RU2628437C1 - Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств - Google Patents
Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628437C1 RU2628437C1 RU2017100106A RU2017100106A RU2628437C1 RU 2628437 C1 RU2628437 C1 RU 2628437C1 RU 2017100106 A RU2017100106 A RU 2017100106A RU 2017100106 A RU2017100106 A RU 2017100106A RU 2628437 C1 RU2628437 C1 RU 2628437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manure
- liquid fraction
- pig
- concentration
- drains
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
-
- 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
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств включает сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси, причем с целью утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы вводят водный раствор гипохлорита натрия в концентрации по активному хлору, равной 185 г/л, эквивалентной сумме концентрации органических компонентов, после чего добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды, а затем смешивают очищенную сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем. Изобретение позволяет переработать жидкую фракцию навозных стоков свинокомплекса и довести эти стоки до санитарных норм. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам переработки навоза и других видов органических отходов, и может быть использовано для утилизации жидкой фракции свиного навоза с получением сточной воды, отвечающей требованиям санитарных правил и норм (СанПиН) и гигиенических норм (ГН 2.2.5.1315-03) по содержанию вредных примесей и другим санитарно-эпидемиологическим показателям.
Известен СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА И СВИНОГО НАВОЗА В ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ (Патент на изобретение №2409537 ОТ 07.07.2009, ОПУБЛ. 20.01.2011). В известном способе используют раствор биопрепарата «Байкал-ЭМ1» в нехлорированной воде. Микробиологический препарат «Байкал-ЭМ1» представляет собой микробиологическое удобрение, состоящее из комплекса специально отобранных микроорганизмов. В биопрепарат входят молочнокислые, фотосинтезирующие азотофиксирующие бактерии, дрожжевые грибки, ферменты и т.д., которые быстро и эффективно перерабатывают органику, при этом выделяют ряд аминокислот и прочих физиологически активных веществ.
Недостатком этого способа является необходимость использования дорогостоящего, сложного оборудования и постоянной замены и обновления биологического субстрата, а также избирательность действия микроорганизмов по отношению к тем или иным веществам. Последние приводят к 100% очищению одних веществ-загрязнителей и оставляет практически необработанными другие вещества.
Известна также технология переработки свиного навоза в аккумулятивных системах биогазовой установки, где предусматривается сбраживание в реакторах, которые служат одновременно и местом хранения сброженного навоза (субстрата) до его выгрузки. Исходный субстрат постоянно подается в резервуар до его заполнения. Выгрузка сброженного субстрата производится один-два раза в год в период внесения удобрений в почву. При этом часть сброженного осадка специально оставляется в реакторе и служит затравочным материалом для последующего цикла сбраживания. Объем хранилища, совмещенного с биореактором, рассчитывается на полный объем удаляемого с комплекса навоза в межпосевной период. Данная технология используется на многих свинокомплексах России.
Недостатком данного аналога является то, что такие системы требуют больших объемов хранилищ, характеризуются длительным временем переработки (до 6 месяцев), довольно большой трудоемкостью, и требуют наличия не менее двух реакторов, резервуара для накопления исходного навоза и хранения сброженного субстрата.
В настоящее время наиболее распространенный способ утилизации отходов животноводческих предприятий для хранения бесподстилочного навоза основан на технологии разделения навоза на фракции, что приводит к образованию двух продуктов переработки навоза с различными физико-механическими свойствами, которые отличатся по условиям хранения и дальнейшего использования.
На подготовительном этапе стоки со всего животноводческого предприятия (с помощью насосов или самотеком) подаются в приемный резервуар (регулирующую емкость) сепараторного пункта. Жидкий навоз для исключения осаждения взвешенных веществ в регулирующей емкости перемешивается с помощью миксера-гомогенизатора. С помощью погружного насоса гомогенизированная жидкость перекачивается в сепаратор. Наиболее оптимальным для этих целей является шнековый сепаратор, позволяющий работать с навозом (пометом) широкого спектра влажности (от 80% до 99%).
Непосредственно в процессе разделения навоза на сепараторе жидкая часть отделяется от взвешенных составляющих. Сито, пропуская жидкость, задерживает содержащиеся в навозной взвеси волокна, и на его поверхности создается подобие фильтра, способствующего фильтрации более мелких частиц, после чего лопастями шнека этот слой удаляется и прессуется.
В дальнейшем жидкая фракция из сепараторного пункта, как правило, самотеком по трубопроводу направляется в лагуны. Твердая фракция навоза отвозится на площадку буртования. После соответствующей подготовки твердая фракции навоза используются для удобрения сельскохозяйственных земель. Жидкая фракция навоза транспортируется и вносится на поля в основном с помощью гидромеханического оборудования - многошланговых систем (например, с помощью многошланговой системы Cadman).
