SK32397A3 - Spôsob výroby humusového hnojiva z hnojovice hospodárskych zvierat a zariadenie na vykonávanie spôsobu - Google Patents

Abstract

Spôsob výroby humusového hnojiva z hnojovice hospodárskych zvierat obsahuje postupy mechanickochemického spracovania hnojovice a biologického dočistenia kvapalnej frakcie hnojovice. Surová hnojovica sa najprv mieša so sorpčným materiálom vo forme tuhého humusového substrátu po kompostovaní, po uskutočnení sorpčných pochodov v hnojovici sa uskutoční mechanická separácia tuhej a kvapalnej frakcie hnojovice, potom sa kvapalná frakcia hnojovice podro- * bi koagulácii hydroxidom vápenatým a nasledujúcemu biologickému čisteniu a tuhá frakcia hnojovice sa podrobí procesu kompostovania, a potom sa chemický a 4 biologický kal z procesu čistenia kvapalnej frakcie a 10 až 50 % tuhého humusového substrátu po kompostovaní privedie do vstupnej zmesi surovej hnojovice so sorpčným materiálom. Vstupnou časťou zariadenia je zmiešavacia nádrž (5), na ktorú je napojené zariadenie na mechanickú separáciu. Naň nadväzuje kompostovací bioreaktor (1), ktorého výstup je jednak napojený na zmiešavaciu nádrž (5), jednak smeruje na úložisko (30) humusového substrátu (31), chemický reaktor (18) a biologický reaktor (19).

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby humusového hnojiva z hnojovice hospodárskych zvierat, obsahujúci postupy mechanicko-chemického spracovania hnojovice a biologického dočistenia kvapalnej frakcie hnojovice, a zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Prechod živočíšnej výroby na veľkochovy hospodárskych zvierat s bezstelivovou prevádzkou spôsobil, že pôvodný cyklický pohyb organickej hmoty a živín vo forme stajňového hnoja v malovýrobe bol nahradený veľkovýrobnýrai technológiami s produkciou kvapalnej hnojovice pôsobiacej devastáciu životného prostredia. V pôde sa postupne stráca humus a živiny sa nahrádzajú priemyselnými hnojivami, ktoré majú negatívny vplyv na štruktúru pôdy. Preto vznikla potreba vytvorit technológiu na spracovávanie hnojovice, ktorá by tieto negatívne dôsledky odstraňovala. Známe riešenia problému kvapalnej hnojovice sú smerované na čistenie kvapalnej frakcie hnojovice na zníženie škôd spôsobovaných likvidáciou surovej kvapalnej hnojovice tým, že sa vypúšťa priamo do životného prostredia. Pri spracovaní tuhej frakcie hnojovice sa známe spôsoby spracovania obmedzujú na kompostovanie na hromadách. Tieto známe a používané technológie na spracovanie kvapalnej hnojovice však nespĺňajú ekonomické požiadavky na riešenie tohto problému, ktorý svojím rozsahom znečistenia životného prostredia a svojou naliehavosťou je porovnateľný so znečistením, ktoré predstavujú odpadové vody od obyvateľstva. Hlavným nedostatkom doteraz známych technológii je ich nákladná prevádzka, vyplývajúca okrem iného z nedoriešenia spracovania tuhej frakcie hnojovice do ďalej použiteľného produktu.

Spôsob a zariadenie podľa vynálezu si kladie za cieľ odstrániť do značnej miery uvedené nedostatky známych riešení. Jeho úlohou je tiež poskytnúť komplexné riešenie prevodu cenných látok obsiahnutých v hnojovici do tuhej formy pri jej spracovaní kontinuálnym kompostovaním na humusový substrát.

Podstata vynálezu

Nevýhody známych riešení do značnej miery odstraňuje spôsob podía vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že surová hnojovica sa najprv mieša so sorpčným materiálom vo forme tuhého humusového substrátu po kompostovaní, po uskutočnení sorpčných pochodov v hnojovici sa uskutoční mechanická separácia tuhej a kvapalnej frakcie hnojovice, načo sa kvapalná frakcia hnojovice podrobí koagulácii hydroxidom vápenatým a nasledujúcemu čisteniu biologickým aktivačným čistením s nitrifikáciou a denitrifikáciou a tuhá frakcia hnojovice sa podrobí procesu kompostovania, a potom sa chemický a biologický kal z procesu čistenia kvapalnej frakcie alO až 50 % tuhého humusového substrátu po kompostovaní privedie do vstupnej zmesi surovej hnojovice so sorpčným materiálom.

