PL217710B1 - Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych - Google Patents
Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznychInfo
- Publication number
- PL217710B1 PL217710B1 PL392831A PL39283110A PL217710B1 PL 217710 B1 PL217710 B1 PL 217710B1 PL 392831 A PL392831 A PL 392831A PL 39283110 A PL39283110 A PL 39283110A PL 217710 B1 PL217710 B1 PL 217710B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- organic
- organic waste
- dry matter
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 56
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 claims 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 20
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 13
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 7
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 230000002550 fecal effect Effects 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 5
- 241000193468 Clostridium perfringens Species 0.000 description 4
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 4
- 244000082988 Secale cereale Species 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940061634 magnesium sulfate heptahydrate Drugs 0.000 description 3
- LFCFXZHKDRJMNS-UHFFFAOYSA-L magnesium;sulfate;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O LFCFXZHKDRJMNS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- ZODLBALIYALCFJ-UHFFFAOYSA-N oxidane Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O ZODLBALIYALCFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 2
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 2
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 2
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 2
- 241000244031 Toxocara Species 0.000 description 2
- 241001489151 Trichuris Species 0.000 description 2
- SSBRSHIQIANGKS-UHFFFAOYSA-N [amino(hydroxy)methylidene]azanium;hydrogen sulfate Chemical compound NC(N)=O.OS(O)(=O)=O SSBRSHIQIANGKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 2
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000244186 Ascaris Species 0.000 description 1
- 241001126258 Ascaris sp. Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000195940 Bryophyta Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000019714 Triticale Nutrition 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004688 heptahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 230000007065 protein hydrolysis Effects 0.000 description 1
- -1 rape Chemical compound 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 241000228158 x Triticosecale Species 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych, zwłaszcza osadów ściekowych i/lub odpadów rolnych i/lub pozostałości przemysłu spożywczego i/lub odpadów przemysłu spożywczego.
Problem zagospodarowania odpadów organicznych, zwłaszcza osadów ściekowych komunalnych, powstających w ilości ok. 4-6 ton na dobę na 100.000 mieszkańców, stanowi ciągle najpoważniejszy problem użytkowników oczyszczalni. Inne odpady pochodzenia organicznego również w dużym stopniu podlegają składowaniu i nie są w pełni wykorzystywane.
Istnieje szereg metod zagospodarowania odpadów organicznych, zwłaszcza osadów ściekowych komunalnych w kierunku otrzymywania nawozów sztucznych. Substancja organiczna osadów ściekowych stanowi mieszaninę różnych, często niezdefiniowanych związków chemicznych, wchodzących w skład biomasy, resztek ciał stałych, substancji humusowych oraz wolnych związków organicznych. Pod względem funkcjonalnym i higienicznym stanowi ona mieszaninę ciał organizmów chorobotwórczych, ich form przetrwalnikowych, jaj oraz białek i struktur białkowych niższych rzędów umożliwiających przenoszenie informacji genetycznej. Aby zapewnić skuteczne zabezpieczenie przetworzonego osadu ściekowego pod względem higienicznym należy doprowadzić do trwałego uszkodzenia struktur komórkowych oraz zmian struktury białek i aminokwasów prowadzących do ich trwałego unieczynnienia. Struktury komórkowe ulegają uszkodzeniu w wyniku plazmolizy, denaturacji struktur białkowych, hydrolizy kwasowej białek, oraz ich częściowej mineralizacji polegającej na amonifikacji powstałych ze struktur wyższego rzędu aminokwasów. Związek, który spełnia te wymagania to stężony kwas siarkowy. Z kolei wiadomym jest, że nawozy nie mogą zawierać kwaśnych soli tak więc najczęściej neutralizuje się je związkami magnezu. Nawozy zawierające siarczan magnezu można stosować pod wszystkie rośliny. Szczególnie przydatny jest przy uprawie roślin wrażliwych na brak magnezu jak rzepak, kukurydza, burak cukrowy, pszenica, jęczmień, owies, pszenżyto, żyto, pomidor i ogórek szklarniowy oraz winorośl, warzywa i drzewa owocowe a także tytoń i chmiel. Nawożenie siarczanem magnezu oddziałuje na cała przemianę materii rośliny powodując zwiększenie zawartości cukru w burakach cukrowych, skrobi w ziemniakach i ziarnach zbóż oraz tłuszczów w roślinach oleistych. Siarczan magnezu z dodatkiem żelaza bardzo dobrze wpływa na porost traw z równoczesną likwidacją mchów.
