RU2720909C2

RU2720909C2 - Method for processing sludge deposits of aeration fields

Info

Publication number: RU2720909C2
Application number: RU2018106849A
Authority: RU
Inventors: Валерий Абрамович Шапиро
Original assignee: Валерий Абрамович Шапиро
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2020-05-14
Also published as: RU2018106849A3; RU2018106849A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agriculture and ecology and can be used for cultivation of lands formerly occupied by aeration fields. Deposits are ground in a hammer mill to a size of not more than 2 mm. They are mixed with water and supplied into a disintegrator, where they are ground to a size of not more than 1 mcm. Grounded product is transferred into a settler. Cooling is performed to temperature not higher than 35 °C. Finely dispersed spattering of settling contents with concentrated soil solution and holding for not less than 48 hours at temperature of 20–25 °C. Finished liquid product is drained.

EFFECT: production of a product improving soil fertility and quality of plant products.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и экологии и может быть использовано для окультуривания земель, ранее занятых полями аэрации и получения продукта, повышающего плодородие и качество растительной продукции.The invention relates to the field of agriculture and ecology and can be used for cultivation of lands previously occupied by aeration fields and to obtain a product that improves the fertility and quality of plant products.

Иловые отложения полей аэрации, содержащие значительное количество гумуса, занимают огромные территории, а их переработка практически не производится из-за дороговизны и засоренности семенами сорняков и патогенными организмами.Silt deposits of aeration fields, containing a significant amount of humus, occupy vast territories, and their processing is practically not carried out due to the high cost and contamination of weed seeds and pathogenic organisms.

Их пытались осушать и сжигать, но затраты на эти операции не окупались.They tried to drain and burn them, but the costs of these operations did not pay off.

Известен способ переработки твердых бытовых отходов и отложений сточных вод, включающий удаление из отходов неорганических включений, измельчение, смешивание с осадком сточных вод городских станций аэрации, насыщение кислородом воздуха и дальнейшее биотермическое разложение органики, высушивание полученного компоста при 75-105°С до воздушно-сухого состояния, смешивание в сухом виде с основными минеральными удобрениями и микроэлементами в зависимости от потребности в них сельскохозяйственных культур и их содержания в почве в сухом компосте, уплотнение до объемной массы 0,6-0,8 т/м³ и укладывание в тару. (Патент РФ 2032646, приор. 22.12.92, МПК C05F 9/00).A known method of processing municipal solid waste and sewage deposits, including the removal of inorganic inclusions from waste, grinding, mixing with sewage sludge from urban aeration stations, saturation with air oxygen and further biothermal decomposition of organics, drying the resulting compost at 75-105 ° C to air dry state, mixing in dry form with basic mineral fertilizers and microelements, depending on the need for crops and their content in the soil in dry compost, compaction to a bulk density of 0.6-0.8 t / m ³ and packing in containers. (RF patent 2032646, prior. 22.12.92, IPC C05F 9/00).

В этом способе получают из отходов удобрение.In this method, fertilizer is obtained from waste.

Недостаток этого способа состоит в большой длительности биотермического разложения и наличии в конечном продукте вредных микроорганизмов, которые не удаляются из сырья.The disadvantage of this method is the long duration of biothermal decomposition and the presence in the final product of harmful microorganisms that are not removed from the raw material.

По получаемому продукту и операциям близок к предлагаемому способ получения концентрированного почвенного раствора, состоящий в том, что в изолированных емкостях создают систему дренажа, размещают над ней горизонтальный слой, содержащий органоминеральную смесь, в горизонтальный слой вносят экочернозем, содержащий черноземообразующие организмы, в количестве 5-20% от общего объема слоя. Поддерживают оптимальные условия для переработки, а после завершения переработки проливают горизонтальный слой водой и собирают фильтрат (патент РФ 2433109, приор. 05.08.2009 г., МПК C05G 3/08).According to the obtained product and operations, a method for producing a concentrated soil solution is close to the proposed one, which consists in creating a drainage system in isolated containers, placing a horizontal layer above it containing an organic-mineral mixture, and ecochernozem containing chernozem-forming organisms in the amount of 5- 20% of the total volume of the layer. Optimum conditions for processing are maintained, and after processing is completed, a horizontal layer is shed with water and the filtrate is collected (RF patent 2433109, prior 05.08.2009, IPC C05G 3/08).

