных волокон большинство отечественных целлюлозно-бумажных предприятий использует хлор и его соединения. Известно, что сточные воды, образующиеся при таком виде отбелки, характеризуются высокой концентрацией химических веществ, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия, сульфид натрия, элементарный хлор или диоксид хлора, оксид кальция, соляная кислота, и т.д. Избыточный активный ил является неизбежным и нежелательным отходом систем биологической очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, общее количество которых в отрасли по России достигает 20-50 млн. куб.м в год. Поэтому его утилизация, также как и утилизация других твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП), на сегодняшний день остается одной из актуальных эколого-экономических проблем. Решение этой задачи обеспечит возможность ввода в эксплуатацию больших земельных площадей, занимаемых в настоящее время иловыми картами, шламонакопителями и короотвалами, позволит рекультивировать нарушенные почвы, приведет к сокращению затрат на оборудование «могильников» для захоронения отходов. Для этого предлагается двухстадийная переработка отходов, предусматривающая: 1 - переработку базидиомицетами и 2 - вермипереработку. Необходимость в такой последовательной обработке объясняется следующим. Уникальной особенностью базидиомицетов является их способность продуцировать комплекс внеклеточных оксидаз, позволяющих им проводить деградацию отходов ЦБП. Кроме того, базидиальные грибы выполняют функцию по детоксикации -разложению хлорорганических соединений - диоксинов. К тому же грибы способствуют возрастанию доли соединений органического азота (аммонийного азота). В результате роста и размножения червей происходит переработка отходов ЦБП в биогумус. Черви повышают плодородие субстрата, способствуя его структурности, возрастанию воздухопроницаемости, увеличению содержания доступных для растений соединений азота (прежде всего в нитратной форме), а также калия, кальция, магния и других элементов питания.According to government statistics for 2011, the volume of paper production waste is 6.1 million tons. In addition, to date, most domestic pulp and paper mills use chlorine and its compounds to bleach wood fibers. It is known that wastewater generated by this type of bleaching is characterized by a high concentration of chemicals such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium sulfide, elemental chlorine or chlorine dioxide, calcium oxide, hydrochloric acid, etc. Excess activated sludge is an unavoidable and undesirable waste of biological treatment systems for industrial and domestic wastewater, the total amount of which in the industry in Russia reaches 20-50 million cubic meters per year. Therefore, its disposal, as well as the disposal of other solid waste from the pulp and paper industry (pulp and paper industry), today remains one of the pressing environmental and economic problems. The solution to this problem will provide the opportunity to put into operation large land areas currently occupied by silt maps, sludge collectors and scavengers, it will allow the restoration of disturbed soils, and will reduce the cost of equipment for “landfills” for waste disposal. For this, a two-stage waste processing is proposed, which includes: 1 - processing by basidiomycetes and 2 - vermi-processing. The need for such sequential processing is explained by the following. A unique feature of basidiomycetes is their ability to produce a complex of extracellular oxidases, allowing them to degrade pulp and paper industry waste. In addition, basidiomycetes perform the function of detoxification and decomposition of organochlorine compounds - dioxins. In addition, fungi contribute to an increase in the proportion of organic nitrogen compounds (ammonium nitrogen). As a result of the growth and reproduction of the worms, the recycling of pulp and paper products into biohumus occurs. Worms increase the fertility of the substrate, contributing to its structure, increase air permeability, increase the content of nitrogen compounds available to plants (primarily in nitrate form), as well as potassium, calcium, magnesium and other nutrients.
Отделение червей осуществляют на механических виброситах, причем остающиеся на сите черви используются для последующего получения биогумуса из следующей партии субстрата. При этом оптимальным является размер пор сита 0,75 см, что позволяет получать чистый биогумус, свободный от частиц непереработанного субстрата и остатков мусора. Если величина пор сита будет менее 0,5 см, то скорость просеивания будет низка, что увеличит время технологической операции. Если величина пор сита будет более 1,0 см, то вместе с частицами биогумуса в емкость с готовым продуктом будут попадать и частицы непереработанного субстрата, что будет негативно сказываться на качестве готового продукта.The worms are separated on mechanical vibrating screens, and the worms remaining on the sieve are used for the subsequent production of vermicompost from the next batch of substrate. At the same time, the pore size of the sieve is 0.75 cm, which makes it possible to obtain pure biohumus, free of particles of unprocessed substrate and debris. If the pore size of the sieve is less than 0.5 cm, the sieving speed will be low, which will increase the time of the technological operation. If the pore size of the sieve is more than 1.0 cm, then together with biohumus particles, particles of the unprocessed substrate will fall into the container with the finished product, which will adversely affect the quality of the finished product.