Znane sposoby wytwarzania nawozu z materii organicznej polegają głównie na działaniu na materię organiczną, zwłaszcza osady ściekowe, kwasem siarkowym. Znany jest z polskiego zgłoszenia opisu patentowego nr P.326127 sposób wytwarzania stałego nawozu organicznego z osadów ściekowych, który polega na tym, że w środowisku mocnego kwasu siarkowego organiczne osady ściekowe częściowo mineralizuje się, uzyskując sól, która wiąże wodę w środowisku reakcji, następnie w celu neutralizacji dodaje się po około 30 minutach tlenek magnezu z taką szybkością (ok. 30 minut) aby temperatura reakcji nie przekraczała 95-99°C. Otrzymany nawóz jest ciałem stałym. Znany jest z francuskiego opisu patentowego nr FR-2648128 sposób wytwarzania nawozu z kompostu lub innych odpadów, który polega na tym, że w celu rozpuszczenia substancji organicznych mieszanina materiału odpadkowego jest potraktowana kwasem siarkowym. Otrzymany roztwór filtruje się celem usunięcia substancji nierozpuszczalnych w kwasie siarkowym, miesza się przefiltrowany roztwór z czynnikiem neutralizującym, np. fosforanem trójwapniowym lub/i dolomitem i tak powstałą papkę miesza się z produktami recyklingu i formuje granulki. Później prowadzi się suszenie, zagęszczanie papki i suszenie granulek. Rozwiązanie to wymaga dużych nakładów energetycznych w celu odparowania wody a powstający produkt w postaci pulpy posiada niską zdolność wiązania wody w strukturę krystaliczną. Znany jest także z opisu patentowego nr WO 91/16280 sposób wytwarzania sterylnego nawozu organicznego, który polega na traktowaniu materiału organicznego (np. odpadów ściekowych) kwasem siarkowym do pH 4-5, a następnie zasadą (np. bezwodnym amoniakiem) do pH 6-7,5 przy czym tak wytworzona mieszanina gęstnieje i w sposób naturalny przyjmuje postać ciała stałego. Dodatkową wadą jest trudność w granulacji związany z dodatkowym zużyciem energii. Z kolei z polskiego opisu patentowego nr PL 02023 znane jest otrzymywanie nawozu sztucznego z osadów ściekowych przez traktowanie osadu tlenkiem magnezu a następnie roztworem siarczanu mocznika w kwasie siarkowym. Proces prowadzi się zadając siarczan mocznika równomiernie z kontrolowaną dynamiką przepływu, zabezpieczającą egzotermicznie przebiegający proces reakcji przed przekroczeniem przez jego składniki temperatury 120°C, lecz najkorzystniej utrzymując ją w przedziale od 70 do 100°C.
PL 217 710 B1
We wszystkich znanych metodach stosujących mineralizację materii organicznej kwasem siarkowym i neutralizację powstających soli związkami magnezu przestrzega się reżimu temperaturowego. W nawozach stosuje się dodatek siarczanu magnezu w postaci siedmiowodnego hydratu. Związek ten poddawany ogrzewaniu do temperatury 150°C traci sześć cząsteczek wody a w temperaturze 200°C siódmą. Z tego powodu wszelkie sposoby otrzymywania nawozów na bazie materii organicznej mineralizowanych kwasem siarkowym w reakcji egzotermicznej a następnie neutralizowanych solami magnezu prowadzi się w możliwie niskich temperaturach. Temperaturę kontroluje się poprzez powolne dodawanie składników wchodzących w reakcje egzotermiczne. Powoduje to znaczne wydłużenie procesu, gdyż reakcja kwasu siarkowego z materią organiczną przebiega w czasie od 30 do 60 minut a równocześnie nie pozwala na uzyskanie energii cieplnej w zadowalającym wymiarze.