S cieľom dosiahnúť vyššiu účinnosť spôsobu je významné, že po mechanickej separácii sa jedna časť polotovaru vracia späť do procesu mechanickej separácie a druhá časť sa podrobí procesu kompostovania.

Na zvýšenie sorpčného účinku sa do surovej hnojovice pridáva uhlíkatý substrát v rozsahu do 50 % tuhej frakcie surovej hnojovice, pričom uhlíkatým substrátom je napríklad drvená slama.

Podstata zariadenia na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu spočíva v tom, že na zmiešavaciu nádrž je napojené zariadenie na mechanickú separáciu, na ktoré nadväzuje aspoň jeden kompostovací bioreaktor, ktorého výstup je jednak napojený na zmiešavaciu nádrž, jednak smeruje na úložisko humusového substrátu, a aspoň jeden chemický reaktor a aspoň jeden biologický reaktor, pričom výstup kvapalnej frakcie z biologického reaktoru je napojený na jarok a odvod kalu z chemického reaktora a biologického reaktora je spojený so zmiešavacou nádržou.

Z hľadiska účinnosti odvodnenia surovej hnojovice je významné, že zariadenie na mechanickú separáciu je tvorené bubnovým sitom a na neho nadväzujúcim pásovým lisom, pričom k pásovému lisu je priradený zásobník, ktorého výstup smeruje jednak k pásovému lisu, jednak k bioreaktoru.

Na zvýšenie sorpčných účinkov je výhodné, že zmiešavacej nádrži je predradené silo na uloženie uhlíkatého substrátu.

Spôsob a zariadenie podľa vynálezu má mnohé výhody. Za najväčšiu výhodu je možné spracovávania hnojovice vysokohodnotného produktu.

považovať vytvorenie procesu s výrobou použiteľného

Znižuje spotrebu chemických činidiel, hlavne polykoagulantov, pri mechanickom odvodňovaní kalov, a zaručuje výrobu humusového substrátu umožňujúcu jeho ľahkú manipuláciu, využitie ako organického hnojiva, prípadne aj ľahkú likvidáciu. Ďalšou veľkou výhodou je ekologizácia prevádzok veľkochovov hospodárskych zvierat s odstránením negatívnych vplyvov veľkých objemov hnojovice na životné prostredie pri obvyklej manipulácii. Značný prínos spôsobu a zariadenia podľa vynálezu predstavuje vytvorenie produkovaného humusového hnojiva pre ekologizáciu rastlinnej výroby, čím sa navracajú organické hmoty a živiny obsiahnuté v hnojovici v optimálnej forme organického hnojiva do pôdy. Tým sa obnovia vysokomolekulárne zložky humusu v pôde a zníži sa spotreba priemyselných hnojív.

Príklad zariadenia podľa vynálezu je zobrazený na výkrese.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Základnou časťou kompostovacej linky je známy kontinuálny kompostovací bioreaktor 1 vertikálneho typu s privádzaním kompostovaného substrátu do hornej časti prívodným mechanizmom 2a s odvádzaním produkovaného humusového produktu z dolnej časti bioreaktora 1 frézou 3, ktorá je napojená na dopravníkový systém 4.. Tento dopravníkový systém 4 je jednosmerný a nadväzuje na dvojsmerný dopravníkový systém 4 .

Zariadenie podľa vynálezu je usporiadané do kompostovacej linky. Jej vstupná časť je zmiešavacia nádrž 5, do ktorej ústi prívodné potrubie 6 surovej hnojovice. Zmiešavacej nádrži 5 je predradené silo 7, v ktorom sa skladuje doplnkový uhlíkatý substrát, napríklad slama, s výhodou drvená slama. Silo 7 je vo svojej hornej časti vybavené plniacim zariadením 8 a vo svojej spodnej časti známym vyprázdňovacím mechanizmom 9, na ktorý nadväzuje dopravník 10 sila 7 ústiaci do zmiešavacej nádrže 5. Silo 7 však nie je nevyhnutnou súčasťou zariadenia a môže byt vypustené.