Получаемый этим способом концентрированный почвенный раствор (КПР) воспроизводит природный почвенный раствор в виде концентрата. Он не содержит вредных микроорганизмов и более ценен для растений, чем любое удобрение.The concentrated soil solution obtained by this method (CRC) reproduces the natural soil solution in the form of a concentrate. It does not contain harmful microorganisms and is more valuable to plants than any fertilizer.

В природе водонерастворимый гумус, в виде вкраплений, рассредоточен в верхнем гумусосодержащем слое плодородной почвы. Растение своим корешком касается этого сгустка жизненно необходимых питательных и регуляторных веществ. Корешок содержит бактерии, поедающие органическую часть гумуса, а минеральные вещества поступают в почвенный раствор и усваиваются растением. Таким образом, почвенный раствор обогащен минеральными составляющими, полученными в результате деструкции гумуса почвенными бактериями. КПР также содержит споры бактерий, выполняющих деструкцию гумуса.In nature, water-insoluble humus, in the form of inclusions, is dispersed in the upper humus-containing layer of fertile soil. The plant with its spine touches this clot of vital nutrients and regulatory substances. The root contains bacteria that eat the organic part of humus, and minerals enter the soil solution and are absorbed by the plant. Thus, the soil solution is enriched with mineral components obtained as a result of degradation of humus by soil bacteria. CRC also contains spores of bacteria that perform the destruction of humus.

Однако способ получения КПР не может быть использован для непосредственной переработки иловых отложений.However, the method of producing CRC cannot be used for direct processing of sludge.

По операциям ближе всего к предложению способ получения препарата жидкого вермикомпоста (биогумуса) из гумусосодержащих веществ, состоящий в том, что вермикомпост предварительно смешивается с водой в соотношении 70% воды и 30% вермикомпоста, прогоняется через роторный импульсный аппарат, в результате интенсивного диспергирования и гомогенизации вермикомпоста в воде при такой обработке образуется однородная смесь с мелкодисперсными частицами вермикомпоста в воде, обогащенная питательными элементами NPK, гумусовыми веществами и полезной почвенной микрофлорой в виде стабильной суспензии (патент РФ 2558920, приоритет 20.12.2012, МПК C05F 11/00).By operations, the closest to the proposal is a method for producing a liquid vermicompost (biohumus) preparation from humus-containing substances, which consists in that the vermicompost is pre-mixed with water in the ratio of 70% water and 30% vermicompost, is run through a rotary pulse apparatus, as a result of intense dispersion and homogenization Vermicompost in water during this treatment forms a homogeneous mixture with fine particles of vermicompost in water, enriched with nutrients NPK, humic substances and useful soil microflora in the form of a stable suspension (RF patent 2558920, priority 20.12.2012, IPC C05F 11/00).

Этот способ использует глубокое дробление твердого вещества в смеси с водой для образования устойчивой суспензии, являющейся качественным биологическим удобрением.This method uses deep crushing of a solid substance in a mixture with water to form a stable suspension, which is a high-quality biological fertilizer.

Его недостаток состоит в том, что роторно-импульсный аппарат не только измельчает биогумус, но и убивает природную микрофлору биогумуса, Замещение природной микрофлоры биогумуса искусственной микрофлорой неравноценно, снижает разнообразие и не восстанавливает природные целебные свойства биогумуса.Its disadvantage is that the rotary-pulse apparatus not only grinds vermicompost, but also kills the natural microflora of vermicompost.Replacing the natural microflora of vermicompost with artificial microflora is unequal, reduces diversity and does not restore the natural healing properties of vermicompost.