Praktycznie dla procesów polegających na stosowaniu kwasu siarkowego i związków magnezu etap, w którym powstaje siedmiowodny siarczan magnezu, prowadzony jest w sposób kontrolowany przez dozowanie składników w celu utrzymania temperatury niższej niż temperatura rozkładu siedmiowodnego hydratu siarczanu magnezu. Najczęściej najpierw prowadzi się mineralizację masy organicznej w wyższej temperaturze w celu skutecznego zabezpieczenia przetworzonego osadu ściekowego pod względem higienicznym a następnie dodaje się związki magnezu w niższej, kontrolowanej temperaturze. Odwrotna kolejność dozowania reagentów wymusza stosowanie niższych temperatur w celu zapobiegania rozkładowi siedmiowodnego siarczanu magnezu co z kolei nie gwarantuje higieny powstałego produktu lub wymusza dodanie do masy organicznej dodatkowej ilości kwasu siarkowego, który z kolei musi zostać zneutralizowany.
Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że prowadzony jest dwuetapowo. W pierwszym etapie, w wysokiej temperaturze powstającej w wyniku reakcji egzotermicznych zachodzących między wodą zawartą w odpadach organicznych a kwasem siarkowym oraz tlenkiem magnezu i kwasem siarkowym, wytwarza się siarczan magnezu, para wodna, powstaje duża ilość energii cieplnej a masa organiczna ulega procesowi mineralizacji oraz zhgienizowaniu w wyniku działania wysokich temperatur. W drugim etapie odbiera się od powstałej płynnej masy energię cieplną a równocześnie następuje hydratacja siarczanu magnezu do pożądanego siedmiowodnego hydratu.
Sposobem według wynalazku do odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych różnego pochodzenia, ewentualnie wstępnie rozdrobnionych, sumarycznie zawierających 2-60% wagowych suchej masy, korzystnie 17% wagowych suchej masy, dodaje się tlenek magnezu w ilości 0,25 do 0,45 części wagowych na 1 część wagową wody, korzystnie 0,375 części wagowych, po czym po dokładnym zmieszaniu otrzymaną mieszaninę wprowadza się w stan fluidalny a następnie wtryskuje się w możliwie najkrótszym czasie, korzystnie w czasie od 1 do 5 minut, stężony kwas siarkowy w ilości 0,8 do 1,1 części wagowych na 1 część wagową wody, korzystnie 0,91 części wagowych, w wyniku czego następuje gwałtowna reakcja egzotermiczna. Temperatura gwałtownie wzrasta do 160°C - 220°C i uzyskuje się roztwór siarczanu magnezu i związków organiczno-mineralnych, parę wodną oraz ciepło W ilości około 7,9 GJ na tonę suchej masy organicznej, które odprowadza się na zewnątrz. Otrzymany sposobem według wynalazku płynny roztwór siarczanu magnezu i związków organiczno-mineralnych schładza się odbierając ciepło do temperatury 70°C ± 5°C i utrzymuje się w tej temperaturze aż do uzyskania jednowodnego siarczanu magnezu. Następnie, w przypadku stosowania surowca wyjściowego zawierającego poniżej 17% wagowych suchej masy, dodaje się ewentualnie wstępnie zhigienizowane odpady organiczne suche lub zawierające wodę tak, aby zawartość suchej masy wynosiła nie mniej niż 17% wagowych i nie więcej niż 60% wagowych. W przypadku stosowania surowca wyjściowego zawierającego powyżej 17% wagowych suchej masy, można dodać ewentualnie wstępnie zhigienizowane odpady organiczne suche lub zawierające wodę tak, aby zawartość suchej masy wynosiła nie więcej niż 60% wagowych. Następnie powstałą masę schładza się do temperatury 47°C ± 5°C kończąc proces hydratacji siarczanu magnezu do siedmiowodnego. Do tego momentu proces prowadzi się w zamkniętym zespole reaktora, aby powstały siarczan magnezu był w stałym kontakcie z parą wodną. Dalsze chłodzenie masy poreakcyjnej może odbywać się albo w tym samym zamkniętym zespole reaktora lub dla poprawienia ekonomiki procesu poza zamkniętym zespołem reaktora. Płynną masę poreakcyjną można pozostawić na powietrzu do całkowitego zestalenia a następnie poddać rozdrobnieniu. Można również korzystnie poddać płynną masę poreakcyjną procesowi fluidyzacji z równoczesnym chłodzeniem gazem takim jak schłodzony azot, powietrze czy dwutlenek węgla o temperaturze od -196°C do 0°C. Wirujące drobiny podlegają ochłodzeniu poniżej temperatury krystalizacji i uzyskuje się stały granulat nawozu.