Полученный биогумус подсушивают в потоке горячего воздуха до влажности 50-65% и складируют в крафт-мешки. Если влажность готового биогумуса будет менее 50%, то будет происходит перерасход теплоносителя при сушке продукта. Для комфортного развития в биогумусе антифунгицидных, азотфиксирующих бактерий и микроорганизмов, обеспечивающих перевод трудноусвояемых форм фосфора в легкодоступные для растений, оптимальная влажность составляет 55%. Если влажность готового биогумуса будет более 65%, то качество готового продукта ухудшится, так как получаемое удобрение потеряет сыпучесть, а кроме того, аэрация субстрата будет низкая, что приведет к замедленному развитию микроорганизмов.The resulting vermicompost is dried in a stream of hot air to a moisture content of 50-65% and stored in kraft bags. If the moisture content of the finished biohumus is less than 50%, then the coolant will be overrun when drying the product. For the comfortable development in the biohumus of antifungicidal, nitrogen-fixing bacteria and microorganisms that ensure the conversion of hard-to-digest forms of phosphorus to readily available to plants, the optimum humidity is 55%. If the moisture content of the prepared biohumus is more than 65%, then the quality of the finished product will deteriorate, as the resulting fertilizer will lose flowability, and in addition, the aeration of the substrate will be low, which will lead to a slow development of microorganisms.
Пример 1. Этот пример демонстрирует снижение содержания хлорорганических соединений - диоксинов и повышения плодородия субстрата, полученного на основе отходов целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) - скопа, методом их поэтапной переработки грибами и червями.Example 1. This example demonstrates a decrease in the content of organochlorine compounds - dioxins and increase the fertility of the substrate, obtained on the basis of waste from the pulp and paper industry (pulp and paper industry) - osprey, by the method of their phased processing by mushrooms and worms.
Для проведения эксперимента были использованы отходы Пермского ЦБК, применяющего хлорную отбелку целлюлозы. Обезвоженный волокнистый осадок системы очистки сточных вод предприятия - скоп, был обработан грибами рода Trametes sp. следующим образом. В отход вносили грибной инокулянт базидиальных грибов белой гнили из расчета 0,8 л на 10 кг отходов и проводили твердофазное культивирование в течение 45 дней. Полученный после обработки субстрат увлажняли до 70% и на 10 кг обработанных грибами отходов запускали от 1300 до 1800 особей половозрелых красных калифорнийских червей Eisenia foctida. Уход за вермикультурой заключался в поверхностном смачивании субстрата 1 раз в 3 дня водопроводной водой для поддержания влажности 65-80%. Субстрат содержали при температуре 18-30°C. Переработка длилась в течение 45 дней.For the experiment, wastes from Perm Pulp and Paper Mill using chlorine bleaching of cellulose were used. The dehydrated fibrous sludge of the enterprise’s wastewater treatment system, osprey, was treated with fungi of the genus Trametes sp. in the following way. Mushroom inoculant of basidiomycetes of white rot was added to the waste at the rate of 0.8 L per 10 kg of waste and solid-phase cultivation was carried out for 45 days. The substrate obtained after processing was moistened up to 70% and from 10,000 to 1800 mature California red worms Eisenia foctida were launched per 10 kg of waste treated with mushrooms. Care for vermiculture consisted in surface wetting of the substrate once every 3 days with tap water to maintain a moisture content of 65-80%. The substrate was kept at a temperature of 18-30 ° C. Processing lasted for 45 days.
Были отобраны пробы до переработки отходов, после обработки грибами и после двухстадийной переработки.Samples were taken before waste treatment, after mushroom treatment, and after two-stage processing.