Цель предлагаемого способа состоит не только в окультуривании земли, но и в получении полезного продукта, повышающего плодородие почвы и качество растительной продукции.The purpose of the proposed method is not only to cultivate the land, but also to obtain a useful product that improves soil fertility and the quality of plant products.

Эта цель достигается тем, что иловые отложения полей аэрации измельчают в молотковой мельнице до размера не более 2 мм, смешивают с водой, подают в дезинтегратор, где измельчают до размера не более 1 мкм, перемещают измельченный продукт в отстойник, охлаждают до температуры 35°С, производят мелкодисперсное обрызгивание содержимого отстойника концентрированным почвенным раствором и выдерживают в течение не менее 48 часов при температуре 20-25°С, после чего сливают готовый жидкий продукт.This goal is achieved by the fact that sludge deposits of aeration fields are crushed in a hammer mill to a size of not more than 2 mm, mixed with water, fed to a disintegrator, where they are crushed to a size of not more than 1 μm, the crushed product is transferred to a settler, cooled to a temperature of 35 ° C , finely dispersed spraying the contents of the sump with a concentrated soil solution and incubated for at least 48 hours at a temperature of 20-25 ° C, after which the finished liquid product is drained.

При измельчении в дезинтеграторе смеси иловых отложений с водой до размера не более 1 мкм происходит уничтожение семян сорняков и всех микроорганизмов, содержавшихся в сырье, а также дробление полимолекул гумуса на более мелкие молекулы, вследствие чего водонерастворимый гумус, содержащийся в сырье, переходит в водорастворимую форму, которая усваивается растениями. После этого раствор необходимо заселить почвенными микроорганизмами, которые способны блокировать размножение в нем вредных бактерий. Для этой цели лучше всего подходит мелкодисперсное обрызгивание концентрированным почвенным раствором, содержащим набор микроорганизмов, характерный для девственных черноземов.When grinding a mixture of silt sediments with water in a disintegrator to a size of not more than 1 μm, weed seeds and all microorganisms contained in the raw material are destroyed, as well as humus polyolecules are crushed into smaller molecules, as a result of which the water-insoluble humus contained in the raw material passes into a water-soluble form which is absorbed by plants. After this, the solution must be populated with soil microorganisms that are able to block the growth of harmful bacteria in it. For this purpose, fine spraying with a concentrated soil solution containing a set of microorganisms characteristic of virgin chernozems is best suited.

Мелкодисперсное распыление способствует активации спор аэробных бактерий (сенная палочка и др.), содержащихся в концентрированном почвенном растворе, и которые доизмельчают частицы гумуса до усваиваемых растением размеров.Fine spraying promotes the activation of aerobic bacterial spores (hay bacillus, etc.) contained in a concentrated soil solution, and which grind humus particles to sizes assimilated by the plant.

При использовании способа в иловые отложения добавляют воду в количестве до 50% от объема отложений, в качестве дезинтегратора можно использовать кавитатор, описанный в Интернете на сайте www.technosonic-ntc.com, а для обрызгивания используют концентрированный почвенный раствор в количестве 1…3% от обрабатываемого раствора на выходе дезинтегратора.When using the method, water is added to the sludge in an amount up to 50% of the sediment volume, a cavitator described on the Internet at www.technosonic-ntc.com can be used as a disintegrator, and concentrated soil solution in an amount of 1 ... 3% is used for spraying from the treated solution at the outlet of the disintegrator.

