CZ2010778A3 - Organické hnojivo a zpusob jeho výroby - Google Patents

Organické hnojivo a zpusob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ2010778A3
CZ2010778A3 CZ20100778A CZ2010778A CZ2010778A3 CZ 2010778 A3 CZ2010778 A3 CZ 2010778A3 CZ 20100778 A CZ20100778 A CZ 20100778A CZ 2010778 A CZ2010778 A CZ 2010778A CZ 2010778 A3 CZ2010778 A3 CZ 2010778A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
wastewater
mixture
sorption material
weight
livestock
Prior art date
Application number
CZ20100778A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ303821B6 (cs
Inventor
Schulmann@Jan
Original Assignee
Manetech A. S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Manetech A. S. filed Critical Manetech A. S.
Priority to CZ20100778A priority Critical patent/CZ303821B6/cs
Priority to SI201131517T priority patent/SI2931680T1/en
Priority to CA2815086A priority patent/CA2815086C/en
Priority to DK11804629.1T priority patent/DK2931680T3/en
Priority to PCT/CZ2011/000101 priority patent/WO2012055379A1/en
Priority to HUE11804629A priority patent/HUE039238T2/hu
Priority to CN201180062712.0A priority patent/CN103270003B/zh
Priority to AU2011320453A priority patent/AU2011320453B2/en
Priority to JP2013535277A priority patent/JP5791728B2/ja
Priority to ES11804629.1T priority patent/ES2684326T3/es
Priority to GEAP201113096A priority patent/GEP20146208B/en
Priority to PL11804629T priority patent/PL2931680T3/pl
Priority to US13/880,564 priority patent/US9133067B2/en
Priority to EA201300374A priority patent/EA028181B1/ru
Priority to EP11804629.1A priority patent/EP2931680B1/en
Priority to UAA201306484A priority patent/UA110951C2/uk
Publication of CZ2010778A3 publication Critical patent/CZ2010778A3/cs
Publication of CZ303821B6 publication Critical patent/CZ303821B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00Other inorganic fertilisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/40Treatment of liquids or slurries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/50Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Organické hnojivo pripravené kompostací prírodních lignocelulózových látek a tekutých odpadu, zejména z velkochovu hospodárských zvírat obsahuje minimálne 35 % sušiny, minimálne 25 % hmotn. organických látek a minimálne 20 % hmotn. humusu a minimálne 1,5 % hmotn. dusíku. Zpusob jeho prípravy spocívá v tom, že se sorpcní materiál zkrápí odpadní vodou vybranou ze skupiny tvorené odpadní vodou z velkochovu hospodárských zvírat, z potravinárského prumyslu nebo kaly z cistíren komunálních odpadních vod, která obsahuje minimálne 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu hospodárských zvírat zhomogenizované s cinidlem, které obsahuje látky na bázi derivátu škrobu nebo celulózy a separátory zabranující tvorbe shluku a zvyšující rozpustnost derivátu škrobu nebo celulózy v odpadní vode z velkochovu hospodárských zvírat. Smes se provzdušnuje a biologicky se rozkládá pri pusobení aerobních bakterií minimálne ve ctyrech cyklech.

Description

Vynález se týká organického hnojivá na bázi přírodních lignocelulózových látek a tekutých odpadů, zejména ze zemědělské výroby, z velkochovů zvířat
Dosavadní stav
Organická hnojivá se v zemědělství používají odedávna. Rostlinné zbytky se rozkládají a vytvářejí humus. Humus zlepšuje výživu rostlin, pomalu do půdy uvolňuje dusík a fosfor a stopové prvky. Rozpouští půdní minerály, zlepšuje strukturu půdy, jímavost půdy pro vodu, jeho tmavá barva zlepšuje záhřevnost půdy.
Má daleko vyšší biologickou aktivitu než minerální hnojivá. Běžně se do půdy vpravuje hnůj - což je směs slámy a výkalů ze živočišné výroby.
Práce s tímto materiálem i přes různou mechanizaci, která se dnes běžně používá není příjemná pro nepříjemný zápach. Jeho využití je pouze v zemědělství. Tlením slámy v půdě , na kterém se podílejí různé mikroorganizmy, ale i různí červi, hmyz, jeho larvy vzniká v půdě humus.
V současné době se část rostlinných odpadů jako jsou sláma, seno, zelené zbytky z údržby zeleně a zahrad v obcích, odpady z kuchyní a domácností, čistírenské haly, dřevní štěpky, piliny kompostují.
Při kompostování biologických převážně rostlinných materiálů se podporují aerobní procesy rozkladu.
Pro kvalitní rozklad kompostovaného materiálu je nutno dodržet základní pravidla správního kompostování, což je dostatečná vlhkost kompostu, přístup vzduchu, vhodný poměr mezi uhlíkem a dusíkem.