Недостатками предлагаемой технологии являются: длительный срок (до 12 месяцев) хранения жидкой фракции в специальных лагунах с дальнейшим ее розливом на полях орошения; трудоемкость работы по сооружению лагун, связанных с выполнением земляных работ, созданием надежной гидроизоляции с применением полимерных покрытий, обработкой гербицидами с целью исключения прорастания растений на поверхности ложа сооружения; необходимость периодического перемешивания жидкости, так как лагуны не могут очищаться от осадка механическим способом как навозохранилища с бетонным покрытием; содержание токсических соединений в виде аммиака, сероводорода, меркаптана и др., которые при достаточно низких температурах способны испаряться с выделением неприятных запахов, приводит к загрязнению окружающей среды (Согласно данным экологической комиссии Европейского Совета, свыше 80% аммиака, загрязняющего атмосферный воздух, поступает именно из жидких органических удобрений); развитие микробиологических процессов, связанных с размножением колиформных бактерий, возбудителей кишечных инфекций, колифагов и др.; превышение нормы жидкого навоза не дает больших прибавок урожая и оказывает отрицательное действие на качество растениеводческой продукции, а именно, увеличивается содержание нитратов в кормовых и овощных культурах выше допустимых количеств, что требует большого количества земельных площадей.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является СИСТЕМА И СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА (патент на изобретение №2564313 от 04.05.2010, опубл. 27.09.2015). Способ переработки жидких отходов включает разделение их в устройстве обезвоживания осадка на твердый осадок и первый фильтрат; добавление к первому фильтрату и второму флокулянтов, вызывающих агрегацию взвешенных твердых частиц в первом фильтрате с образованием флокулированного осадка и второго фильтрата, причем указанный первый флокулянт содержит около 5-50 вес.% гидроксида натрия и около 30-60 вес.% алюминиевокислого натрия, а указанный второй флокулянт содержит неионные или анионные акриловые полимеры; отделение флоккулированного осадка от второго фильтрата в отделители взвешенных частиц для получения третьего фильтрата; пропускание третьего фильтрата через устройство фильтрации мелких частиц для получения четвертого фильтрата; пропускание четвертого фильтрата через установку мембранной фильтрации для получения пермеата и концентрата. Данный способ выбран за прототип, недостатком которого является сравнительно невысокая степень утилизации по содержанию аммиака (по азоту), по запаху, по содержанию нитратов и хлоридов, высокая щелочность среды, введение дополнительных загрязняющих веществ органической (акриловые полимеры) и неорганической природы (соли алюминия, гидроксид натрия), наличие микроорганизмов, а также сложная технология многоступенчатой фильтрации.
Техническое решение направлено на устранение указанных выше недостатков и достигается за счет введения водного раствора гипохлорита натрия оптимальной концентрации и добавления угольной кислоты до достижения нейтральной кислотности среды. Кроме того, с целью повышения степени окисления основных органических загрязнителей, дополнительно вводят водный раствор перманганата калия в концентрации 2 мг/л.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в решении проблемы утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, а именно доведении навозных стоков до санитарных норм. Положительный эффект заключается в соответствии обработанных указанным способом отходов действующим санитарным нормам и правилам как по содержанию ингредиентов, вредных органических примесей и бактерий, так и по отсутствию неприятных, специфических запахов и др.
Техническим результатом изобретения является создание способа переработки жидкой фракции навозных стоков свинокомплекса и доведении этих стоков до санитарных норм.
При переработке жидкой фракции свиного навоза после операции сепарирования навоза проводят смешивание жидкой фракции отхода производства с водным раствором гипохлорита натрия. Так как содержание вредных органических веществ зависит от удельной массы концентрированных кормов в рационе и условий содержания животных, то концентрацию гипохлорита натрия определяют экспериментально. Для этого предварительно определяют суммарную концентрацию мочевины, мочевой и гиппуровой кислот в жидкой фракции свиного навоза. Для этого раствор гипохлорита натрия порциями добавляют к алликвоте жидкой фракции свиного навоза, перемешивают и после протекания химических реакций окисления органических веществ в течение 2-3 часов визуально определяют цвет раствора. Доза добавляемого гипохлорита считается оптимальной, если цвет раствора становится прозрачным, а запах имеет значение не более 2-х баллов.
В табл. 1 приведен состав свежего свиного навоза (по данным НИУИФ, ВИУА и других учреждений).
