PL213591B1 - Wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny, zawierający składnik organiczny oraz składnik mineralny w postaci popiołu, charakteryzujący się tym, że zawiera od 10 do 95% gytii i od 5 do 90% popiołu lotnego rodzaju wapniowego i/lub popiołu lotnego z palenisk fluidalnych i/lub popiołu dennego z palenisk fluidalnych. W korzystnym przypadku nawóz będący przedmiotem wynalazku zawiera wzbogacające domieszki w postaci materiałów próchniczotwórczych i/lub nawozów mineralnych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny, przeznaczony zwłaszcza do nawożenia gruntów używanych do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i produkcji pasz, a także do rewitalizacji terenów zdegradowanych i rekultywacji składowisk odpadów.

Grunty organiczne typu gytii charakteryzują się dużym uwodnieniem, bardzo dużą ściśliwością i odkształcalnością oraz ograniczoną wytrzymałością na działanie obciążeń, co dyskwalifikuje je jako podłoże do celów budowlanych. Duży rozwój infrastruktury i potrzeby inwestorów spowodowały jednak konieczność rozwiązań różnych posadowień obiektów budowlanych na słabych gruntach organicznych. W przypadkach podejmowania na tego typu gruntach przedsięwzięć inżynieryjnych w tym budowlanych i potrzeby przygotowania w tym celu odpowiednio stabilnego podłoża spełniającego wymagania geotechniczne, właściwości gruntów gytiowych powodują konieczność ich wymiany lub stabilizacji np. za pomocą cementu i/lub wapna.

Ze względu na złożoność procesów iniekcyjnych umożliwiających stabilizację gruntów organicznych typu gytii oraz stosunkowo wysoki koszt procesu ich stabilizacji, często praktykuje się wymianę gruntów gytiowych, tym bardziej, iż ze względu na swój skład chemiczny (zawartość niepożądanych związków) mogą one stanowić zagrożenie dla lokalnego środowiska naturalnego.

Kolejnym, poważnym problemem przemysłowym jest zagospodarowanie już wydobytych gruntów gytiowych. Ze względu na dużą zawartość wody (nawet do 60%) posiadają one konsystencję szlamów, co w znacznym stopniu utrudnia ich transport, a ponadto trudność sprawia sposób i miejsce ich składowania.

Dlatego pożądanym stało się opracowanie rozwiązań, które umożliwiłyby zagospodarowanie gytii w sposób spełniający podstawowe wymogi w zakresie ochrony środowiska, co udało się osiągnąć poprzez opracowanie nowego składu nawozu organiczno-mineralnego o pożądanych parametrach fizyko-chemicznych, służącego do nawożenia i/lub meliorowania gruntów używanych do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i produkcji pasz, a także do rewitalizacji terenów zdegradowanych i rekultywacji składowisk odpadów.

Znane jest wiele rodzajów wieloskładnikowych nawozów, które w swoim składzie zawierają substancje organiczne i/lub mineralne. W literaturze i opisach patentowych opisane są nawozy, w których skład wchodzą składniki organiczne pochodzenia zwierzęcego i roślinnego wraz z różnymi dodatkami próchniczotwórczymi, dodatkiem popiołów, mikroelementów czy też dodatkiem innych nawozów mineralnych, zwłaszcza azotowych i potasowych. Wśród często spotykanych składników nawozów organiczno-mineralnych znajdują się węgiel brunatny, torf, obornik, osady ściekowe, popioły lotne (np. z węgla brunatnego lub kamiennego).

Przykładowo z opisu patentowego PL 193 634 znany jest nawóz organiczny stanowiący mieszaninę składników organicznych pochodzenia zwierzęcego i roślinnego, zawierający mączkę kostną, mączkę mięsno-kostną, mączkę z pierza lub ze skorup jaj drobiowych oraz węgiel brunatny lub suchy torf.

Z opisu patentowego PL 138 913 znany jest nawóz wieloskładnikowy zawierający składnik organiczny, składnik wapniowy i składnik mineralny charakteryzuje się tym, że jako składnik organiczny zawiera węgiel brunatny lub torf lub polimery pochodzenia naturalnego albo mieszaninę tych składników, jako składnik wapniowy zawiera popiół węgla brunatnego oraz jako składnik mineralny zawiera nawóz organiczno-mineralny o przedłużonym działaniu, zwłaszcza azotowy i potasowy zawierający 5 - 30% wagowych azotu i 5 - 35% wagowych potasu na nośnikach polimerowych, korzystnie celulozie i ligninie, oraz nawóz fosforowy.

Z opisu patentowego PL 184 434 znany jest nawóz mineralno-organiczny zawierający wapń, substancje organiczne z komunalnych osadów ściekowych, azot, fosfor, potas oraz gips i/lub popioły z ciepłowni/elektrociepłowni.

Z opisu patentowego PL 136 500 znany jest nawóz wieloskładnikowy zawierający składnik organiczny, składnik mineralny oraz składnik wapniowy charakteryzuje się tym, że jako składnik organiczny zawiera węgiel brunatny lub torf lub polimery pochodzenia naturalnego albo mieszaninę tych składników, jako składnik wapniowy zawiera popiół z węgla brunatnego oraz jako składnik mineralny zawiera nawóz mineralny składający się z nawozu azotowego, nawozu potasowego i nawozu fosforowego.

Przykłady zastosowania gytii są nieliczne. Jednym z nich jest znany z opisu patentowego PL 165 478 sposób uszczelniania przesiąkliwego podłoża dla celów budowlanych, w szczególności

PL 213 591 B1 przeznaczonego pod budowę składowisk ze szczelnymi dnami, w którym gytię wykorzystuje się jako materiał uszczelniający przy tworzeniu warstw uszczelniających przesiąkliwe podłoże.

Natomiast brak jest informacji o stosowaniu gytii do produkcji nawozów organiczno-mineralnych.

Cel jaki postawili sobie twórcy niniejszego wynalazku udało się osiągnąć poprzez poddanie gytii ocenie fizyko-chemicznej z zastosowaniem odpowiednich komponentów i opracowanie na jej bazie wieloskładnikowego nawozu organiczno-mineralnego.

Wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny według wynalazku zawierający składnik organiczny oraz składnik mineralny w postaci popiołu charakteryzuje się tym, że zawiera od 10 do 95% gytii i od 5 do 90% popiołu lotnego rodzaju wapniowego i/lub popiołu lotnego z palenisk fluidalnych i/lub popiołu dennego z palenisk fluidalnych.

W korzystnym przypadku jako popiół stosuje się popiół pochodzący ze spalania węgla brunatnego i/lub kamiennego i/lub ich mieszanin z biopaliwami, do których zalicza się na przykład trociny, pelet i brykiety z biomasy oraz zrębki drewna.

W korzystnym przypadku nawóz będący przedmiotem wynalazku zawiera wzbogacające domieszki w postaci materiałów próchniczotwórczych i/lub nawozów mineralnych.

W korzystnym przypadku jako materiały próchniczotwórcze stosuje się osady ściekowe.

W korzystnym przypadku jako materiały próchniczotwórcze stosuje się torf.

W korzystnym przypadku jako materiały próchniczotwórcze stosuje się nawozy naturalne, do których zalicza się na przykład obornik, gnojowicę oraz gnojówkę.

W korzystnym przypadku jako nawozy mineralne stosuje się nawozy azotowe.

W korzystnym przypadku jako nawozy mineralne stosuje się nawozy wzbogacające glebę w mikroelementy.

Do zasadniczych korzyści wynikających z wynalazku należy fakt, że receptura wieloskładnikowego nawozu organiczno-mineralnego posiada pożądane parametry fizyko-chemiczne, przez co spełnia podstawowe wymogi w zakresie ochrony środowiska i może być na skalę przemysłową wykorzystywana do nawożenia gruntów używanych do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i produkcji pasz, a także do rewitalizacji terenów zdegradowanych i rekultywacji składowisk odpadów.

Niezaprzeczalną korzyścią jest również możliwość skutecznego i pożytecznego zagospodarowania kłopotliwej do składowania i przewożenia gytii, a także niektórych dodatków np. popiołów, osadów ściekowych czy obornika.

Ponadto nawóz według wynalazku jest naturalnym źródłem składników, korzystnych z punktu widzenia właściwości nawozowych, niezbędnych dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin.

Korzystna obecność substancji próchniczotwórczych, zwiększając zawartość substancji przyswajalnych przez rośliny, przyczynia się do poprawy struktury i właściwości nawożonej gleby.

Duża ilość substancji organicznej w mieszankach nawozowych według wynalazku oraz powolny proces tworzenia próchnicy pozytywnie wpływa na zatrzymywanie wody i rozwój aktywności biologicznej gleby.

Dodatkową zaletą nawozu według wynalazku jest możliwość w znacznym stopniu dokładnego dostosowania jego składników do właściwości i zapotrzebowania nawożonej gleby, gatunku roślin uprawnych oraz rodzaju zabiegu nawozowego. Tak duży zakres procentowy udziału poszczególnych składników w nawozie spowodowany jest faktem, że gytia posiada w zależności od pochodzenia, bardzo zróżnicowane zawartości poszczególnych pierwiastków (co ma decydujący wpływ na właściwości nawozu organicznego) oraz różny stopień nawodnienia, co powoduje konieczność uzupełniania jej według potrzeb dodatkami w różnych ilościach.

Kolejną zaletą jest fakt, że nawóz na bazie gytii może być rozprowadzany na zasilane i/lub meliorowane gleby i tereny w wielu różnych postaciach, w zależności od potrzeb, na przykład: rozlewanej pulpy wodnej, rozsypywanego materiału lub granulatu oraz nanoszonej warstwy nawozu.

Poniżej przedstawiono kilka przykładów realizacji wynalazku.

P r z y k ł a d 1.

Jedną część silnie zawodnionej gytii zawierającej 46% wody oraz w przeliczeniu na suchą masę zawierającej 18% masy organicznej, 38% węglanu wapnia i 44% części mineralnych bezwapiennych zmieszano intensywnie z dwoma częściami popiołu dennego zawierającego związki wapnia w ilości 23% CaO. W rezultacie zmieszania gytii o konsystencji szlamu z suchym pyłem popiołu dennego uzyskano wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny o konsystencji sypkiego materiału, zawierającego 15% wody, 8% substancji organicznych, 21% związków wapnia w przeliczeniu na CaO

PL 213 591 B1 i 56% części mineralnych bezwapiennych, który z powodzeniem zastosowano do zasilenia zieleni parku miejskiego.

P r z y k ł a d 2.

Mieszaninę silnie zawodnionej gytii zawierającej 50% wody (w przeliczeniu na suchą masę zawierającej 55% masy organicznej, 20% związków wapnia w przeliczeniu na CaO i 25% części mineralnych bezwapiennych) z równoważną ilością osadu ściekowego (80% wody, 16% masy organicznej i 4% części mineralnych) zmieszano w stosunku 1:1 z popiołem lotnym rodzaju wapniowego (0,0% wody, 4% masy organicznej, 40% CaO i 56% części mineralnych bezwapiennych) uzyskując w formie „piasku” uniwersalny, wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny zawierający 25% nie związanej i 7% związanej z CaO wody, 13% masy organicznej, 22% związków wapnia w przeliczeniu na CaO i 33% części mineralnych bezwapiennych. Tak otrzymany nawóz zastosowano z powodzeniem do wapniowania i nawożenia powierzchni zrekultywowanego składowiska odpadów komunalnych.

P r z y k ł a d 3.

Wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny o składzie przedstawionym w przykładzie 2 aglomerowano w granulatorze talerzowym, uzyskując granulat o uziarnieniu od 0,5 do 4 mm, łatwy do melioracji i zasilania.

Tak otrzymany nawóz w postaci granulatu zastosowano z efektem pozytywnym do zasilania gleb lekkich (piaskowych).

P r z y k ł a d 4.

Dwie części gytii rodzaju detrytusowo-wapiennej zawierającej 40% wody oraz w przeliczeniu na suchą masę zawierającej 37% masy organicznej, 16% związków wapnia jako CaO i 47% części mineralnych bezwapiennych po zmieszaniu z jedną częścią osadów ściekowych zawierających 78% wody oraz w przeliczeniu na suchą masę zawierających 80% masy organicznej i 20% części mineralnej, zadano dwoma częściami popiołu dennego z kotłów fluidalnych o zawartości związków wapnia 23%, otrzymując uniwersalny, wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny z dużą zawartością substancji próchniczotwórczych (21%), związków wapnia (13% CaO), części mineralnych bezwapiennych (32%) i wody (34%). Tak otrzymany nawóz zastosowano do zasilania wyjałowionych gleb rewitalizowanych obiektów poprzemysłowych.

P r z y k ł a d 5.

Dwie części pochodzących z eutrofizowanego jeziora osadów dennych stanowiących gytię rodzaju ilasto-wapiennego, zawierających 55% wody oraz w przeliczeniu na suchą masę zawierających 39% masy organicznej, 35% związków wapnia w przeliczeniu na CaO i 26% części mineralnych bezwapiennych zagospodarowano poprzez zmieszanie ich z jedną częścią torfu o zawartości wody 42% (87% masy organicznej i 13% części mineralnej) i dwoma częściami popiołów lotnych rodzaju wapniowego, pochodzących ze spalania węgla brunatnego, zawierających 0% wody, 5% masy organicznej, 38% CaO i 57% części mineralnych bezwapiennych. W efekcie otrzymano wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny zawierający 30% wody, 19% masy organicznej i 22% związków wapnia w przeliczeniu na CaO oraz 29% części mineralnych bezwapiennych.

Tak otrzymany nawóz zastosowano z powodzeniem poprzez naniesienie metodą hydroobsiewu na powierzchnię zazielenianych terenów wokół dróg.

Claims (11)

1. Wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny, zawierający składnik organiczny oraz składnik mineralny w postaci popiołu, znamienny tym, że zawiera od 10 do 95% gytii i od 5 do 90% popiołu lotnego rodzaju wapniowego i/lub popiołu lotnego z palenisk fluidalnych i/lub popiołu dennego z palenisk fluidalnych.

2. Nawóz według zastrz. 1, znamienny tym, że jako popiół zawiera popiół pochodzący ze spalania węgla brunatnego i/lub kamiennego i/lub ich mieszanin z biopaliwami.

3. Nawóz według zastrz. 2, znamienny tym, że biopaliwa obejmują trociny i/lub pelet i/lub brykiety z biomasy i/lub zrębki drewna.

4. Nawóz według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo domieszkę materiałów próchniczotwórczych.

5. Nawóz według zastrz. 4, znamienny tym, że jako materiały próchniczotwórcze zawiera osady ściekowe.

PL 213 591 B1

6. Nawóz według zastrz. 4, znamienny tym, że jako materiały próchniczotwórcze zawiera torf.

7. Nawóz według zastrz. 4, znamienny tym, że jako materiały próchniczotwórcze zawiera nawozy naturalne.

8. Nawóz według zastrz. 7, znamienny tym, że jako nawozy naturalne zawiera obornik i/lub gnojowicę i/lub gnojówkę.

9. Nawóz według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo domieszkę nawozów mineralnych.

10. Nawóz według zastrz. 9, znamienny tym, że jako nawozy mineralne zawiera nawozy azotowe.

11. Nawóz według zastrz. 9, znamienny tym, że jako nawozy mineralne zawiera nawozy wzbogacające glebę w mikroelementy.