Для определения содержания хлорорганических соединений - диоксинов в скопе (контрольный образец) и полученных на его основе субстратах проводили хромато-масс-спектрометрический анализ отобранных проб. В исследовании была использована методика выполнения измерений суммарного содержания полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в пересчете на 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин в пробах почв, грунтов, донных отложений методом хромато-масс-спектрометрии (ПНД Ф 16.1:2:2.2.56-08). Анализ выполнен на хромато-масс-спектрометре высокого разрешения Thermo Finnigan MAT 95ХР. Результаты приведены в таблице 1.To determine the content of organochlorine compounds - dioxins in the osprey (control sample) and the substrates obtained on its basis, a chromato-mass spectrometric analysis of the samples was performed. The study used a measurement technique for the total content of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in terms of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin in samples of soils, soils, bottom sediments by chromatography-mass spectrometry (PND F 16.1: 2: 2.2.56-08). The analysis was performed on a Thermo Finnigan MAT 95XR high-resolution chromatograph-mass spectrometer. The results are shown in table 1.
Проведены исследования содержания углерода, азота, соотношения между ними, минеральных форм азота в скопе и субстрате на его основе. Содержание углерода определяли методом Тюрина, азота - методом Къельдаля. Нитраты и аммоний исследовали колориметрически.Investigations were made of the content of carbon, nitrogen, the ratio between them, the mineral forms of nitrogen in the osprey and the substrate based on it. The carbon content was determined by the Tyurin method, nitrogen - by the Kjeldahl method. Nitrates and ammonium were examined colorimetrically.
Для оценки перспективности использования полученных на основе скопа Пермского ЦБК субстратов как биогумуса и биоудобрений для сравнения были отобраны образцы органических горизонтов естественных лесных почв.To evaluate the prospects of using substrates as biohumus and bio-fertilizers obtained on the basis of the osprey of Permsky PPM, samples of organic horizons of natural forest soils were selected for comparison.
Результаты химического анализа представлены в таблице 2.The results of chemical analysis are presented in table 2.
Полученные результаты демонстрируют снижение содержания диоксинов до предельно допустимого уровня и ниже под влиянием биологических агентов - грибов и червей. Из таблицы 2 видно, что исходные образцы отходов характеризуются низким содержанием азота по сравнению с органогенным горизонтом лесной почвы. Под действием грибов и червей азот активно переходит из аммиачной формы в доступную для растений нитратную форму. Показатель C/N уменьшается, что свидетельствует об активном процессе минерализации органического вещества отходов. В целом содержание доступных минеральных форм азота в полученном субстрате из скопа ЦБК достигает уровня содержания в органическом горизонте лесной почвы.The results show a decrease in the content of dioxins to the maximum permissible level and below under the influence of biological agents - fungi and worms. Table 2 shows that the initial waste samples are characterized by a low nitrogen content compared with the organogenic horizon of forest soil. Under the influence of fungi and worms, nitrogen actively passes from the ammonia form to the nitrate form available to plants. The C / N index decreases, which indicates an active process of mineralization of organic waste material. In general, the content of accessible mineral nitrogen forms in the obtained substrate from osprey of pulp and paper mill reaches the level of content in the organic horizon of forest soil.
Пример 2. Пример демонстрирует повышение уровня плодородия субстрата, полученного на основе отходов короотвалов - твердых отходов ЦБП, под действием поэтапной переработки грибами и червями.Example 2. The example demonstrates an increase in the level of fertility of the substrate, obtained on the basis of waste dumps - solid waste pulp and paper industry, under the influence of phased processing of mushrooms and worms.
Объектом эксперимента выбраны отходы Пермского ЦБК, использующего хлорную отбелку целлюлозы. В короотвале Пермского ЦБК складируются смесь коры и древесных остатков со скопом. Образцы короотвала были обработаны грибами рода Trametes sp. следующим образом. В указанный отход вносили грибной инокулянт из расчета 1,1 л на 10 кг и проводили твердофазное культивирование в течение 65 дней. Полученный после обработки субстрат увлажняли до 70%, и на 10 кг обработанных грибами отходов запускали от 1800 до 2500 особей половозрелых красных калифорнийских червей Eisenia foctida. Уход за вермикультурой заключался в поверхностном смачивании субстрата 1 раз в 3 дня водопроводной водой для поддержания влажности 65-80%. Субстрат содержали при температуре 18-30°C. Переработка длилась в течение 45 дней.Waste of Perm Pulp and Paper Mill using chlorine bleaching of cellulose was chosen as the object of the experiment. A mixture of bark and wood residues with osprey is stored in the dump of the Perm Pulp and Paper Mill. Sump bodies were treated with fungi of the genus Trametes sp. in the following way. A mushroom inoculant was added to the specified waste at the rate of 1.1 L per 10 kg and solid-phase cultivation was carried out for 65 days. The substrate obtained after treatment was moistened to 70%, and from 10,000 to 2,500 mature California red worms Eisenia foctida were launched per 10 kg of waste treated with mushrooms. Care for vermiculture consisted in surface wetting of the substrate once every 3 days with tap water to maintain a moisture content of 65-80%. The substrate was kept at a temperature of 18-30 ° C. Processing lasted for 45 days.