Vlhkostí kompostu se rozumí míra vlhkosti ve správném poměru se vzduchem. Přelitý kompost neumožňuje přístup vzduchu, který ke svému životu potřebují aerobní mikroorganismy. Dochází jak k rozkladu kompostovaného materiálu anaerobním způsobem a vzniká nežádoucí zapáchající hnilobná hmota. Poměr C : N ( uhlíku : dusíku) ovlivňuje intenzitu činnosti mikroorganizmů a dobu zrání kompostu a tvorbu humusových látek. Optimální je poměr C : N = 20 až 30 : 1.
Někdy se doporučuje přidávat do kompostu zemina, která může poutat vodu a zápach. Rostlinný materiál je výhodné před kompostováním dezintegrovat. Zlepší se tím přístup mikroorganizmů k rostlinnému materiálu a přístup kyslíku. Z důvodu přístupu kyslíku je důležité prohazování a homogenize vání kompostovaného materiálu.
Fáze rozkladu kompostu trvá 3-4 týdny. Vlivem působení mikroorganizmů stoupá teplota kompostu na 50 až 70' C a rozkládají se cukry, škrob a bílkoviny vázané v organické hmotě. Během 4. až 10. týdne teplota klesá a kompost získává stejnoměrnou hnědou barvu a drobkovitou strukturu. Dnešní kompostámy zpracovávají zejména biologicky rozložitelné komunální odpady a drcené odpady z údržby zeleně v obcích a odpadních hal a čističek.
Problémy s likvidací tekutých odpadů s organickým znečištěním, zvláště pak kejdy odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat jsou obecně známy. Tyto odpady jsou vážným provozním a ekologickým problémem a doposud neexistoval spolehlivý způsob pro jejich likvidaci resp. zpracování. Například odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat se doposud buď velkoplošně aplikuje rozvozem po polích nebo se biologicky anaerobně zpracovává na bioplyn či aerobně čistí.
První zmíněný způsob je v zemědělské praxi nejčastěji používaný. Má však zcela zásadní ekologické i ekonomické nevýhody:
- kontaminuje organickými a anorganickými látkami velké plochy
- hrozí kontaminace vodních zdrojů
- zamořuje nepříjemným zápachem obrovské prostory
- většina výživových hodnot odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat je ztracena vyplavováním, což nutí k následnému hnojení průmyslovými hnojivý, která jsou také vyplavována a efekt využití živin, v nich obsažených je malý Anaerobní systémy jsou zpravidla spojeny s výrobou bioplynu a jsou investičně velíce náročné. Mimo investičních nákladů vyžadují tyto systémy nemalé provozní náklady.
Aerobní systémy jsou spojeny také s velkými investicemi do budování aerobních jímek a na pořízení aeračního zařízení. Hlavní nevýhodou těchto systémů je však jejich značná závislost účinnosti vyčištění organicky znečištěného tekutého odpadu na venkovní teplotě. V zimním období acrační technologie nepracují spolehlivě a dochází k nedokonalému vyčištění odpadu.
Podle CZ patentu 266152 se na tyto vody působí aktivním uhlíkem, nebo v kombinaci s bentonitem. Podle AO 190083 se na tyto odpadní vody působí iontoměniči. Podle patentu 266153 se působí hydroxidem nebo oxidem vápenatým.
Patent 277555 popisuje likvidaci odpadních vod zejména z potravinářského průmyslu a z chovu zemědělských zvířat, či komunálních odpadních vod. Spočívá v tom, že se odpadní vody zhomogenizují s látkami, zvyšujícími tixotropii a popřípadě s vodárenským aktivovaným kalem, načež se tato směs sorbuje v jedné nebo více dávkách na sorpčním materiálu za současného provzdušňování v hmotnostním poměru 8 až 10 dílů vody na 1 díl sorpčního materiálu. Jako sorpční materiál je vhodná sláma, dezintegrovaná dřevná hmota nebo zemědělské odpady.
Nevýhodou tohoto postupu, je nízký poměr likvidované odpadní vody ku sorpčnímu materiálu, který je pouze 8 až 10 : 1.
Podstata vynálezu
Podstatné výhody přináší organické hnojivo připravené kompostací přírodních lignocelulózových látek a tekutých odpadů, zejména z velkochovů hospodářských zvířat, které obsahuje minimálně 35 % sušiny, minimálně 25 % hmotn. organických látek a minimálně 20 % hmotn. humusu a min. 1,5% dusíku..
Biologicky aktivní humus vytvořený mikrobiální činností je stanoven na základě stanovení organických látek totální oxidací směsí kyseliny sírové a chromové z množství CM přes přepočtový faktor 1,7.
