PL221186B1 - Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludge - Google Patents
Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludgeInfo
- Publication number
- PL221186B1 PL221186B1 PL400478A PL40047812A PL221186B1 PL 221186 B1 PL221186 B1 PL 221186B1 PL 400478 A PL400478 A PL 400478A PL 40047812 A PL40047812 A PL 40047812A PL 221186 B1 PL221186 B1 PL 221186B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- organic
- sewage sludge
- acid
- sludge
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 title claims description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 8
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title description 25
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 10
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000002921 fermentation waste Substances 0.000 claims description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 11
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 10
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 9
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 5
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 4
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- -1 compounds organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSBRSHIQIANGKS-UHFFFAOYSA-N [amino(hydroxy)methylidene]azanium;hydrogen sulfate Chemical compound NC(N)=O.OS(O)(=O)=O SSBRSHIQIANGKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000001013 cariogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 241001233061 earthworms Species 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 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
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 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)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania płynnego nawozu mineralno-organicznego z organicznych osadów ściekowych.The subject of the invention is a method of obtaining a liquid mineral-organic fertilizer from organic sewage sludge.
Znana jest z opisu patentowego FR 3648128 B1 metoda i instalacja do produkcji nawozów z kompostu i produktów odpadowych charakteryzująca się tym, że produkt uboczny jest traktowany kwasem siarkowym w celu rozpuszczenia substancji organicznych, uzyskany w ten sposób roztwór jest filtrowany w celu usunięcia niepożądanych materiałów nie rozpuszczonych w kwasie siarkowym, następnie przefiltrowany roztwór mieszany jest z trójzasadowym fosforanem wapnia i/lub dolomitem do uzyskania jednorodnej mieszaniny (SLIP), ta jest mieszana w kontakcie z produktami recyklingu i granule są formowane, te następnie suszy się przez spowodowanie odparowania wody a stężenie kwasu osiąga się do wystarczającego w granulacie, aby umożliwić szybką reakcję neutralizacji fosforanów i/lub dolomitu, a następnie suszenie granulatu jest kontynuowane aż oznaczony poziom wilgoci zostanie osiągnięty i produkt rynkowy jest oddzielony od produktu zbyt grubego (nadziarna) znanymi metodami. Otrzymany produkt jest nawozem sztucznym - mineralnym.A method and installation for the production of fertilizers from compost and waste products is known from the patent description FR 3 648 128 B1, characterized in that the by-product is treated with sulfuric acid to dissolve the organic substances, the solution obtained in this way is filtered to remove undesirable undissolved materials in sulfuric acid, then the filtered solution is mixed with tribasic calcium phosphate and / or dolomite to obtain a homogeneous mixture (SLIP), this is mixed in contact with the recycling products and granules are formed, these are then dried by causing the water to evaporate and the acid concentration reaches sufficient in the granulate to allow a rapid neutralization reaction of phosphate and / or dolomite, and then drying of the granulate is continued until the determined moisture level is reached and the market product is separated from the too coarse product (oversize) by known methods. The obtained product is an artificial - mineral fertilizer.
Znany jest z opisu patentowego PL 169484 sposób otrzymywania nawozu organicznomineralnego z osadów ściekowych powirówkowych, w którym do osadu ściekowego powirówkowego dodaje się nawozy mineralne makroelementowe oraz węglan wapnia i magnezu, a następnie wpuszcza się do osadu dżdżownice rasy Red Hybrid California.There is known from the patent description PL 169484 a method of obtaining organic-mineral fertilizer from post-centrifugal sewage sludge, in which macroelement mineral fertilizers and calcium and magnesium carbonate are added to the post-spinning sewage sludge, and then Red Hybrid California earthworms are introduced into the sludge.
Znany jest z opisu patentowego PL 169896 sposób higienizacji odpadów pofermentacyjnych, w którym osad pofermentacyjny miesza się z pyłami cementowymi z elektrofiltrów z cementowni oraz z wyprażonym dolomitem i zwietrzeliną bazaltową.There is known from the patent description PL 169896 a method of hygienizing post-fermentation waste, in which the post-fermentation sludge is mixed with cement dust from electrostatic precipitators from cement plants and with roasted dolomite and basalt decay.