На чертеже показано устройство для реализации способа, где 1 - молотковая мельница, 2 - емкость смесителя, 3 - насос, соединенный выходом с входом кавитатора 4, под выходом которого расположен отстойник 5 для созревания готового продукта. Отстойник 5 снабжен краном 6 на уровне 5…10 см от дна для слива готового концентрированного почвенного раствора.The drawing shows a device for implementing the method, where 1 is a hammer mill, 2 is the capacity of the mixer, 3 is a pump connected by the outlet to the input of the cavitator 4, under the outlet of which there is a settler 5 for ripening the finished product. The sump 5 is equipped with a crane 6 at a level of 5 ... 10 cm from the bottom for draining the finished concentrated soil solution.

Устройство используют следующим образом:The device is used as follows:

Твердые иловые отложения подают в молотковую мельницу 1, через сито на выходе которой проходят частицы размером не более 2 мм и падают в емкость смесителя 2. В ту же емкость 2 в необходимой пропорции, до 50% по объему, подается вода. Образовавшаяся смесь насосом 3 подается в кавитатор 4, где при воздействии гидравлических ударов частицы дробятся до размеров менее 1 мкм. При этом гибнут все микроорганизмы, находившиеся в иловых отложениях, а также разрываются полимолекулы гумуса. Образовавшиеся молекулы углеводородов растворимы в воде. В кавитаторе 4 получившийся раствор нагревается до 70°С и выше. Этим раствором заполняется отстойник 5, после чего его выдерживают, пока температура раствора не достигнет 30°С, при которой можно безопасно заселять раствор полезными микроорганизмами. Для этого над отстойником 5 разбрызгивают мелкодисперсный концентрированный почвенный раствор в количестве 1…3% от обрабатываемого раствора. Далее заполненный отстойник 5 выдерживают в течение не менее 48 часов при температуре 20…25°С. За это время микроорганизмы доизмельчают гумус, взвеси осаждаются и устанавливается равномерная концентрация микроорганизмов во всем объеме отстойника 5. Затем готовый продукт сливают через кран 6.Solid silt deposits are fed to a hammer mill 1, through a sieve at the exit of which particles no larger than 2 mm in size pass and fall into the capacity of the mixer 2. Water is supplied in the same capacity 2 in the required proportion, up to 50% by volume. The resulting mixture by pump 3 is fed into the cavitator 4, where when exposed to hydraulic shocks, the particles are crushed to sizes less than 1 micron. In this case, all microorganisms that were in the silt sediments die, and the humus polymolecules are also broken. The resulting hydrocarbon molecules are soluble in water. In cavitator 4, the resulting solution is heated to 70 ° C and above. Sump 5 is filled with this solution, after which it is kept until the temperature of the solution reaches 30 ° C, at which it is safe to populate the solution with beneficial microorganisms. To do this, finely dispersed concentrated soil solution in the amount of 1 ... 3% of the treated solution is sprayed over the sump 5. Next, the filled sump 5 is kept for at least 48 hours at a temperature of 20 ... 25 ° C. During this time, microorganisms grind up humus, suspensions precipitate and a uniform concentration of microorganisms is established in the entire volume of sedimentation tank 5. Then the finished product is drained through a valve 6.

Полученный продукт по составу и свойствам аналогичен концентрированному почвенному раствору, описанному в патенте РФ 2431309. Таким образом обеспечивается безотходная переработка иловых отложений в полезный продукт.The composition and properties of the obtained product are similar to the concentrated soil solution described in RF patent 2431309. Thus, waste-free processing of sludge deposits into a useful product is ensured.

Предложенный способ пригоден также для переработки в концентрированный почвенный раствор любых субстратов, содержащих гумус.The proposed method is also suitable for processing into a concentrated soil solution of any substrates containing humus.

Claims

A method of processing sludge deposits of aeration fields, consisting in the fact that these deposits are crushed in a hammer mill to a size of not more than 2 mm, mixed with water, fed to a disintegrator, where they are crushed to a size of not more than 1 μm, the crushed product is transferred to a settling tank, cooled to temperature not exceeding 35 ° C, finely dispersed spraying the contents of the sump with concentrated soil solution and incubated for at least 48 hours at a temperature of 20-25 ° C, after which the finished liquid product is drained.