Zmiešavacia nádrž 5 je vybavená miešadlom 11 a je spojená s bubnovým sitom 12, a to prostredníctvom kalového čerpadla 13. uloženého v zmiešavacej nádrži 5, a kalového vedenia 14 ústiaceho do bubnového sita 12. K tomuto bubnovému situ 12 je priradený pásový lis 15. Ako bubnové sito 12, tak pásový lis 15 sú vybavené výstupmi 16, 17 kvapalnej frakcie na jej odvádzanie do chemického reaktora 18 a čfalej do biologického reaktora 19, ktoré sami o sebe nie sú predmetom vynálezu. Podía potrebnej kapacity sa môže uplatniť väčší počet chemických reaktorov 18 a biologických reaktorov 19. Odvod 20 chemického kalu z chemického reaktora 18 a biologického kalu z biologického reaktora 19 je zaústený do prívodného potrubia 6 surovej hnojovice, ústiaceho do zmiešavacej nádrže 5. Výstup kvapalnej frakcie z biologického reaktora 19 je napojený na jarok 32, napríklad ústie do rieky.

Na pásový lis 15 nadväzuje pásový dopravník 21 a závitovkový dopravník 22, ktorý končí nad zásobníkom 23. K spodnej časti zásobníka 23 je priradený dvojsmerný dopravník 24. ktorého jeden výstup smeruje k prívodu do pásového lisu 15 a druhý výstup do dopravného systému 25, ktorý je cez prívodný mechanizmus 2 spojený s bioreaktorom 1.

Bioreaktor 1 je vybavený obvyklým rozhrňovacím zariadením 26 a prevzdušňovač í m systémom 27.· V prípade potreby, napríklad z kapacitných dôvodov, môže zariadenie obsahovať väčší počet bioreaktorov 1, podlá príkladu uskutočnenia dva bioreaktory

1. Vzájomne sú prepojené napríklad dvojsmerným závitovkovým dopravníkom 28 na vstupe do bioreaktorov 1 na rovnomerné rozdelenie privádzaného odvodneného kalu do obidvoch bioreaktorov 1.

Výstup z bioreaktorov 1 v ich spodnej časti je vybavený už spomenutým jednosmerným dopravníkovým systémom 4. Tento jednosmerný dopravníkový systém 4 je napojený na vodorovný dvojsmerný dopravníkový systém 4 . ktorý je svojím jedným výstupom zakončený nad úložiskom 30 humusového substrátu 31, zatial čo druhý výstup je spojený so zmiešavacou nádržou 5.

Uvedené dvojsmerné dopravníky sú uskutočnené napríklad ako závitovkové dopravníky s reverzným chodom, ktoré sú vybavené známym neznázornéným riadiacim centrom na riadenie chodu dopravníka jedným a druhým smerom. Rozvádzanie materiálu je možné uskutočniť aj inak, napríklad prostredníctvom závitovkových dopravníkov, ktoré majú na jednu stranu jeden smer skrutkovice a na druhú stranu opačný smer skrutkovice. Je zrejmé, že opísané dopravné systémy môžu byt tiež aspoň z časti nahradené iným typom dopravníkov, napríklad korčekovým dopravníkom alebo elevátorom.

V nasledujúcej časti je opísaný spôsob podlá vynálezu a funkcia zariadenia podlá vynálezu.