Způsob přípravy organického hnojivá spočívá v tom, že se sorpční materiál zkrápí odpadní vodou, vybranou ze skupiny tvořené odpadní vodou z velkochovu hospodářských zvířat, z potravinářského průmyslu nebo kaly z čistíren odpadních vod, která obsahuje minimálně 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat zhomogenizovanc s činidlem, které obsahuje látky na bázi derivátů škrobu nebo celulózy, které současně zvyšují tixotropii a povrchové napětí této odpadní vody a separátory zabraňující tvorbě shluků a zvyšující rozpustnost derivátů škrobu nebo celulózy v odpadní vodě z velkochovu hospodářských zvířat. Směs se provzdušňuje a rozkládá se působením aerobních bakterií minimálě ve čtyřech cyklech. V prvním cyklu se odpadní voda v jedné nebo více dávkách nanáší na sorpční materiál za současného míšení a provzdušňování v hmotnostním poměru 8 až 10 hmotnostních dílů vody na 1 hmotnostní díl sorpčního materiálu. Po dosažení teploty minimálně 50' C a po 2 až 4 týdnech se tato kompletační směs v dalším cyklu opět v jedné nebo více dávkách smísí s další odpadní vodou v celkovém hmotnostním poměru k původnímu sorpčnímu materiálu 6 až 8 : 1, za současného provzdušňování. Po dalších 2 až 4 týdnech v závislosti na klimatizačních podmínkách, kdy kompostovaná směs dosáhla minimálně 50' C se opět opakuje 3 a 4 cyklus, přičemž ve 3. cyklu se kompostovaná směs mísí s jednou nebo více dávkami odpadní vody v celkovém hmotnostním poměru k původnímu sorpčnímu materiálu 4 až 6 : 1 a ve čtvrtém cyklu v celkovém hmotnostním poměru 2 až 4 : 1. Po ukončení celého procesu se konečný hmotnostní poměr použité zahuštěné odpadní vody vůči původnímu sorpčnímu materiálu pohybuje v rozmezí 20 až 30 : 1.
Odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat se může mísit s odpadní vodou z potravinářského průmyslu nebo s odpadními kaly z čistíren komunální vody, které obsahují maximálně 0,01% saponátů a desinfekčních prostředků.
Sorpční materiál je vybrán ze skupiny látek tvořených obilní slámou, řepkovou slámou, nebo rýžovou slámou. Tyto materiály mohou být až ze 30 % nahrazeny dezintegrovanou dřevní hmotou nebo městskými odpady nebo rostlinným odpadem z údržby obecní zeleně a ze zahrad, kukuřičnými oklasky nebo mořskými řasami.
Jako látku zvyšující tixotropii a povrchové napětí lze použít termicky upravený oxidovaný škrob v množství 360 až 450 g/1000 kg odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat. Jako separátor je vhodná směs bentonitu a uhličitanu sodného.
Způsob kompostace lze kontinualizovat při použití kompostačních strojů, které drtí sorpční materiál, míchají a dávkují odpadni vodu na sorpční materiál za současného provzdušňování. Kolísání teplot během každého cyklu je v tomto případě minimální a poměr odpadní vody ku sorpčnímu materiálu je minimálně 25 : 1.
Odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat je suspenzí nestrávených zbytků potravy ve vodní fázi. Její sušina je závislá na faktorech jako je například druh potravy, technologie krmení a napájení apod. Obecně se pohybuje v rozmezí 8 až 15% hmotn. u hovězího dobytka, 3 až 12% hmotn. u prasat a 10 až 25% hmotn. u drůbeže. Chemické složení je kvalitativně i kvantitativně proměnné. Důležité sloučeniny vzhledem k následnému hnojícímu efektu jsou obsaženy ve všech.. Jsou jimi hlavně močovina a z ní vyvíjející se amoniak. Dále fosfor, draslík, hořčík, vápník a organické látky.
Průvodním fyzikálním jevem je těkání amoniaku a některých organických látek. Zvláště mastných kyselin způsobujících jejich zápach. Chemické a fyzikální vlastnosti se mění s časem. Na těchto změnách mají hlavně zásluhu probíhající mikrobiologické procesy.
Čerstvá odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat má pH kolem 7. Obsahuje však enzym ureásu, která z močoviny uvolňuje čpavek. Společně se čpavkem unikají nízkomolekulární mastné kyseliny způsobující její zápach.
Autoři vynálezu zjistili, že únik čpavku a mastných těkavých kyselin lze snížit přídavkem látek na bázi derivátů škrobu nebo celulózy, které současně zvyšují povrchové napětí, zvyšují tixotropii a hustotu a přilnavost odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat na sorpční materiál. Tyto látky jsou však velmi špatně dispergovatelné v kapalině a tím se zhoršuje i jejich rozpustnost. Proto autoři mísí tyto látky se separátory, jako jsou například bentonit a uhličitan sodný.
Funkci činidla, přidávaného do odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat, lze rozdělit do tří oblastí. Hlavní funkce spočívá v úpravě povrchového napětí a viskozity odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat, čímž dochází k výraznému zvýšení její vaznosti na sorpční materiál.
Druhou funkcí je vliv na mikrofloru v odpadní vodě z velkochovu hospodářských zvířat, konkrétně v dodání potřebných živin- polysachridů pro rychlé pomnožení bakterií, potřebných pro aerobní fermentaci lignocelulózových sorpčních materiálů.
V neposlední řadě zvýšením povrchového napětí omezují uvedená činidla zápach, který provází zpracování odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat a snižují ztráty dusíku v podobě unikajícího čpavku.