PL 217 710 B1
Badania polowe nawozu według wynalazku potwierdziły jego wysoką wartość jako źródło łatwo dostępnego magnezu, w szczególności tak potrzebnego na glebach lekkich i zakwaszanych. Nawóz może być stosowany na wszystkich glebach bez żadnych ograniczeń. Zasadniczo jest on nawozem magnezowym z dodatkiem mikroelementów. Plonotwórcze działanie nawozu zaobserwowano w założonym doświadczeniu polowym z owsem na glebie lekkiej i stwierdzono 11%-owy przyrost wielkości plonu. Zmiany zawartości mikroelementów w ziarnie, słomie i korzeniach nie były związane istotnie z zastosowanym nawożeniem tak więc nawóz otrzymany sposobem według wynalazku wyklucza możliwość toksycznego oddziaływania osadów ściekowych na gleby i rośliny. Istnieje możliwość, aby nawóz otrzymany sposobem według wynalazku uzupełnić w inne mikroelementy niezbędne w rozwoju roślin takie jak chelaty Cu (miedź), Mo (molibden) i Mn (mangan).
W procesie otrzymywania nawozu według wynalazku otrzymuje się pełnowartościowy nawóz jak również otrzymuje się energię cieplną w ilości ok. 7,9 GJ na tonę przetworzonej suchej masy organicznej.
Przedmiot wynalazku jest zilustrowany w przykładach wykonania, które nie ograniczają jego zakresu.
P r z y k ł a d 1. Do reaktora procesowego który jest mieszalnikiem wykonanym ze stali kwasoodpornej i wyposażonym w szybkoobrotowe mieszadło lemieszowe ładuje się przy użyciu pompy ślimakowej uwodnione osady ściekowe o zawartości 17% wag. suchej masy pochodzące z komunalnej oczyszczalni ścieków o składzie:
| Zawartość | Wielkość | |
| Materia organiczna | s.m. [%] | 17 |
| Mg | ppm s.m. | 5000 |
| Zn | ppm s.m. | 2000 |
| Cu | ppm s.m. | 50 |
| Cd | ppm s.m. | 1 |
| Ni | ppm s.m. | 15 |
| Cr | ppm s.m. | 200 |
| Pb | ppm s.m. | 100 |
| Hg | ppm s.m. | 0,5 |
| Miano coli | 1*10-5 | |
| Miano coli typu kałowego | 1*10-5 | |
| Miano Clostridium perfringens | 1*10-4 | |
| Enterokoki kałowe w 1 g | 16000 | |
| Salmonella | Stwierdzono | |
| Jaja Ascaris sp. W szt./kg s.m. | 5000 | |
| Jaja Trichuris sp. W szt./kg s.m. | 700 | |
| Jaja Toxocara sp. W szt./kg s.m. | 1500 |
Następnie podaje się tlenek magnezu w ilości 0,373 części wagowych na 1 część wagową wody zawartej w osadach. Stopień wypełnienia reaktora procesowego nie przekracza 0,4 pojemności całkowitej. Po wstępnym zmiksowaniu składników w reaktorze procesowym wytwarza się przy użyciu mieszadeł wirujących z prędkością 1500 obr/min złoże fluidalne. Następnie przy użyciu membranowej pompy dozującej wtryskuje się w 6 punktach 96% stężony wagowo kwas siarkowy w ilości 0,91 części wagowej na 1 część wagową wody. Następuje reakcja egzotermiczna w wyniku której uzyskuje się płynny gorący roztwór siarczanu magnezu i związków organicznych o temperaturze 160°C i energii 7,9 GJ na tonę suchej masy organicznej oraz parę wodną. Z reaktora procesowego powstałą mieszaninę kieruje się do wymiennika ciepła gdzie w temperaturze 70°C odbywa się proces hydratacji siarczanu magnezu do
PL 217 710 B1 jednowodnego siarczanu z użyciem pary wodnej pochodzącej z reaktora procesowego oraz odbiór ciepła poprzez wymianę ciepła w zespole wymienników. Ciepło poprzez ciecz roboczą kierowane jest do wymiennika siłowni niskotemperaturowej pracującej według obiegu Rankinea, która wytwarza prąd elektryczny. Następnie schładza się roztwór do temperatury 47°C nie przekraczającej momentu krystalizacji roztworu kończąc proces hydratacji siarczanu magnezu do jego siedmiowodnego hydratu. Płynną masę przekazuje się do granulatora fluidalnego, wyposażonego w specjalne wysokoobrotowe mieszadła i po uzyskaniu wirującego złoża fluidalnego nadmuchuje się schłodzony azot o temperaturze t = -196°C. Pozwala to na szybką krystalizację wytworzonych granulek. Uzyskuje się roztwór stały siedmiowodnego siarczanu magnezu i materii organicznej w formie granulek, który może być wykorzystany jako nawóz organiczno-mineralny, substytut do produkcji cementu Sorela lub wypełnienie akumulatora słonecznego. Skład otrzymanego w procesie produktu:
| Zawartość (metale jako mikroelementy) | Wielkość | |
| s.m. [%] | 100 | |
| Materia organiczna | [%] s.m. | 8,2 |
| Mg | [%] s.m. | 9 |
| Zn | ppm s.m. | 240 |
| Cu | ppm s.m. | 6 |
| Cd | ppm s.m. | 0,11 |
| Ni | ppm s.m. | 1.8 |
| Cr | ppm s.m. | 24 |
| Pb | ppm s.m. | 13 |
| Hg | ppm s.m. | 0,06 |
| Miano coli | Nie wykryto | |
| Miano coli typu kałowego | Nie wykryto | |
| Miano Clostridium perfringens | Nie wykryto | |
| Enterokoki kałowe w 1 g | Nie wykryto | |
| Salmonella | Nie wykryto | |
| Jaja Ascaris sp.w szt./kg s.m. | Nie wykryto | |
| Jaja Trichuris sp.w szt./kg s.m. | Nie wykryto | |
| Jaja Toxocara sp.w szt./kg s.m. | Nie wykryto |
P r z y k ł a d 2. Do reaktora procesowego który jest mieszalnikiem wykonanym ze stali kwasoodpornej i wyposażonym w szybkoobrotowe mieszadło lemieszowe ładuje się przy użyciu pompy ślimakowej zneutralizowaną świńską gnojowicę pochodzącą z hodowli na rusztach o zawartości 2% wag. suchej masy. Następnie podaje się tlenek magnezu w ilości 0,373 części wagowych na 1 część wagową wody zawartej w gnojowicy. Stopień wypełnienia reaktora procesowego nie przekracza 0,4 pojemności całkowitej. Po wstępnym zmiksowaniu składników w reaktorze procesowym wytwarza się przy użyciu mieszadeł wirujących z prędkością 1500 obr/min złoże fluidalne. Następnie przy użyciu membranowej pompy dozującej wtryskuje się w 6 punktach 96% stężony wagowo kwas siarkowy w ilości 0,91 części wagowej na 1 część wagową wody. Następuje reakcja egzotermiczna w wyniku której uzyskuje się płynny gorący roztwór siarczanu magnezu i związków organicznych o temperaturze 160°C i energii 7,9 GJ na tonę suchej masy organicznej oraz parę wodną. Para wodna jest odprowadzana do dalszego procesu technologicznego. Z reaktora procesowego powstałą mieszaninę kieruje się do wymiennika ciepła w którym to następuje odbiór ciepła. Ciepło poprzez ciecz roboczą kierowane jest do wymiennika siłowni niskotemperaturowej pracującej według obiegu Rankinea, która wytwarza prąd elektryczny. Schładzając roztwór do temperatury 69°C płynną masę przekazuje się do granulatora fluidalnego, wyposażonego w specjalne wysokoobrotowe mieszadła. Do granulatora równocześnie
PL 217 710 B1 dostarcza się przy użyciu pompy ślimakowej zneutralizowaną, podgrzaną przy użyciu pary wodnej pochodzącej z reaktora procesowego do temperatury 69°C świńską gnojowicę pochodzącą z hodowli na rusztach o zawartości 59% wag. suchej masy, w ilości 1 części wagowej zawartej w niej wody. Po uzyskaniu wirującego złoża fluidalnego masę schładza się do temperatury 47°C a następnie nadmuchuje się schłodzony azot o temperaturze t = -196°C. Pozwala to na szybką krystalizację wytworzonych granulek. Uzyskuje się roztwór stały siedmiowodnego siarczanu magnezu i materii organicznej w formie granulek o zawartości co najmniej : materii organicznej = 38% s.m., Mg = 6% s.m., K = 0,8% s.m., P = 3,5% s.m. oraz N = 2,8% s.m.