Из анализа таблицы 1 следует, что основными органическими компонентами, ответственных за наличие запахов, являются мочевина, мочевая и гиппуровая кислоты.
При добавлении гипохлорита натрия протекают следующие химические процессы:
Кроме того, под влиянием уробактерий мочевина подвергается гидролитическому расщеплению:
Раствор гипохлорита натрия имеет щелочную реакцию. При наличии щелочной среды мочевая кислота разлагается с образованием аммиака (NH3), углекислого газа (CO2) и глицина (C2H5NO2)
Несколько медленнее разлагается гиппуровая кислота, которая дает вначале бензойную и аминоуксусную кислоты (гликоколь):
Если присутствуют фенольные соединения, то при обработке гипохлоритом воды, содержащей фенолы, происходит образование фенолоксифенолов. При этом степень очистки от фенолов достигает 99,99%.
Кроме того, введение гипохлорита способствует выделению в осадок части неорганических загрязнителей. В частности, двухвалентное железо легко окисляется до трехвалентного, которое в щелочной среде образует труднорастворимый гидроксид железа (ПР=10-31). При этом гидроксид железа(III) выполняет роль адсорбента загрязняющих веществ, выполняя функцию флокулянтов. Ионы S2-, входящие в состав сероводородных соединений, меркаптанов, также создающие резкие запахи, окисляются до сульфат-ионов (SO4 2-). Образование же карбонат (CO3 2-) ионов (реакция 2) приводит к образованию труднорастворимых осадков карбонатов кальция и магния.
В таблице 2 представлены результаты анализа очистки жидкой фракции свиного навоза.
Из результатов анализа следует, что после обработки жидкой фракции гипохлоритом натрия требованиям СанПиН по сточной воде не удовлетворяют значения по концентрациям хлорид-, сульфатионов и кислотности среды; рН среды легко регулируется добавлением небольших эквивалентных количеств угольной кислоты, а концентрации остальных компонентов при смешивании с речной водой приходят в норму по значениям ПДК при соотношении (сток:вода)=1:10, вследствие чего обработанную данным способом жидкую фракцию навоза можно сбрасывать в природные водоемы.
Ниже приведены примеры реализации предложенного способа утилизации жидких отходов свиноводческих хозяйств.
Пример 1
Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств включает в себя сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси. Кроме того, с целью удаления запахов и снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы в жидкую фракцию вводят водный раствор гипохлорита натрия с содержанием активного хлора 185 г/л. При этом объем раствора гипохлорита натрия по содержанию активного хлора должен быть эквивалентен сумме концентраций органических компонентов, а именно мочевины, мочевой, и гиппуровой, и других кислот. При этом предварительно концентрацию органических загрязнителей определяют экспериментально аналитическими методами. Затем добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды. Добавление угольной кислоты дополнительно приводит к устранению солей жесткости. Смешивают очищенную сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем.
Пример 2
Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств отличается от первого примера тем, что после обработки жидкой фракции раствором гипохлорита натрия дополнительно вводят водный раствор перманганата калия в концентрации 2 мг/л. Перманганат калия вводится с целью повышения степени окисления основных органических загрязнителей (мочевина, мочевая и гиппуровая кислоты) и других органических соединений (кетонные тела, креатинин, аминокислоты). При смешивании стока с речной водой (1:10) концентрация ионов марганца не будет превышать норм ПДК.
Как видно из приведенных таблиц, предлагаемое изобретение позволяет значительно улучшить санитарно-эпидемиологические показатели обработанных жидкой фракции отходов, отраженных в примерах реализации 1, 2, 3.
Claims (2)
1. Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, включающий сепарацию навоза, введение химического реагента в жидкую фракцию навоза, перемешивание смеси, отличающийся тем, что с целью утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств, снижения концентрации загрязняющих веществ органической и неорганической природы вводят водный раствор гипохлорита натрия в концентрации по активному хлору, равной 185 г/л, эквивалентной сумме концентрации органических компонентов, после чего добавляют угольную кислоту до достижения нейтральной кислотности среды, а затем смешивают очищенную сточную воду с речной водой в соотношении 1:10 и осуществляют сброс ее в речной водоем.