Были отобраны пробы до переработки отходов, после обработки грибами и после двухстадийной переработки.Samples were taken before waste treatment, after mushroom treatment, and after two-stage processing.
Эксперимент проводили при комнатной температуре.The experiment was carried out at room temperature.
Содержание углерода определяли методом Тюрина, азота - методом Къельдаля. Нитраты и аммоний исследовали колориметрически. Результаты химического анализа представлены в таблице 3. В таблице для оценки перспективности использования субстратов в качестве биогумуса и биоудобрений приведены результаты аналогичного анализа органического горизонта лесной почвы.The carbon content was determined by the Tyurin method, nitrogen - by the Kjeldahl method. Nitrates and ammonium were examined colorimetrically. The results of chemical analysis are presented in table 3. In the table to assess the prospects of using substrates as biohumus and bio-fertilizers, the results of a similar analysis of the organic horizon of forest soil are given.
Из таблицы 3 видно, что исходный образец отхода характеризуются показателями, сходными с контрольными показателями общего углерода и азота, но при этом значительно уступает ему по содержанию доступных форм азота. Под действием грибов происходит увеличение азота, особенно его аммиачной формы. На втором этапе переработки под действием червей азот активно переходит из аммиачной формы в доступную для растений нитратную форму, превышая контрольные значения более чем в десяток раз.From table 3 it can be seen that the initial sample of waste is characterized by indicators similar to the control indicators of total carbon and nitrogen, but at the same time it is significantly inferior to it in the content of available forms of nitrogen. Under the influence of fungi, an increase in nitrogen, especially its ammonia form, occurs. At the second stage of processing, under the action of worms, nitrogen actively passes from the ammonia form to the nitrate form available to plants, exceeding the control values by more than a dozen times.
Исходя из полученных результатов, можно сделать заключение о перспективности поэтапной переработки отходов короотвала Пермского ЦБК с целью получения биогумуса и биоудобрений для использования в лесном и сельском хозяйстве.Based on the results obtained, it can be concluded that the phased processing of waste from the dump of the Perm Pulp and Paper Mill with the aim of obtaining biohumus and bio-fertilizers for use in forestry and agriculture is possible.
Пример 3. Пример демонстрирует повышение уровня плодородия субстрата, полученного из твердых отходов ЦБП под действием поэтапной переработки грибами и червями. Исследование проводили на отходах Сяськского ЦБК, использующего хлорную отбелку целлюлозы. Скоп - смесь волокнистого осадка, глины, различных органических и неорганических примесей, активного избыточного ила.Example 3. The example demonstrates an increase in the level of fertility of the substrate obtained from the solid waste of the pulp and paper industry under the influence of phased processing by mushrooms and worms. The study was conducted on the wastes of Syasky pulp and paper mill using bleaching pulp. Osprey is a mixture of fibrous sediment, clay, various organic and inorganic impurities, active excess sludge.
Предварительно однократно стерилизованные образцы отходов фасовали в полиэтиленовые пакеты в объеме 5-7 литров каждый (6-8 кг). В различные части каждого пакета закладывали зерновой мицелий вешенки обыкновенной (Pleurotus sp.) в количестве 300-350 г. Опытные образцы поливали из рассеивателя каждые 3 дня 400-600 мл отстоявшейся водопроводной водой. После 2 недель микопереработки в пакете делали 5-6 отверстий диаметром в среднем 3 см для прорастания плодовых тел гриба. Грибную переработку проводили в течение 60 дней. В течение первых 15 дней - при температуре 10-15°C, а в следующие 45 дней - при температуре 18-28°C.Previously sterilized waste samples were packed up in plastic bags in the amount of 5-7 liters each (6-8 kg). 300-350 g of oyster mushroom ordinary (Pleurotus sp.) Was laid in different parts of each bag in an amount of 400–600 ml of settled tap water from the diffuser every 3 days. After 2 weeks of microprocessing, 5-6 holes with an average diameter of 3 cm were made in the bag for germination of the fruit bodies of the fungus. Mushroom processing was carried out for 60 days. During the first 15 days - at a temperature of 10-15 ° C, and in the next 45 days - at a temperature of 18-28 ° C.
Далее образцы перекладывали в пластиковые контейнеры, где заселяли красными калифорнийскими червями. Для постепенной адаптации червей к новому для них субстрату 200 особей половозрелых червей с небольшим количеством навоза прикладывали к краю субстрата. Путем естественной миграции черви по мере адаптации переползали в новый субстрат. Навоз спустя неделю полностью убирали, выбирая оставшихся червей и запуская их непосредственно в субстрат на основе скопа. Полив осуществлялся водопроводной водой каждые 3-5 суток по 300-350 мл на каждый образец. Переработка червями длилась 60 суток при комнатной температуре.Next, the samples were transferred to plastic containers, where they were populated with red California worms. To gradually adapt the worms to a new substrate for them, 200 individuals of sexually mature worms with a small amount of manure were applied to the edge of the substrate. Through natural migration, the worms crawled into a new substrate as they adapted. After a week, the manure was completely removed, selecting the remaining worms and launching them directly into the osprey-based substrate. Watering was carried out with tap water every 3-5 days, 300-350 ml per sample. Processing by worms lasted 60 days at room temperature.
На каждой стадии были отобраны пробы для проведения химического анализа на содержание элементов плодородия.At each stage, samples were taken for chemical analysis for the content of fertility elements.
Актуальную кислотность (pH) измеряли потенциометрически в водной вытяжке, используя соотношение субстрат: раствор - 1:25. Потенциально доступными для растений формами элементов являются водорастворимые, обменные, часть органических соединений. Для определения концентрации доступных соединений элементов питания образцы субстрата обрабатывали 1М CH3COONH4 (pH=4,65). Использовали те же соотношения субстрата и вытеснителя, что и при определении рН. Содержание углерода определяли методом Тюрина, азота - методом Къельдаля, фосфора - колориметрически, металлы - методом AAS. Нитраты и аммоний исследовали колориметрически.Actual acidity (pH) was measured potentiometrically in an aqueous extract using a substrate: solution ratio of 1:25. Potentially accessible forms of elements for plants are water-soluble, metabolic, part of organic compounds. To determine the concentration of available nutrient compounds, substrate samples were treated with 1M CH 3 COONH 4 (pH = 4.65). Used the same ratio of substrate and displacer as in the determination of pH. The carbon content was determined by the Tyurin method, nitrogen by the Kjeldahl method, phosphorus by colorimetry, and metals by the AAS method. Nitrates and ammonium were examined colorimetrically.
Результаты анализа представлены в таблице 4. В таблице для сравнения приведены результаты аналогичного анализа органического горизонта лесной почвы.The results of the analysis are presented in table 4. The table for comparison shows the results of a similar analysis of the organic horizon of forest soil.
Из таблицы видно, что содержание доступных форм питательных элементов увеличивается на каждой стадии переработки. Показатель зрелости компоста C/N уменьшается, что свидетельствует об активном процессе минерализации органического вещества отходов. Происходит накопление азота. После двухстадийной переработки отходов содержание Na, K превосходит показатели органического горизонта лесной почвы. Содержание P приближается к значению органического горизонта почвы. Ca, Mg, S по своим значениям тоже превосходят контрольный образец. Происходит увеличение содержания Mn, Zn на каждой стадии биообработки.The table shows that the content of available forms of nutrients increases at each stage of processing. The compost maturity index C / N is decreasing, which indicates an active process of mineralization of the organic matter of the waste. There is an accumulation of nitrogen. After two-stage waste processing, the content of Na, K exceeds the organic horizon of forest soil. The content of P approaches the value of the organic soil horizon. Ca, Mg, S in their values also exceed the control sample. There is an increase in the content of Mn, Zn at each stage of bioprocessing.
Таким образом, предложенная биотехнология позволяет получить субстрат из твердых отходов ЦБП с высоким содержанием доступных для растений соединений элементов питания, который возможно использовать как биогумус и биоудобрение для лесовыращивания и сельского хозяйства.Thus, the proposed biotechnology makes it possible to obtain a substrate from solid waste of pulp and paper industry with a high content of nutrient compounds available for plants, which can be used as vermicompost and bio-fertilizer for forest cultivation and agriculture.