P r z y k ł a d 3. Do reaktora procesowego który jest mieszalnikiem wykonanym ze stali kwasoodpornej i wyposażonym w szybkoobrotowe mieszadło lemieszowe ładuje się przy użyciu pompy ślimakowej uwodnione surowe osady ściekowe o zawartości 16,71% wag. suchej masy pochodzące z oczyszczalni ścieków zakładów mięsnych o składzie:
| Zawartość | Wielkość | |
| Sucha masa | % | 16,71 |
| Substancje organiczne | % s.m. | 78,41 |
| Substancje mineralne | % s.m. | 21,59 |
| Mg | % s.m. | nie wykryto |
| Nog | % s.m. | 2,72 |
| P og. | % s.m. | 0,15 |
| K | % s.m. | 0,05 |
| Miano coli typu kałowego | 1*10-6 | |
| Miano Clostridium perfringens | W 1g | 7*10-2 |
| Wskaźnik ATT/1 kg s.m | 3270 |
Następnie podaje się tlenek magnezu w ilości 0,373 części wagowych na 1 część wagową wody zawartej w gnojowicy. Stopień wypełnienia reaktora procesowego nie przekracza 0,4 pojemności całkowitej. Po wstępnym zmiksowaniu składników w reaktorze procesowym wytwarza się przy użyciu mieszadeł wirujących z prędkością 1500 obr/min złoże fluidalne. Następnie przy użyciu membranowej pompy dozującej wtryskuje się w 6 punktach stężony 96% wagowo kwas siarkowy w ilości 0,91 części wagowej na 1 część wagową wody. Następuje reakcja egzotermiczna w wyniku której uzyskuje się płynny gorący roztwór siarczanu magnezu i związków organicznych o temperaturze 160°C i energii 7,9 GJ na tonę suchej masy organicznej oraz parę wodną. Reaktor wyposażony jest w płaszcz wypełniony cieczą roboczą pozwalająca na odbiór ciepła i przekazanie do wymiennika siłowni niskotemperaturowej pracującej według obiegu Rankinea, która wytwarza prąd elektryczny. Temperaturę masy utrzymuje się na poziomie 72°C aż do uzyskania jednowodnego siarczanu magnezu. Para wodna jest wchłaniana przez roztwór w procesie hydratacji. Następnie masę schładza się do temperatury 52°C kończąc proces hydratacji. Z reaktora procesowego, płynny roztwór o temperaturze 52°C tłoczy się pompą ślimakową do suszarki rozpyłowej w której to w strumieniu schłodzonego powietrza następuje krystalizacja oraz granulacja powstałego roztworu stałego materii organicznej w siedmiowodnym siarczanie magnezu. Otrzymany produkt może posłużyć w rolnictwie jako nawóz organiczno-mineralny. Skład otrzymanego produktu:
| Zawartość | Wielkość | |
| Sucha masa | % | 100 |
| Substancje organiczne | % s.m. | 8 |
| Substancje mineralne | % s.m. | 92 |
| Mg | % s.m. | 9 |
PL 217 710 B1
| Nog | % s.m. | 0,22 |
| P og. | % s.m. | 0,01 |
| K | % s.m. | 0,004 |
| Miano coli typu kałowego | nie wykryto | |
| Miano Clostridium perfringens w 1g | nie wykryto | |
| Wskaźnik ATT/1 kg s.m. | 0 |
P r z y k ł a d 4. Do reaktora procesowego który jest mieszalnikiem wykonanym ze stali kwasoodpornej i wyposażonym w szybkoobrotowe mieszadło lemieszowe ładuje się przy użyciu pompy wirowej wywar żytni o zawartości 5,9% suchej masy. Następnie podaje się tlenek magnezu w ilości 0,373 części wagowych na 1 część wagową wody zawartej w żytnim wywarze. Stopień wypełnienia reaktora procesowego nie przekracza 0,4 pojemności całkowitej. Po wstępnym zmiksowaniu składników w reaktorze procesowym wytwarza się przy użyciu mieszadeł wirujących z prędkością 1500 obr/min złoże fluidalne. Następnie przy użyciu membranowej pompy dozującej wtryskuje się w 6 punktach stężony 96% wagowo kwas siarkowy w ilości 0,91 części wagowej na 1 część wagową wody. Następuje reakcja egzotermiczna w wyniku której uzyskuje się płynny gorący roztwór siarczanu magnezu i związków organicznych o temperaturze 160°C i energii 7,9 GJ na tonę suchej masy organicznej oraz parę wodną. Para wodna jest odprowadzana do dalszego procesu technologicznego. Z reaktora procesowego powstałą mieszaninę kieruje się do wymiennika ciepła w którym to następuje odbiór ciepła do uzyskania temperatury masy 69°C. Ciepło poprzez ciecz roboczą kierowane jest do wymiennika siłowni niskotemperaturowej pracującej według obiegu Rankinea, która wytwarza prąd elektryczny. Schładzając roztwór do temperatury 69°C płynną masę po uzyskaniu jednowodnego siarczanu magnezu przekazuje się do granulatora fluidalnego, wyposażonego w specjalne wysokoobrotowe mieszadła. Do granulatora równocześnie wprowadza się przy użyciu pompy ślimakowej mieszaninę wywaru żytniego o zawartości 23,6 zmieszanego z rozdrobnioną słomą, podgrzaną przy użyciu pary wodnej pochodzącej z reaktora procesowego, do temperatury 69°C o zawartości całkowitej 59,16% wag. s.m., w ilości 1 części wagowej zawartej w niej wody. Po uzyskaniu wirującego złoża fluidalnego masę schładza się ponownie do temperatury 47°C a następnie nadmuchuje się schłodzony azot o temperaturze t = -196°C. Pozwala to na szybką krystalizację wytworzonych granulek. Uzyskuje się roztwór stały siedmiowodnego siarczanu magnezu i materii organicznej w formie granulek o zawartości co najmniej: materii organicznej = 39% s.m., Mg = 6,2% s.m., K = 0,51% s.m., P = 0,4% s.m. oraz N = 1,5% s.m.
Claims (6)
1. Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych polegający na traktowaniu odpadów tlenkiem magnezu i kwasem siarkowym, znamienny tym, że do odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych różnego pochodzenia, ewentualnie wstępnie rozdrobnionych, sumarycznie zawierających 2-60% wagowych suchej masy, korzystnie 17% wagowych suchej masy, dodaje się tlenek magnezu w ilości 0,25 do 0,45 części wagowych na 1 część wagową wody, korzystnie 0,375 części wagowych, po czym po dokładnym zmieszaniu otrzymaną mieszaninę wprowadza się w stan fluidalny a następnie wtryskuje się w możliwie najkrótszym czasie, korzystnie w czasie od 1 do 5 minut, stężony kwas siarkowy w ilości od 0,8 do 1,1 części wagowych na 1 część wagową wody, korzystnie 0,91 części wagowych, następnie odbierając ciepło masę schładza się do temperatury 70°C ± 5°C i utrzymuje się w tej temperaturze aż do uzyskania jednowodnego siarczanu magnezu przy czym w przypadku stosowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych zawierających poniżej 17% wagowych suchej masy, następnie dodaje się ewentualnie wstępnie zhigienizowane odpady organiczne suche lub zawierające wodę tak, aby zawartość suchej masy wynosiła nie mniej niż 17% wagowych i nie więcej niż 60% wagowych, po czym powstałą masę schładza się do temperatury 47°C ± 5°C kończąc proces hydratacji siarczanu magnezu, przy czym do tego momentu proces prowadzi się w zamkniętym zespole reaktora, a następnie prowadzi się ostateczne chłodzenie masy poreakcyjnej.