Surová hnojovica nateká do zmiešavacej nádrže 5 prívodným potrubím 6. Rovnakým prívodným potrubím 6 priteká tiež chemický a biologický kal z chemického reaktora 18 a biologického reaktora 19 a je rovnomerne primiešaný do zmesi surovej hnojovice a tuhého humusového substrátu po kompostovaní, ktorý je do zmiešavacej nádrže 5 privádzaný z bioreaktora 1 dopravníkovým systémom 4 . Chemický reaktor 18 a biologický reaktor 19 sú určené na úpravu kvapalnej frakcie hnojovice na kvalitu umožňujúcu jej priame vypúšťanie do jarku 32, napríklad do rieky. Dopravníkom 10 sila 7 sa môže tiež privádzať do zmiešavacej nádrže 5 uhlíkatý substrát, napríklad drvená slama a podobne, a to v rozsahu do 50 % tuhej frakcie surovej hnojovice. Ako už bolo spomenuté, do zmiešavacej nádrže 5 je tiež dopravníkovým systémom 4 a dopravníkovým systémom 4 dávkovaný humusový substrát z kontinuálneho kompostovacieho bioreaktora 1, a to v rozsahu 10 až 50 %, s výhodou 40 % humusového substrátu z jeho celkovej produkcie. Ako humusový, tak uhlíkatý substrát majú funkciu sorpčného materiálu na prevod v hnojovici obsiahnutých látok do tuhého stavu. Prídavný uhlíkatý substrát, privádzaný zo sila 7, však nie je pre spôsob podlá vynálezu nevyhnutný a môže sa uskutočňovať aj bez ich privádzania.

Intenzívne zmiešanie surovej hnojovice s týmito substrátmi sa uskutočňuje miešadlom 11. V zmiešavacej nádrži 5 sa uskutočňujú sorpčné procesy a ich prostredníctvom sú látky v hnojovici prevedené do tuhého stavu.

Nasledovne sa uskutočňuje dvojstupňová mechanická separácia na oddelovanie tuhej a kvapalnej frakcie hnojovice v zariadení na mechanickú separáciu, ktoré je vytvorené bubnovým sitom 12 a pásovým lisom 15.

Kalové čerpadlo 13 čerpá zmes kalov a prídavných substrátov do bubnového sita 12, odkial čiastočne zahustená tuhá frakcia vstupuje do pásového lisu 15, do ktorého je s výhodou súčasne dávkovaná časť mechanicky odvodneného surového kalu zo zásobníka 23., a to v rozsahu 20 až 50 % zo svojho celkového množstva. Pre funkčnosť zariadenia však táto recirkulácia odvodneného surového kalu nie je nevyhnutná. Filtrát z bubnového sita 12 a pásového lisu 15 je odvádzaný do chemického reaktora 18 a nasledujúceho biologického reaktora 19. V nich prebieha čistiaci proces kvapalnej frakcie, hlavne chemické zrážanie hydroxidom vápenatým v chemickom reaktore 18 a biologické dočistenie komplexným aktivačným čistením v biologickom reaktore 19, a to napríklad fluidnou filtráciou v režime nízko zaťažovaného kalu s nitrifikáciou a denitrifikáciou. Vyčistená voda sa potom vypúšťa do jarku 32 a chemický a biologický kal je vedený odvodom 20 do zmiešavacej nádrže 5, prípadne je zhromažďovaný v neznázornenej zásobnej nádrži, odkiaľ je čerpaný prívodným potrubím 6 do zmiešavacej nádrže 5.

Odvodnený surový kal je dopravovaný z pásového lisu 15 závitovkovým dopravníkom 22 do zásobníka 23, odkiaľ je dvojsmerným dopravníkom 24 recirkulovaný jednak späť do procesu mechanickej separácie na pásový lis 15 a jednak dopravným systémom 25 cez prívodný mechanizmus 2 do kontinuálnych kompostovacích bioreaktorov 1.

Čas zdržania substrátu v kompostovacom približne 12 až 14 dní a je nutný kompostovacieho procesu. Z bioreaktora 1 humusový substrát 31 odoberaný frézou 3 a je dopravovaný na úložisko 30 - spevnenou plochou, kde počas asi 6 týždňov dozrieva na hromadách. Dopravenie humusového substrátu 31 na úložisko sa uskutočňuje prostredníctvom jednosmerného dopravníkového systému 4, ktorý premiestni humusový substrát do dvojsmerného dopravníkového systému 4 . ktorý dopravuje humusový substrát 31 na spomenuté úložisko 30, jednak späť do zmiešavacej nádrže 5.

Časť humusového substrát, a to pri pravidelnej kontinuálnej funkcii zariadenia podľa vynálezu 10 až 50 %, je recirkulovaná dopravníkovými systémami 4, 4 ako sorpčný materiál, ako bolo opísané vyššie, späť do procesu na prevedenie látok z hnojovice do tuhej formy. Pri pohybe hmôt vo forme tuhého substrátu sú tak vytvorené dva okruhy. Jeden okruh na recirkuláciu humusového substrátu a jeden okruh na bioreaktore 1 je na uskutočnenie je- vyprodukovaný recirkuláciu mechanicky odvodneného surového kalu, ktorý je recirkulovaný v rozsahu 20 až 50 %. Nastavením intenzity recirkulácie týchto substrátov v systéme je možné ovplyvňovať proces prevodu látok z hnojovice do tuhého stavu a tým optima1izovať celý proces výroby humusu z hnojovice na dosiahnutie najlepších prevádzkových podmienok procesu.

Priemyselné využitie

Spôsob a zariadenie na výrobu humusového substrátu je určený predovšetkým na spracovanie hnojovice hospodárskych zvierat. Je však vhodný aj na spracovanie čistiarenských kalov biologických čistiarní.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby humusového hnojiva z hnojovice hospodárskych zvierat, obsahujúci postupy mechanicko-chemického spracovania hnojovice a biologické dočistenie kvapalnej frakcie hnojovice, vyznačujúci sa tým, že sa surová hnojovica najskôr mieša so sorpčným materiálom vo forme tuhého humusového substrátu po kompostovaní, po uskutočnení sorpčných pochodov v hnojovici sa uskutoční mechanická separácia tuhej a kvapalnej frakcie hnojovice, načo sa kvapalná krakcia hnojovice podrobí koagulácii hydroxidom vápenatým a nasledujúcemu čisteniu biologickým aktivačným čistením a nitrifikáciou a denitrifikáciou a tuhá frakcia hnojovice sa podrobí procesu kompostovania, a biologický kal z procesu čistenia

   50 % tuhého humusového substrátu po kompostovaní privedie do vstupnej zmesi surovej hnojovice so sorpčným materiálom.

   a potom sa chemický kvapalnej frakcie a 10 až
2. 2. Spôsob podlá bodu 1,vyznačujúci sa tým, že po mechanickej separácii sa jedna časť polotovaru vracia späť do procesu mechanickej separácie a druhá časť sa podrobí procesu kompostovania.
3. 3. Spôsob podlá bodu 1,vyznačujúci sa tým, že sa do surovej hnojovice pridáva uhlíkatý substrát v rozsahu do 50 % tuhej frakcie surovej hnojovice.
4. 4. Spôsob podlá bodu 3,vyznačujúci sa tým, že uhlíkatým substrátom je drvená slama.
5. 5. Zariadenie na uskutočňovanie spôsobu niektorého z nárokov 1 až 4, ktorého vstupná časť je zmiešavacia nádrž, vyznačujúci sa tý m, že na zmiešavaciu nádrž (5) je napojené zariadenie na mechanickú separáciu, na ktoré nadväzuje aspoň jeden kompostovací bioreaktor (1), ktorého výstup je jednak napojený na zmiešavaciu nádrž (5), jednak smeruje na úložisko (30) humusového substrátu (31), a aspoň jeden chemický reaktor (18) a aspoň jeden biologický reaktor (19) je napojený na jarok (32) a odvod (20) kalu z chemického reaktora (18) a biologického reaktora (19) je spojený so zmiešavacou nádržou (5).
6. 6. Zariadenie podlá nároku 5, vyznačujúce sa tým, že zariadenie na mechanickú separáciu je tvorené bubnovým sitom (12) a na neho nadväzujúcim pásovým lisom (15), pričom k pásovému lisu (15) je priradený zásobník (23), ktorého výstup smeruje jednak k pásovému lisu (15), jednak k bioreaktoru (1).
7. 7. Zariadenie podlá nároku 5,vyznačujúce sa tým, že zmiešavacej nádrži (5) je predradené silo (7) na uloženie uhlíkatých látok.