2. Способ утилизации жидкой фракции навозных отходов свиноводческих хозяйств по п. 1, отличающийся тем, что в жидкую фракцию после ее обработки раствором гипохлорита натрия и обработки угольной кислотой с целью повышения степени окисления основных органических загрязнителей дополнительно вводят водный раствор перманганата калия в концентрации 2 мг/л.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100106A RU2628437C1 (ru) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100106A RU2628437C1 (ru) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2628437C1 true RU2628437C1 (ru) | 2017-08-16 |
Family
ID=59641905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100106A RU2628437C1 (ru) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2628437C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708599C1 (ru) * | 2019-03-07 | 2019-12-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Способ устранения запаха вентиляционных выбросов из производственных помещений для содержания свиней |
RU2726309C1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Способ утилизации бесподстилочного навоза в биоорганическое удобрение |
RU2767075C1 (ru) * | 2021-07-22 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Способ утилизации жидкой фракции животноводческих стоков |
RU2774905C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Способ непрерывной утилизации жидкой фракции навоза крупного рогатого скота |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130186155A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-07-25 | William Blaine | Method for treating animal waste |
RU2552072C1 (ru) * | 2014-02-17 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Способ обезвреживания органических отходов животноводства, свиноводства и птицеводства |
RU2564313C2 (ru) * | 2009-05-05 | 2015-09-27 | 423079 Альберта Лтд. | Система и способ переработки жидких отходов животноводства |
-
2017
- 2017-01-09 RU RU2017100106A patent/RU2628437C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564313C2 (ru) * | 2009-05-05 | 2015-09-27 | 423079 Альберта Лтд. | Система и способ переработки жидких отходов животноводства |
US20130186155A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-07-25 | William Blaine | Method for treating animal waste |
RU2552072C1 (ru) * | 2014-02-17 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Способ обезвреживания органических отходов животноводства, свиноводства и птицеводства |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708599C1 (ru) * | 2019-03-07 | 2019-12-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Способ устранения запаха вентиляционных выбросов из производственных помещений для содержания свиней |
RU2726309C1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-07-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Способ утилизации бесподстилочного навоза в биоорганическое удобрение |
RU2767075C1 (ru) * | 2021-07-22 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Способ утилизации жидкой фракции животноводческих стоков |
RU2774905C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Способ непрерывной утилизации жидкой фракции навоза крупного рогатого скота |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hjorth et al. | Solid–liquid separation of animal slurry in theory and practice | |
CN1367759A (zh) | 化学生物复合方法净化来自城市污水的污泥 | |
EA016918B1 (ru) | Система очистки сточных вод с одновременным отделением твердых частиц фосфора и навоза | |
RU2628437C1 (ru) | Способ утилизации жидкой фракции навозных стоков свиноводческих хозяйств | |
US7297273B2 (en) | Method of intensified treatment for the wastewater containing excreta with highly concentrated nitrogen and COD | |
WO2004028981A1 (en) | Treatment of waste activated sludge | |
CN104355488A (zh) | 生活污水处理方法以及生活污水处理装置 | |
WO2012081715A1 (ja) | 被処理水の生物学的浄化剤、生物学的浄化システムおよび生物学的浄化方法 | |
US9926213B2 (en) | Systems and methods for recovering ammonium and phosphorus from liquid effluents | |
Irshad et al. | Treatment of waste water from meat industry | |
Irshad et al. | Current practices and emerging trends in abattoir effluent treatment in India: a review. | |
CN204281502U (zh) | 污水处理装置 | |
DK2279153T3 (en) | METHOD OF TREATING AND / OR PREPARING LIQUID FERTILIZER OR WASTE FROM BIOGAS SYSTEMS TO ELIMINATE HARMFUL SUBSTANCES, PARTICULAR NITROGEN, PHOSPHORES AND AIR MOLECULES | |
US11577959B2 (en) | Method for recovering N, K, and P from liquid waste stream | |
CN107628680B (zh) | 一种废水处理用净水剂及其生产方法及其使用方法 | |
CN204224389U (zh) | 污水处理装置 | |
RU129095U1 (ru) | Биотехнологический комплекс по переработке фекальных стоков предприятий жилищно-коммунального хозяйства | |
CN204281500U (zh) | 生活污水处理装置 | |
CA3112285A1 (en) | Process and apparatus for the treatment of organic feedstock | |
KR100444801B1 (ko) | 자연정화방법 및 그장치 | |
KR200279806Y1 (ko) | 오,폐수 처리장치 | |
RU2243170C1 (ru) | Способ подготовки сточных вод животноводческих комплексов для сельскохозяйственного использования | |
CN210261476U (zh) | 一种肉类屠宰加工厂废水处理设备 | |
KR101657211B1 (ko) | 개질된 활성오니, 이를 이용한 하수 및 오폐수 처리 방법 및 상기 방법에 의한 처리수의 이용 | |
CN104445804A (zh) | 污水处理装置以及使用该污水处理装置的污水处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |