PL201100B1 - Sposób utylizacji odpadów zwierzęcych, zwłaszcza odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE - Google Patents

Abstract

1. Sposób utylizacji odpadów zwierzęcych, zwłaszcza odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, znamienny tym , że odpady zwierzęce, zwłaszcza odpady wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogeniza­ cji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo-czynnego do uzyskania homoge­ nicznego wilgotnego półproduktu, zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu, do 30% wa­ gowych wody i do 2,0, korzystnie 0,05-0,3% wagowych środka powierzchniowo-czynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności che­ micznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reak­ tywności o wartości parametru Delta t 60 , poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drob­ no zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów, stosowanym w ilości 20 do 50, korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytwo­ rzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości zwierzęcej, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej tłuszczami uwolnionymi z od­ padu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania środowiska reakcyjnego wydzielonym ciepłem hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do biologicznych oczyszczalni ścieków.

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201100 (13) B1 (²¹) Numer zgłoszeni: 35456² (51⁾ lnt-CI.

A61L 2/16 (2006.01) C05F 1/00 (2006.01) F23G 5/00 (2006.01) ⁽²²⁾ D^{ata z}g^{łoszenia: 17}.⁰⁶.²⁰⁰² BOEB 3/00 (2WM.01)

Sposób utylizacji odpadów zwierzęcych, zwłaszcza odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE (43) Zgłoszenie ogłoszono:

(76) Uprawniony i twórca wynalazku:

29.12.2003 BUP 26/03 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.03.2009 WUP 03/09

Rogut Stanisław,Pyrzyce,PL (74) Pełnomocnik:

Przyłucka Jadwiga, Biuro Usług Patentowych (57) 1i Sposób utylizacji odpadów zwierzęcych, zwłaszcza odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, znamienny tym, że odpady zwierzęce, zwłaszcza odpady wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogenizacji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo-czynnego do uzyskania homogenicznego wilgotnego półproduktu, zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu, do 30% wagowych wody i do 2,0, korzystnie 0,05-0,3% wagowych środka powierzchniowo-czynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności chemicznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60, poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drobno zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów, stosowanym w ilości 20 do 50, korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytworzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości zwierzęcej, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej tłuszczami uwolnionymi z odpadu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania środowiska reakcyjnego wydzielonym ciepłem hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do biologicznych oczyszczalni ścieków.

PL 201 100 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób utylizacji odpadów zwierzęcych, zwłaszcza odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE.

Dotychczasowe metody unieszkodliwiania takich odpadów polegają na ich przetworzeniu znanymi metodami, zakładającymi rozdrobnienie, a następnie sterylizację w urządzeniach typu warników poprzez wygrzewanie przez okres przekraczający 20 minut w temperaturze powyżej 120°C i pod ciśnieniem 3 barów w celu destrukcji organizmów patogennych, bakterii i wirusów i zapobieżenia późniejszym procesom rozkładu biologicznego.

W kolejnym etapie procesu z tak uzyskanej masy organicznej oddziela się na drodze odparowania wodę, a następnie z osuszonej masy na drodze filtracji lub odwirowania oddziela się nadmiar tłuszczu.

Procesowi suszenia towarzyszy powstawanie dużych ilości skroplin bardzo trudnych do oczyszczenia w biologicznych oczyszczalniach ścieków ze względu na wysokie stężenie anionowych związków organicznych.

Pozostałą po oddzieleniu tłuszczów suchą pozostałość rozdrabnia się do postaci mączki zwierzęcej, nadającej się do podawania do palników pieców obrotowych do wypału klinkieru lub pieców energetycznych.

Zgodnie z obowiązującymi dyrektywami Unii Europejskiej odpady wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE powinny być spalane w temperaturach przekraczających 600°C.

Oddzielone tłuszcze muszą być także utylizowane wyłącznie na drodze spalania; nie powinno się ich wykorzystywać do innych celów.

Konieczność oddzielania tłuszczów wynika z faktu, że mączki zwierzęce o wysokiej, powyżej 15% wagowych, zawartości tłuszczów wykazują tendencje do zaklejania instalacji dozujących w urządzeniach do ich spalania.

Wydzielenie tłuszczu z mączki przeznaczonej do spalania zmniejsza atrakcyjność ekonomiczną procesu spalania mączek. Nieodtłuszczone mączki zwierzęce mogą mieć wartość kaloryczną przekraczającą 6000 kCal/kg, natomiast w przypadku oddzielenia tłuszczu ich wartość kaloryczna nie przekracza 3000 kCal/kg. Pomimo poddania odpadów sterylizacji, mączki i tłuszcze z nich wytworzone mogą nadal zawierać priony wywołujące chorobę BSE i dlatego muszą być traktowane jako odpady wysokiego ryzyka. Ponadto w przypadku składowania ich w warunkach dostępu wilgoci i w umiarkowanych temperaturach odtwarza się w nich życie biologiczne prowadzące do rozkładu z intensywnym wydzielaniem substancji złowonnych.

Mączki te stanowią także doskonałe pożywienie dla owadów i gryzoni.

Dalszym realnym zagrożeniem jest przypadkowe lub umyślne wykorzystanie tych mączek w żywieniu zwierząt.

Powszechnym problemem krajów, które już spotkały się z przypadkami choroby BSE jest duża ilość zalegających odpadów wysokiego ryzyka, wstępnie przetworzonych przez spalenie na otwartej przestrzeni, jak również mączek zwierzęcych wysokiego ryzyka, wyprodukowanych w poprzednich latach i zgromadzonych na tymczasowych składowiskach. Duża zawartość tłuszczów w tych mączkach powoduje, że cementownie nie akceptują ich jako paliwa alternatywnego ze względu na wspomniane zatykanie układów dozujących, na przykład palników.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyższych niedogodności dzięki opracowaniu sposobu utylizacji odpadów zwierzęcych pochodzących bezpośrednio z ubojni i przetwórni mięsa jak i odpadów wcześniej zgromadzonych, na przykład w tymczasowych silosach i na składowiskach ziemnych, często w formie wstępnie przetworzonej przez spalenie na otwartej przestrzeni lub w postaci mączki zwierzęcej, do postaci bezpiecznego paliwa alternatywnego, nadającego się do destrukcji termicznej.

Sposób według wynalazku polega na tym, odpady zwierzęce, zwłaszcza odpady wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogenizacji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo-czynnego, do uzyskania homogenicznego wilgotnego półproduktu, zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu, do 30% wagowych wody i do 2,0% wagowych, korzystnie 0,05 do 0,3% wagowych środka powierzchniowoczynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności chemicznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60, poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drobno zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów,

PL 201 100 B1 stosowanym w ilości 20 do 50 korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytworzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości zwierzęcej, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej tłuszczami uwolnionymi z odpadu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania środowiska reakcyjnego wydzielonym ciepłem hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do biologicznych oczyszczalni ścieków.

Korzystnie środek wiążący stanowi mielone wapno palone wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty z dodatkiem do 50% wagowych wypełniacza mineralnego, korzystnie pyłów z odpylania pieców do wypału wapna lub klinkieru.

Środek wiążący zapewnia samoczynne podgrzanie środowiska reakcyjnego do temperatury przekraczającej temperaturę wrzenia wody i pełne odparowanie ciepłem hydratacji nadmiaru wody ponad wodę związaną do postaci hydratu.

Sposób według wynalazku zapewnia pełną destrukcję organizmów patogennych, bakterii i wirusów zawartych w odpadzie.

Podczas składowania produktu według wynalazku, nawet w warunkach wysokiej wilgotności powietrza, nie zachodzą procesy rozkładu generujące duże ilości substancji złowonnych, ponadto produkt nie jest atakowany przez owady i gryzonie, a także wykluczone jest przypadkowe lub umyślne przeznaczenie granulatu do żywienia zwierząt ze względu na zawartość hydratu wapnia i nadmiaru tlenku wapnia.

Produkt według wynalazku, dzięki uzyskaniu postaci trwałego, suchego i odpornego na rozkład biologiczny granulatu, nadaje się do stosowania jako składnik nadawy piecowej pieca klinkierowego i lub jako surowiec do produkcji wapna nawozowego na drodze kalcynacji w piecu obrotowym do wypału wapna w temperaturach 700°C do 1300°C, korzystnie 850°C, korzystnie z pełnym wykorzystaniem wartości kalorycznej składników organicznych występujących w granulacie.

Własności dezynfekcyjne zastosowanego wapna palonego zapewniają zachowanie podczas procesu utylizacji wymaganych przepisami warunków higienicznych i zabezpieczenia przed chorobami zakaźnymi.

Wydzielane podczas reakcji stosowanego wapna palonego z wodą w krótkim czasie w całej masie reakcyjnej duże ilości ciepła umożliwiają uproszczenie procesu utylizacji z jednoczesnym zmniejszeniem zapotrzebowania na energię cieplną i elektryczną. Ponadto ulatniająca się podczas procesu para wodna podczas przenikania przez środowisko reakcyjne w kontakcie z hydratem wapnia o silnych własnościach sorpcyjnych pozbawiona zostaje większości trudnych do rozkładu biologicznego zanieczyszczeń organicznych, powodując znaczne ułatwienie procesu oczyszczania skroplin w biologicznych oczyszczalniach ścieków, natomiast proces hydratacji wapna palonego z wodą występującą w środowisku reakcyjnym korzystnie zmniejsza ilość skroplin powstających w procesie formowania się granulatu.

Proces utylizacji odpadów zgodnie z wynalazkiem może być z powodzeniem realizowany w hermetycznych instalacjach przewoźnych, składających się z rozdrabniacza mechanicznego odpadu, hermetycznego reaktora miksera z układem wykraplania oparów, zbiornika reagenta z układem dozującym, zbiornika na skropliny oraz kontenera na granulat, przetwarzającego odpady zwierzęce, korzystnie wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, korzystnie w ubojniach i przetwórniach, korzystnie w miejscu ich powstawania.

Instalacje przewoźne realizujące proces technologiczny według wynalazku mogą być także wykorzystywane do rekultywacji już istniejących składowisk omawianych odpadów przetwórstwa zwierzęcego, takich jak silosy czy składowiska gruntowe odpadów pozwierzęcych organicznych, korzystnie z zastosowaniem powstałych granulatów jako nawozów wapniowo-organicznych w przypadkach gdy odpady te nie zaliczają się do odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE.

W przypadku przetwarzania odpadów zwierzęcych do postaci mocno rozdrobnionego wilgotnego homogenicznego półproduktu zawierającego substancje powierzchniowo czynne i wodę, dla zwiększenia wydajności instalacji technologicznej proces pierwszego kontaktu odpadu z reagentem może być rozpoczynany w mikserze, natomiast zasadnicza faza reakcji z odparowaniem nadmiaru wilgoci i utworzeniem suchego granulatu może być realizowana w zbiornikach dojrzewalnikach lub na otwartej przestrzeni zabezpieczonej przed bezpośrednimi opadami atmosferycznymi.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

PL 201 100 B1

P r z y k ł a d I. Odpady zwierzęce wysokiego ryzyka, po wstępnym zdezynfekowaniu w miejscu składowania wapnem palonym mielonym użytym w ilości 2,0% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, podawane są do układu rozdrabniania, gdzie rozdrabniane są do wymiarów poniżej 8-10 mm, korzystnie z dodatkiem 0,2% wagowych substancji powierzchniowo-czynnej powszechnego stosowania, ułatwiającej homogenizację. Tak rozdrobnioną masę zawierającą 35% wagowych składników organicznych typu tkanek mięśniowych, tłuszczu, kości i innych materiałów organicznych zwierzęcych oraz 63% wagowych wody poddaje się, w reaktorze z intensywnym mieszaniem, reakcji z wapnem palonym mielonym o wysokiej reaktywności odpowiadającej wartości parametru Delta t60 poniżej 1,5 minuty, użytym w ilości 40% wagowych w odniesieniu do masy odpadu.

Intensywność podawania wapna do reaktora kontrolowana jest obrotami ślimaka dozującego. Intensywność podawania wapna regulowana jest w zależności od szybkości wzrostu temperatury w reaktorze, powodowanej reakcją wapna z wodą zawartą w odpadzie tak, aby temperatura masy reakcyjnej przekroczyła 100°C. Po samoczynnym osiągnięciu w reaktorze, w wyniku wydzielającego się ciepła hydratacji, temperatury powyżej 100°C, kontynuuje się proces sterylizacji przez minimum 20 minut. Po zakończeniu procesu otrzymany suchy produkt przepuszcza się przez kruszarkorozdrabniarkę i podaje do zbiornika przejściowego celem dojrzewania i ostygnięcia. Gotowy produkt w postaci granulatu pakuje się do Big Bagów i transportuje do cementowni lub zakładu energetycznego celem spalenia, natomiast ciepło odzyskane podczas skraplania skroplin procesowych wykorzystuje się w miejscu przetwarzania odpadu do wytwarzania gorącej wody użytkowej.

P r z y k ł a d II. Odpad zwierzęcy wstępnie przetworzony przez spalenie na otwartej przestrzeni poddaje się intensywnej homogenizacji w mieszalniku - rozdrabniaczu uzupełniając go wodą do osiągnięcia w masie 70% wagowych wody z dodatkiem 2,0% wagowych substancji powierzchniowoczynnej w formie detergentu ogólnego stosowania, a otrzymany homogeniczny wilgotny półprodukt, zawierający 20% wagowych substancji organicznych i 12% wagowych tłuszczu poddaje się, w reaktorze z intensywnym mieszaniem, reakcji z wapnem palonym mielonym o reaktywności odpowiadającej wartości parametru Delta t60 poniżej 1 minuty, dodanym w ilości 35% wagowych w odniesieniu do masy odpadu, z intensywnością kontrolowaną obrotami ślimaka dozującego. Intensywność podawania wapna do reaktora regulowana jest w zależności od szybkości wzrostu temperatury w reaktorze, powodowanej reakcją wapna z wodą zawartą w odpadzie. Po samoczynnym osiągnięciu w reaktorze, w wyniku wydzielającego się ciepła hydratacji, temperatury powyżej 100°C kontynuuje się proces przez minimum 20 minut. Po zakończeniu procesu suchy produkt przepuszcza się przez kruszarkorozdrabniarkę i podaje do zbiornika przejściowego w celu dojrzewania i ostygnięcia. Otrzymany granulat następnie kalcynuje się w obrotowym piecu do wypału wapna w temperaturze ponad 800°C, a uzyskane w procesie odtworzone wapno palone wykorzystuje się jako wapno nawozowe.

P r z y k ł a d III. Do miksera wyposażonego w mieszadło wysokoobrotowe wprowadza się wodę w ilości 30% wagowych i substancję powierzchniowo czynną powszechnego stosowania w ilości 0,2% wagowych, a następnie odpad w postaci wytworzonej znanym sposobem mączki zwierzęcej. Po wytworzeniu wilgotnego półproduktu homogenicznego zawierającego 70% wagowych mączki, 30% wagowych wody i do 0,2% wagowych substancji powierzchniowo czynnej dozuje się mieszaninę składającą się z 70% wagowych wapna palonego mielonego o reaktywności odpowiadającej wartości parametru Delta t60 równej 2 minutom i 30% wagowych pyłów z odpylania pieca Maerza.

Dalszy przebieg procesu jest identyczny z opisanym w poprzednich przykładach i prowadzi do utworzenia granulatu paliwa alternatywnego nie stwarzającego już wspomnianych problemów technologicznych podczas spalania otrzymanego produktu w piecach do wypału klinkieru.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób utylizacji odpadów zwierzęcych, zwłaszcza odpadów wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, znamienny tym, że odpady zwierzęce, zwłaszcza odpady wysokiego ryzyka ze względu na zagrożenie chorobą BSE, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogenizacji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo-czynnego do uzyskania homogenicznego wilgotnego półproduktu, zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu, do 30% wagowych wody i do 2,0, korzystnie 0,05-0,3% wagowych środka powierzchniowo-czynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności chemicznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reakPL 201 100 B1 tywności o wartości parametru Delta t₆₀, poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drobno zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów, stosowanym w ilości 20 do 50, korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytworzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości zwierzęcej, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej tłuszczami uwolnionymi z odpadu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania środowiska reakcyjnego wydzielonym ciepłem hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do biologicznych oczyszczalni ścieków.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środek wiążący stanowi mielone wapno palone wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty z dodatkiem do 50% wagowych wypełniacza mineralnego, korzystnie pyłów z odpylania pieców do wypału wapna lub klinkieru.