Claims (10)
а) стадию обработки грибами, заключающуюся в том, что в твердые отходы целлюлозно-бумажной промышленности вносят грибной инокулянт базидиальных грибов белой гнили из расчета 0,8-1,1 л на 10 кг отходов и проводят твердофазное культивирование в течение 45-65 дней при температуре 18-28°C;
б) стадию вермипереработки, заключающуюся в том, что субстрат, полученный на стадии а) увлажняют до 65-80%, затем на 10 кг указанного субстрата вносят 1300-2500 особей половозрелых красных калифорнийских червей Eisenia andrei, после чего в течение 42-47 дней поддерживают указанную влажность, при этом субстрат содержат при температуре 12-34°C;
в) стадию подготовки биогумуса, заключающуюся в том, что осуществляют отделение червей от увлажненного биогумуса, полученного на стадии б), затем биогумус просушивают до влажности 50-65%.1. The method of biotechnological processing of solid waste from the pulp and paper industry to produce biohumus, including:
a) the stage of treatment with mushrooms, which consists in adding to the solid waste of the pulp and paper industry a mushroom inoculant of basidiomycetes of white rot at the rate of 0.8-1.1 l per 10 kg of waste and conducting solid-phase cultivation for 45-65 days at a temperature of 18-28 ° C;
b) the vermiprocessing stage, namely, that the substrate obtained in stage a) is moistened to 65-80%, then 1300-2500 specimens of mature California red worms Eisenia andrei are applied per 10 kg of the substrate, after which within 42-47 days maintain the specified humidity, while the substrate is contained at a temperature of 12-34 ° C;
C) the stage of preparation of vermicompost, which consists in the separation of the worms from the moist vermicompost obtained in stage b), then the vermicompost is dried to a moisture content of 50-65%.
а) стадию обработки грибами, заключающуюся в том, что в твердые отходы целлюлозно-бумажной промышленности вносят зерновой мицелий грибов белой гнили из расчета 300-350 г на 6-8 кг отходов и проводят твердофазное культивирование в течение 15 дней при температуре 10-15°C, а в следующие 40-45 дней - при температуре 18-28°C;
б) стадию вермипереработки, заключающуюся в том, что субстрат, полученный на стадии а) увлажняют до 65-80%, затем вносят половозрелых красных калифорнийских червей Eisenia andrei в количестве 200 шт. на 6-8 кг, после чего в течение 42-47 дней поддерживают указанную влажность, при этом субстрат содержат при температуре 12-34°C;
в) стадию подготовки биогумуса, заключающуюся в том, что осуществляют отделение червей от увлажненного биогумуса, полученного на стадии б), затем биогумус просушивают до влажности 50-65%.6. A method of biotechnological processing of solid waste from the pulp and paper industry to produce biohumus, including:
a) the stage of treatment with mushrooms, which consists in the fact that cereal mycelium of white rot mushrooms at the rate of 300-350 g per 6-8 kg of waste is introduced into the solid waste of the pulp and paper industry and solid-state cultivation is carried out for 15 days at a temperature of 10-15 ° C, and in the next 40-45 days - at a temperature of 18-28 ° C;
b) the vermiprocessing stage, consisting in the fact that the substrate obtained in stage a) is moistened to 65-80%, then 200 mature California red Eisenia andrei worms are introduced. 6-8 kg, after which the specified humidity is maintained for 42-47 days, while the substrate is kept at a temperature of 12-34 ° C;
C) the stage of preparation of vermicompost, which consists in the separation of the worms from the moist vermicompost obtained in stage b), then the vermicompost is dried to a moisture content of 50-65%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143384/13A RU2562526C2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method of biotechnological processing solid wastes of pulp and paper industry for obtaining biohumus, comprising step of processing with fungi and step of vermi-processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143384/13A RU2562526C2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method of biotechnological processing solid wastes of pulp and paper industry for obtaining biohumus, comprising step of processing with fungi and step of vermi-processing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013143384A RU2013143384A (en) | 2014-08-10 |
| RU2562526C2 true RU2562526C2 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=51355040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013143384/13A RU2562526C2 (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Method of biotechnological processing solid wastes of pulp and paper industry for obtaining biohumus, comprising step of processing with fungi and step of vermi-processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2562526C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800611C1 (en) * | 2022-09-05 | 2023-07-25 | Михаил Давидович Меламед | Method for accelerated composting of organic waste and device for its implementation |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT6416B (en) | 2016-02-15 | 2017-07-10 | Alvydas MARKAUSKAS | Household container for biohumus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012560A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-11 | Wilson Harold W | Process for treating waste materials with concentrated acid and the product produced thereby |