PL 217 710 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych zawierających powyżej 17% wagowych suchej masy dodaje się ewentualnie wstępnie zhigienizowane odpady organiczne suche lub zawierające wodę tak, aby zawartość suchej masy wynosiła nie więcej niż 60% wagowych.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ostateczne chłodzenie odbywa się w tym samym zamkniętym zespole reaktora.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ostateczne chłodzenie odbywa się poza zamkniętym zespołem reaktora.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ostateczne chłodzenie odbywa się na powietrzu do całkowitego zestalenia a następnie powstały produkt poddaje się rozdrobnieniu.
6. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 5, znamienny tym, że płynną masę poreakcyjną w etapie ostatecznego chłodzenia poddaje się procesowi fluidyzacji z równoczesnym chłodzeniem gazem takim jak schłodzony azot, powietrze czy dwutlenek węgla o temperaturze od -196°C
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392831A PL217710B1 (pl) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392831A PL217710B1 (pl) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL392831A1 PL392831A1 (pl) | 2012-05-07 |
| PL217710B1 true PL217710B1 (pl) | 2014-08-29 |
Family
ID=46060899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL392831A PL217710B1 (pl) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL217710B1 (pl) |
-
2010
- 2010-11-02 PL PL392831A patent/PL217710B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL392831A1 (pl) | 2012-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102781880B (zh) | 生物有机增强的高价值肥料 | |
| US8105413B2 (en) | Manufacturing of bioorganic-augmented high nitrogen-containing inorganic fertilizer | |
| AU2016271517B2 (en) | High value organic containing fertilizers and methods of manufacture | |
| ES2894369T3 (es) | Fertilizantes inorgánicos mejorados con orgánicos de alto valor | |
| US10087115B2 (en) | Organic waste processing | |
| CN101687720B (zh) | 用于处理污泥并生产生物有机增强的高氮含量的无机肥料的方法 | |
| ES2714579T3 (es) | Sistemas y métodos para convertir y procesar lodos orgánicos para la producción de fertilizantes multinutrientes de mayor eficiencia, de gránulo acumulado único | |
| US5411568A (en) | Highly available waste based nitrogen fertilizer | |
| RU2420500C1 (ru) | Способ получения органоминеральных удобрений и технологическая линия для его осуществления | |
| CN111108079A (zh) | 硫酸钙尿素颗粒及其制备和使用方法 | |
| ES2980628T3 (es) | Fertilizante mejorado | |
| PL217710B1 (pl) | Sposób zagospodarowania odpadów organicznych lub mieszaniny odpadów organicznych | |
| PL210311B1 (pl) | Sposób otrzymywania nawozu z osadów powstałych w biologicznych oczyszczalniach ścieków | |
| RU2788485C1 (ru) | Улучшенное удобрение | |
| Lawes | Superphosphate of Lime’,‘In What do the Fertilising Qualities of Bones Consist? | |
| PL233875B1 (pl) | Granulowany nawóz wapniowy oraz sposób otrzymywania granulowanego nawozu wapniowego | |
| PL243439B1 (pl) | Wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny zwłaszcza do kukurydzy | |
| PL242990B1 (pl) | Sposób unieszkodliwiania borowiny pozabiegowej | |
| PL243440B1 (pl) | Wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny zwłaszcza do rzepaku | |
| UA126174C2 (uk) | Спосіб отримання поліпшувача структури і родючості ґрунту на основі природної сировини | |
| PL247847B1 (pl) | Sposób wytwarzania wielofunkcyjnego nawozu na bazie komunalnych osadów ściekowych | |
| PL220660B1 (pl) | Nawóz z podłoża po uprawie pieczarek i sposób jego wytwarzania | |
| PL234738B1 (pl) | Sposób wytwarzania granulowanego nawozu NPK |