Mikroorganismy, kterým bylo umožněno díky přidanému činidlu rychlé pomnožení se na tomto živném médiu dále vyvíjejí. Pracovat začínají zvláště druhy čeledi Bacterioidaceae a Peptococcaceae, které se vyznačují tím, že rozkládají celulózu. Tuto funkci plní i v trávicím traktu hospořáských zvířat. Množení těchto mikroorganismů je v počátečním stadiu podporováno přítomností kyslíku. Při fermentačním procesu na lignocelulózovém nosiči dochází k rychlému zvýšení teploty a k redukci obsahu vody, neboť voda je jednak odpařována a jednak spotřebovávána množícími se mikroorganismy. Během fermentačního procesu dochází též k mikrobiálnímu odbourávání ligninu ze sorpčního materiálu za vzniku huminu.
Dále je nezbytné, aby alespoň 20% zpracovaného množství odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat nebylo starší dvou měsíců (30% v zimních měsících), a to s ohledem na úspěšné proběhnutí fermentačního procesu a přeměnu odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat na hnojivý substrát. Se stářím odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat klesá rychlost štěpných mikrobiálních procesů asi o 30% za každý den.
U starší odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat dochází také ke ztrátám dusíku v důsledku odparu čpavku. Tento jev má pak vliv na nižší obsah dusíku ve výsledném organickém hnojivu a tím i na jeho hnojivový efekt.
Při první aplikaci odpadní vody na organické sorpční materiály slámu , kukuřičné oklasky a piliny je poměr odpadní vody závislý na použitém sorpčním materiálu. V první fázi sycení se dosahuje poměrů 4 až 7 váhových dílů odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat na 1 díl pilin a v případě použití slámy, 7 až 10 dílů odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat ku 1 dílu slámy.
Přestože po prvním cyklu má směs již charakter hnojivá, zdaleka není sorpční nosič ještě rozložen. Po prvním cyklu a vytvoření humózních látek není jeho sorpční kapacita vyčerpána a lze na něj nadávkovat další odpadní vodu. Opakují se teplotní vrcholy 50 až 70 ' C, což znamená opakovanou destrukci patogenních a podmíněně patogenních mikroorganizmů a zničení semen plevelů, ale také zvýšení obsahu živin a huminových kyselin, které vznikají za tepla rozkladem lignocelulózového materiálu. Vyšší obsah huminových kyselin umožňuje lepší přenos živin z půdy do rostliny. Některé frakce huminových kyselin vytvářejí s těžkými kovy vodou nerozpustné soli a zpomalují koloběh těžkých kovů v potravinovém řetězci.
Úpravou tixotropních vlastností odpadní vody se zvyšuje nejen její hustota ale i přilnavost k sorpčnímu materiálu. Výhodné jsou deriváty celulózy a škrobu.
Výsledné organické hnojivo lze neomezeně dlouho skladovat na polních složištích, může zcela nahradit nebo zásadně omezit používání běžných průmyslových hnojiv.
Při jeho aplikaci dochází ke zvýšení nárůstu zelené hmoty, minimálně o 20 až 25% oproti standardnímu hnojení.
Organické hnojivo podle vynálezu při aplikaci do půdy obnovuje biologickou rovnováhu v půdě a množství humusu, zabraňují průsaku dusíkatých a jiných anorganických látek do spodních vod a udržují v půdě příznivou relativní vlhkost.
Během způsobu výroby organického hnojivá jsou fermentačním procesem ničena semena plevelů.
Způsob výroby organického hnojivá podle vynálezu umožňuje likvidaci odpadní odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat.
Převádí kapalnou odpadní vodu z velkochovu hospodářských zvířat resp. směs s odpadní vodou komunální na pevný substrát, během procesu zpracování odpadní vody se odstraňuje její nepříjemný zápach a veškeré živiny v ní obsažené zůstávají v pevném organickém hnojivu zachovány.
Organické hnojivo podle vynálezu se používá podle časových potřeb zemědělské praxe a nikoliv podle nezbytnosti likvidace odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat.
Výrobu organického hnojivá podle vynálezu lze lokalizovat v bezprostřední blízkosti velkochovu zvířat a umožňuje paralelně zpracovávat i jiné druhy tekutých odpadů s organickým znečištěním.
Příklady provedení
Odpadní vody z velkochovu prasat se sušinou. 5 % se smísí se 400 g činidla na 1 tunu odpadní vody. Činidlo obsahuje 89 % hmotn. termicky upraveného oxidovaného škrobu 6 % hmotn. bentonitu a 5 % hmotn. uhličitanu sodného. Doba míchání odpadní vody s tixotropním činidlem trvala 2 hod.