| RU2205163C2 (en) * | 2000-12-26 | 2003-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-торговое предприятие "Фирма СБ" | Method for manufacturing biohumus |
| US6579713B2 (en) * | 1999-11-02 | 2003-06-17 | Paul A. Olivier | Apparatus for bio-conversion of putrescent wastes |
| RU2354135C2 (en) * | 2007-05-18 | 2009-05-10 | Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | Method of processing plant raw material wastes |
-
2013
- 2013-09-26 RU RU2013143384/13A patent/RU2562526C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012560A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-11 | Wilson Harold W | Process for treating waste materials with concentrated acid and the product produced thereby |
| US6579713B2 (en) * | 1999-11-02 | 2003-06-17 | Paul A. Olivier | Apparatus for bio-conversion of putrescent wastes |
| RU2205163C2 (en) * | 2000-12-26 | 2003-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-торговое предприятие "Фирма СБ" | Method for manufacturing biohumus |
| RU2354135C2 (en) * | 2007-05-18 | 2009-05-10 | Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | Method of processing plant raw material wastes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800611C1 (en) * | 2022-09-05 | 2023-07-25 | Михаил Давидович Меламед | Method for accelerated composting of organic waste and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013143384A (en) | 2014-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sani et al. | Impact of application of Trichoderma and biochar on growth, productivity and nutritional quality of tomato under reduced NPK fertilization | |
| Cárdenas-Aguiar et al. | The effect of biochar and compost from urban organic waste on plant biomass and properties of an artificially copper polluted soil | |
| Boxman et al. | Vegetation and soil biota response to experimentally-changed nitrogen inputs in coniferous forest ecosystems of the NITREX project | |
| Cole et al. | Seaweed compost for agricultural crop production | |
| Garbowski et al. | An overview of natural soil amendments in agriculture | |
| Zervakis et al. | Composted versus raw olive mill waste as substrates for the production of medicinal mushrooms: an assessment of selected cultivation and quality parameters | |
| Paredes et al. | Effects of spent mushroom substrates and inorganic fertilizer on the characteristics of a calcareous clayey‐loam soil and lettuce production | |
| Burgos et al. | Nitrogen mineralization and nitrate leaching of a sandy soil amended with different organic wastes | |
| Illera-Vives et al. | Production of compost from marine waste: evaluation of the product for use in ecological agriculture | |
| Bohacz | Composts and water extracts of lignocellulosic composts in the aspect of fertilization, humus-forming, sanitary, phytosanitary and phytotoxicity value assessment | |
| Dickson et al. | Mycoremediation of petroleum contaminated soils: Progress, prospects and perspectives | |
| Bustamante et al. | Use of chemometrics in the chemical and microbiological characterization of composts from agroindustrial wastes | |
| Iftikhar et al. | Synergistic mycoflora–natural farming mediated biofertilization and heavy metals decontamination of lithospheric compartment in a sustainable mode via Helianthus annuus | |
| Xu et al. | Elevated CO 2 alters the rhizosphere effect on crop residue decomposition | |
| Udayana et al. | The multipurpose utilization of coconut by-products in agriculture: prospects and concerns | |
| Ahlawat et al. | Management of spent mushroom substrate | |
| Wiednera et al. | Biochar-fungi interactions in soils | |
| RU2562526C2 (en) | Method of biotechnological processing solid wastes of pulp and paper industry for obtaining biohumus, comprising step of processing with fungi and step of vermi-processing | |
| US9382166B1 (en) | Plant nutrient composition | |
| Haroon et al. | Fractionation of heavy metals in contaminated soil after amendment with composted cow manure and poultry litter | |
| Yeasmin et al. | Arbuscular mycorrhizal fungus inoculum production in rice plants | |
| Nourbakhsh | Fate of carbon and nitrogen from plant residue decomposition in a calcareous soil | |
| Oliferchuk et al. | Changes in the structure of soil microscopic fungi in the territories of Yavoriv and Podorozhenie sulfur quarries | |
| Ozolinčius et al. | Short term effects of compensatory wood ash fertilization on soil, ground vegetation and tree foliage in Scots pine stands | |
| Junio et al. | Content of heavy metals in soil and in pineapple fertilized with sewage sludge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160927 |