Zahuštěná odpadní vody z velkochovu prasat byla aplikována na řepkovou a obilnou slámu v poměru 10:1 za současného provzdušňování. Fermentační proces nastartoval po 27 hod. Po čtyřech dnech, kdy teplota okolí byla 20 °C, dosáhla teplota uvnitř kompostu 62 °C. V dalším cyklu za současného provzdušňování byla na kompostovanou směs aplikována další odpadní voda v poměru 8:1, vztaženo na hmotnost původního sorpčního materiálu. Během 20 hod. opět teplota kompostované směsi stoupla na 65 °C. Po dalších 14 dnech za současného provzdušňování byla na kompostovanou směs aplikována další zahuštěná odpadní voda v poměru 5:1, vztaženo na hmotnost původního sorpčního materiálu. Po dalších třech týdnech byl zopakován další 4. cyklus. Na kompostovanou směs byla aplikována další odpadní voda v poměru 4:1, vztaženo na hmotnost původního sorpčního materiálu. Celkem bylo na 1 hmotn. díl sorpčního materiálu aplikováno 31 hmotn. dílů odpadní vody. 20 % hmotn. odpadni vody z velkochovu prasat ve druhém a čtvrtém cyklu bylo nahraženo ostatní odpadní vodou ze zemědělského provozu a odpadní vodou z výroby bramborových lupínků.
Vyrobené organické hnojivo obsahovalo 37 % hmotn. sušiny, 25 % hmotn. organických látek a 22 % hmotn. humusu a množství dusíku bylo 2% hmotn.
Je vhodné zpracovávat odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat do 14 dnů stáří, s ohledem na zachování jejích výživných hodnot. Míchání jc zajišťováno čerpadly nebo míchadly. Upravená odpadní voda z velkochovu hospodářských zvířat je převážena a aplikována na sorpční materiál velkokapacitními vozy. Promíchávání sorpčního materiálu s nastříkanou odpadní vodou z velkochovu hospodářských zvířat zajišťuje traktor s rotavátorem. Pro manipulaci se sorbentem a také s výsledným substrátem je vhodný nakladač.
Míchání směsi lze realizovat přímo na poli a substrát skladovat přímo v místech jeho pozdější aplikace, neboť po promíchání směsi již nedochází k jakýmkoliv výluhům z odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat a celý proces může probíhat i v nepříznivých klimatických podmínkách (déšť, sníh, teploty do -15°C). Je-li terén rozmočen nebo je jinak pro těžkou techniku nedostupný je vhodné realizovat proces vmíchání odpadní vody do sorbentu na zpevněné ploše, prázdné silážní jámě nebo na jiném podobném prostoru.
Během výroby organického hnojivá podle vynálezu lze do kompostované směsi přidat vápenec, popřípadě jiné půdní defecience v dané oblasti.
Příklad 2
Celý proces lze mechanizovat a převést až na téměř kontinuální. V takovém případě bude aplikace odpadní vody na sorpční materiál probíhat téměř kontinuálně a kolísání teplot během každého cyklu bude minimální. Jako sorpční materiál byla použita směs zemědělských a komunálních odpadů v hmotnostním poměru 1:1. Jako startér kompostačního procesu byla použita 100% odpadní vody z velkochovu prasat zhomogenizovaná s činidlem sestávajícím z modifikovaného, termicky upraveného škrobu, který obsahoval 3% hmotn bentonitu a 4% hmotn uhličitanu sodného jako separátory. Odpadní voda z velkochovu prasat byla dávkována po dobu jednoho dne v množství 2 tuny na 1 tunu sorpčního materiálu. Po té byly na kompostační směs dávkovány čistírenské kaly v hmotnostním poměru s odpadní vodou z velkochovu prasat 6:4 a v konečném množství odpadní vody : původnímu sorpčnímu materiálu v hmotnostním poměru 25 : 1.
Vyrobené organické hnojivo obsahovalo 35 % hmotn. sušiny, 25 % hmotn. organických látek a 20 % hmotn, humusu a množství dusíku bylo 1,5 % hmotn.
Efektivita kompostačního procesu závisí na fyzikálních vlastnostech sorpčního materiálu, například na velikosti jeho styčného povrchu se vzduchem a kapalinou, a na jeho chemickém složení. Závisí silně na mikrobiálním i chemickém složení odpadní vody a v neposlední řadě i na počasí. Například dřevní štepky mají menší styčný povrch než sláma a proces jcich degradace jc pomalejší a komunální odpadní voda má nižší fermentační aktivitu než odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat.
Každý odběratel má reálné představy o objemu aplikace průmyslových hnojiv pod jednotlivé plodiny na typech půd, na kterých hospodaří. Na základě dosavadních zkušeností lze obecně doporučit ponechat asi do 5% nyní používaného objemu průmyslových hnojiv a zbytek nahradit v poměru 1: 8 až 10 organickým hnojivém, tj. Iq průmyslových hnojiv lze nahradit 0,8 až 1 t organického hnojivá. Jak již bylo výše napsáno, lze připravit organické hnojivo na míru dle specifických půdních požadavků a dosáhnout tak optimálního hnojivého efektu.
Výživářské pokusy prováděné v průběhu několika posledních let prokázaly vysokou výživnou hodnotu vznikajícího organického hnojivá a agrotechnické pokusy provedené v provozním měřítku výsledky předcházejících pokusů potvrdily zvýšení přírůstků zelené hmoty minimálně o 20 až 30%.
Výhodou organického hnojívaje možnost volby různého zapravení a termínu aplikace. Organické hnojivo je možno zaorat, zapravit do půdy bez orby (kombinátorem, talířovými branami) nebo rozmetat na povrch bez okamžitého zapravení do půdy. Ztráty živin, hlavně dusíku, jsou při aplikaci dobře vyzrálého organického hnojivá minimální nebo žádné. Organické hnojivo je stabilizováno a dusík je až z 99% vázán na organické látky.
Dosavadní devastace půdního fondu kombinovaným vlivem přehnojování průmyslovými hnojivý a velkoplošnou aplikací odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat dosahuje kritických rozměrů. Současně jsou kontaminovány vodní zdroje a je ohroženo celé vodní hospodářství v rozsáhlých oblastech.
Navržený způsob přípravy organického hnojivá představuje v tomto směru reálnou možnost odstranění negativních ekologických dopadů rozvozu odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat a přehnojování průmyslovými hnojivý současně. Využití substrátu k hnojení řeší efektivně dva palčivé ekologické problémy, vede k přirozené obnově půdního fondu a k odlehčení zátěže spodních vod .
Průmyslová využitelnost
Organické hnojivo na bázi přírodních lignocelulózových látek a tekutých odpadů zejména z velkochovů hospodářských zvířat, a způsob jeho výroby je využitelný v zemědělství a v potravinářském průmyslu.
Patentové nároky

Claims (7)

  1. Patentové nároky
    1. Organické hnojivo připravené kompostací přírodních lignocelulózových látek a tekutých odpadů, zejména z velkochovů hospodářských zvířat vyznačující se tím, že obsahuje minimálně 35 % sušiny, minimálně 25 % hmotn. organických látek a minimálně 20 % hmotn. humusu a minimálně 1,5 % hmotn. dusíku.
  2. 2. Způsob přípravy organického hnojivá podle nároku 1 vyznačující se tím, že se sorpční materiál zkrápí odpadní vodou vybranou ze skupiny tvořené odpadní vodou z velkochovu hospodářských zvířat, z potravinářského průmyslu nebo kaly z čistíren komunálních odpadních vod, která obsahuje minimálně 20 % hmotn. odpadní vody z velkochovu hospodářských zvířat zhomogenizované s činidlem, které obsahuje látky na bázi derivátů škrobu nebo celulózy, které současně zvyšují tixotropii a povrchové napětí odpadní vody a separátory zabraňující tvorbě shluků a zvyšující rozpustnost derivátů škrobu nebo celulózy v odpadní vodě z velkochovu hospodářských zvířat, směs se provzdušňuje a biologicky se rozkládá při působení aerobních bakterií minimálně ve čtyřech cyklech, v prvním cyklu se odpadní voda v jedné nebo více dávkách nanáší na sorpční materiál za současného míšení a provzdušňování v hmotnostním poměru 8 až 10 hmotnostních dílů vody na 1 hmotnostní díl sorpčního materiálu, po dosažení teploty minimálně 50’ C a po 2 až 4 týdnech působení aerobních bakterií se tato směs v dalším cyklu v jedné nebo více dávkách smísí s další odpadní vodou v celkovém hmotnostním poměru k původnímu sorpčnímu materiálu 6 až 8 : 1, za současného provzdušňování, po dalších 2 až 4 týdnech v závislosti na klimatizačních podmínkách, kdy kompostovaná směs dosáhla minimálně 50’ C se opět opakuje 3 a 4 cyklus, přičemž ve 3. cyklu se kompostovaná směs mísí s jednou nebo více dávkami odpadní vody v celkovém hmotnostním poměru k původnímu sorpčnímu materiálu 4 až 6 : 1 a ve čtvrtém cyklu v celkovém hmotnostním poměru 2 až 4 : 1, po ukončení celého procesu se konečný hmotnostní poměr použité zahuštěné odpadní vody vůči původnímu sorpčnímu materiálu pohybuje v rozmezí 20 až 30 : 1.
  3. 3. Způsob podle nároku 2 a 3 vyznačující se tím, že sorpční materiál je vybrán ze skupiny látek tvořených obilní slámou, řepkovou slámou, rýžovou slámou dezintegrovanou dřevní hmotou nebo městskými odpady nebo rostlinným odpadem z údržby obecní zeleně a ze zahrad, kukuřičnými oklasky nebo mořskými řasami..
  4. 4. Způsob podle nároku 2 až 6 výroby vyznačující se tím, že podíl tvořený obilní slámou, řepkovou slámou nebo rýžovou slámou je 70% hmotn..
  5. 5. Způsob podle nároku 2 až 4 vyznačující se tím, že se jako látka zvyšující tixotropii a povrchové napětí použije termicky upravený oxidovaný škrob v množství 360 až 450 g/1000 kg kejdy.
  6. 6. Způsob podle nároku 2 až 5 výroby vyznačující se tím, že se jako separátor použije směs bentonitu a uhličitanu sodného.
  7. 7. Způsob podle nároku 2 až 7 vyznačující se tím, že je způsob přípravy kontinuální při použití kompostačních strojů, které drtí sorpční materiál, míchají a dávkují odpadní vodu na sorpční materiál za současného provzdušňování téměř kontinuálně a kolísání teplot během každého cyklu je minimální a poměr odpadní vody ku sorpčnímu materiálu je minimálně 25 : 1.
CZ20100778A 2010-10-26 2010-10-26 Organické hnojivo a zpusob jeho výroby CZ303821B6 (cs)

Priority Applications (16)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100778A CZ303821B6 (cs) 2010-10-26 2010-10-26 Organické hnojivo a zpusob jeho výroby
SI201131517T SI2931680T1 (en) 2010-10-26 2011-10-17 ORGANIC FERTILIZER AND MANNER OF ITS PREPARATION
CA2815086A CA2815086C (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
DK11804629.1T DK2931680T3 (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
PCT/CZ2011/000101 WO2012055379A1 (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
HUE11804629A HUE039238T2 (hu) 2010-10-26 2011-10-17 Szerves mûtrágya és a termelési módszere
CN201180062712.0A CN103270003B (zh) 2010-10-26 2011-10-17 有机肥料及其生产方法
AU2011320453A AU2011320453B2 (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
JP2013535277A JP5791728B2 (ja) 2010-10-26 2011-10-17 有機肥料の製造方法
ES11804629.1T ES2684326T3 (es) 2010-10-26 2011-10-17 Modo de preparación de abono orgánico
GEAP201113096A GEP20146208B (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
PL11804629T PL2931680T3 (pl) 2010-10-26 2011-10-17 Sposób przygotowania nawozu organicznego
US13/880,564 US9133067B2 (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
EA201300374A EA028181B1 (ru) 2010-10-26 2011-10-17 Способ изготовления органического удобрения
EP11804629.1A EP2931680B1 (en) 2010-10-26 2011-10-17 Organic fertilizer and method of its production
UAA201306484A UA110951C2 (uk) 2010-10-26 2011-10-17 Спосіб виробництва органічного добрива

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100778A CZ303821B6 (cs) 2010-10-26 2010-10-26 Organické hnojivo a zpusob jeho výroby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2010778A3 true CZ2010778A3 (cs) 2012-06-27
CZ303821B6 CZ303821B6 (cs) 2013-05-15

Family

ID=45444326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20100778A CZ303821B6 (cs) 2010-10-26 2010-10-26 Organické hnojivo a zpusob jeho výroby

Country Status (16)

Country Link
US (1) US9133067B2 (cs)
EP (1) EP2931680B1 (cs)
JP (1) JP5791728B2 (cs)
CN (1) CN103270003B (cs)
AU (1) AU2011320453B2 (cs)
CA (1) CA2815086C (cs)
CZ (1) CZ303821B6 (cs)
DK (1) DK2931680T3 (cs)
EA (1) EA028181B1 (cs)
ES (1) ES2684326T3 (cs)
GE (1) GEP20146208B (cs)
HU (1) HUE039238T2 (cs)
PL (1) PL2931680T3 (cs)
SI (1) SI2931680T1 (cs)
UA (1) UA110951C2 (cs)
WO (1) WO2012055379A1 (cs)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102303944B (zh) * 2011-08-22 2014-08-27 广州新致晟环保科技机械设备有限公司 脱水污泥再处理方法
FR3012445B1 (fr) * 2013-10-28 2015-12-04 Rawya Lotfy Mansour Composition pour fertiliser une terre agricole, un procede de fabrication de la composition et l'utilisation de ladite composition
CN105893770A (zh) * 2016-04-15 2016-08-24 山东省水利科学研究院 一种气候变化和人类活动对流域水资源影响的量化方法
CZ2016490A3 (cs) * 2016-08-11 2017-08-30 Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. Způsob a zařízení pro zpracování biologicky rozložitelných odpadů obsahujících suroviny živočišného původu na hnojivé substráty
CN106745797A (zh) * 2016-11-25 2017-05-31 南宁市黑晶信息技术有限公司 一种制糖废水专用的高效污水处理剂及其制备方法
WO2023209497A1 (en) * 2022-04-25 2023-11-02 Paulee Cleantec Ltd. Wastewater purification system
CN115583743A (zh) * 2022-09-28 2023-01-10 烟台大学 一种淀粉废水的处理工艺

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB513139A (en) 1937-04-20 1939-10-04 Ludwig Kuehnlenz A method for producing manure from unstagnated sewage
US2861877A (en) 1954-07-22 1958-11-25 Modoc Peat Moss Company Treatment of sewage sludge
US3963470A (en) 1973-01-30 1976-06-15 Haug Lester A Process for treating decomposable organic waste materials
GB1498938A (en) * 1973-10-11 1978-01-25 Nat Res Dev Composting
US4053394A (en) * 1974-04-18 1977-10-11 Pliny Fisk Process for separating and converting waste into useable products
FR2288719A1 (fr) * 1974-08-02 1976-05-21 Isman Marcel Procede et appareil de traitement des lisiers
CS190083B1 (en) 1977-02-08 1979-05-31 Jiri Mostecky Method for the deodorisation and purification of water in water conservation,especially in large cattle fattening stations
FR2495231A1 (fr) * 1980-11-28 1982-06-04 Sulzer Ag Moteur hydraulique et transmission hydrostatique de puissance faisant appel a ce moteur
CS266153B1 (cs) 1985-02-12 1989-12-13 Necesany Frantisek Způsob čištěni odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat
CS266152B1 (cs) 1985-02-12 1989-12-13 Necesany Frantisek Způsob čištěni odpadních vod z velkochovu hospodářských zvířat
EP0303652B1 (en) 1987-02-19 1993-08-18 RASMUSSEN, Hans Moller Method and plant for composting
DE3934122A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-18 Otto Nockemann Verfahren zur aeroben verrottung hochbelasteter abwaesser
DE4111314C2 (de) * 1991-04-08 1995-04-20 Allied Colloids Gmbh Verfahren zur biologischen Trocknung von Klärschlamm
CS277555B6 (en) * 1991-10-04 1993-03-17 Maneko Process for waste water disposal
DE4224368A1 (de) * 1992-07-23 1994-01-27 Solvay Umweltchemie Gmbh Bodenverbessernde Zusammensetzung
FR2720389B1 (fr) 1994-05-20 1996-08-14 Philippe Peultier Procédé et installation de déshydratation par compostage d'effluents liquides.
CA2184044C (en) * 1996-08-23 2001-03-27 Rene Joseph Branconnier Process for thermophilic, aerobic fermentation of organic waste
JP2003034589A (ja) * 2001-07-19 2003-02-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機性廃棄物を原料とするコンポストの製造方法及びその装置
FR2837814B1 (fr) * 2002-04-02 2004-07-09 Isabelle Ard Procede de traitement de boues de stations d'epuration
WO2004041995A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-21 The Texas A & M University System Methods and systems for pretreatment and processing of biomass
WO2008059749A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Menicon Co., Ltd. Composting treatment method and compost produced by using the same
JP5137423B2 (ja) * 2007-03-05 2013-02-06 久幸 岸 発酵堆肥化処理法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013545702A (ja) 2013-12-26
UA110951C2 (uk) 2016-03-10
US9133067B2 (en) 2015-09-15
JP5791728B2 (ja) 2015-10-07
WO2012055379A4 (en) 2012-08-30
WO2012055379A1 (en) 2012-05-03
SI2931680T1 (en) 2018-08-31
EA028181B1 (ru) 2017-10-31
CN103270003B (zh) 2015-05-20
US20130199255A1 (en) 2013-08-08
AU2011320453B2 (en) 2015-11-05
CZ303821B6 (cs) 2013-05-15
AU2011320453A1 (en) 2013-05-02
EP2931680B1 (en) 2018-05-30
EP2931680A1 (en) 2015-10-21
GEP20146208B (en) 2014-12-10
CN103270003A (zh) 2013-08-28
EA201300374A1 (ru) 2014-05-30
DK2931680T3 (en) 2018-07-16
HUE039238T2 (hu) 2018-12-28
CA2815086C (en) 2016-12-13
ES2684326T3 (es) 2018-10-02
PL2931680T3 (pl) 2018-10-31
CA2815086A1 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yadav et al. Industrial wastes and sludges management by vermicomposting
CA2815086C (en) Organic fertilizer and method of its production
Mushtaq et al. Humification of poultry waste and rice husk using additives and its application
Haga Development of composting technology in animal waste treatment-review
CN104003773A (zh) 一种生物有机肥及其制备方法
WO2007068248A2 (en) Method and facility for manufacturing a natural fertilizer
KR20070091085A (ko) 유기질이 함유된 축산 배설물 및 폐기물의 발효 처리방법
JP2504364B2 (ja) 液状畜産廃棄物の処理方法
Shakywal et al. Role of organic manure for improving soil health
Rani Rejuvenating soil health using organic manures for sustainable agriculture
Kolay Manures and fertilizers
EP0167522B1 (en) A plant nutrient product
Anand et al. Vermitechnology: A solution for agricultural waste
JP3716322B2 (ja) 生物系有機質廃棄物の処理方法
Rahman Production and evaluation of vermicompost from different types of livestock manures
De et al. Use of nutrient enriched compost in soil–crop management
Qumbarani et al. The Role of Compost in Sustainable Waste Management: A Comprehensive Review in the Context of Pakistan
Behera Effect of substrates and use of earthworm on compost maturity and quality
Prakash et al. An approach of organic amendments: Manure and compost
Saini et al. Earthworms: Nature's architects of soil fertility and sustainability
GHOSH INTEGRATED SOIL NUTRIENT MANAGEMENT THROUGH ORGANIC MANURES: A WAY TO MANAGE SOIL HEALTH UNDER
OKUR et al. ENVIRONMENTAL EFFECTS OF ORGANIC FERTILISER USE IN ORGANIC AGRICULTURE
KR20240023345A (ko) 유기질 포함 척추동물 축혈 고형 비료
Anand et al. Vermitechnology
Dianawati et al. Chinese cabbage (Brassica chinensis) production, using different kind and doses of organic fertilizer in Pangalengan, West Java, Indonesia