Ujawniony jest w opisie patentowym PL 178719 sposób utylizacji osadów ściekowych, w którym osady miesza się z odpadami węgla brunatnego.The patent description PL 178719 discloses a sewage sludge disposal method in which the sludge is mixed with brown coal waste.
Znany jest z opisu patentowego PL 184149 sposób wytwarzania nawozu z odpadów organicznych, gdzie do odpadów organicznych wprowadza się dwutlenek azotu lub jego prekursor, a następnie dodaje się do alkaliów.There is known from the patent description PL 184149 a method of producing fertilizer from organic waste, where nitrogen dioxide or its precursor is introduced to the organic waste and then added to the alkali.
Znany jest z opisu patentowego PL 185159 sposób obróbki płynów zawierających osad ściekowy cechujący się tym, że w procesie ciągłym w celu jego odwodnienia stosuje się kwas i amoniak.There is known from the patent description PL 185159 a method of treating fluids containing sewage sludge, characterized in that acid and ammonia are used in a continuous process for its dewatering.
Znany jest także z opisu zgłoszenia patentowego P.328127 sposób wytwarzania stałego nawozu z organicznych osadów ściekowych, w którym zawarte w osadach ściekowych struktury organiczne pochodzenia biologicznego częściowo mineralizuje się w środowisku mocnego kwasu, a otrzymaną mieszaninę neutralizuje się za pomocą związków magnezu i uzyskuje się substancje, która wiąże wodę w środowisku reakcji.There is also known from the description of the patent application P.328127 a method of producing solid fertilizer from organic sewage sludge, in which organic structures of biological origin contained in the sewage sludge are partially mineralized in a strong acid environment, and the obtained mixture is neutralized with magnesium compounds and substances are obtained. which binds water in the reaction medium.
Znany jest z opisu patentowego PL 193582 sposób otrzymywania granulowanych nawozów organiczno-mineralnych cechujący się tym, że do dowolnych nawozów mineralnych dodaje się osad ściekowy, przy czym w przypadku stosowania nawozów amonowych lub mocznika, osad ściekowy przed zmieszaniem poddaje się obróbce kwasem siarkowym lub fosforowym dla uzyskania pH wyciągu wodnego w przedziale 6,5-8,0, a uzyskaną mieszaninę poddaje się granulowaniu i sezonowaniu.There is known from the patent description PL 193582 a method of obtaining granular organic-mineral fertilizers, characterized in that sewage sludge is added to any mineral fertilizers, and in the case of using ammonium fertilizers or urea, the sewage sludge is treated with sulfuric or phosphoric acid before mixing. obtaining the pH of the water extract in the range of 6.5-8.0, and the obtained mixture is subjected to granulation and seasoning.
Znany jest z opisu patentowego PL 194103 sposób wytwarzania granulowanych nawozów organicznych, gdzie odwodniony osad z oczyszczalni miesza się z popiołem lotnym z kotłów węglowych, ze środkami więżącymi i uplastyczniającymi oraz nawozem potasowym, po czym wytworzoną mieszaninę granuluje się.A method for producing granular organic fertilizers is known from the patent description PL 194103, where the dewatered sludge from the sewage treatment plant is mixed with fly ash from coal boilers, with binding and plasticizing agents and potassium fertilizer, and then the obtained mixture is granulated.
Znany jest z opisu patentowego PL 202023 sposób otrzymywania nawozu sztucznego z osadów ściekowych i układ do otrzymywania nawozu sztucznego z osadów ściekowych, gdzie do osadu ściekowego wprowadzonego do hermetyzowanego kwasoodpornego reaktora dodaje się tlenek magnezu, następnie dodaje się sole mikroelementów, a następnie siarczan mocznika prowadząc proces celem uzyskania półproduktu o zawartości wody krystalizacyjnej nie więcej niż 6,5 cząsteczki wody na jedną cząsteczkę wytworzonego siarczanu magnezu, po czym półprodukt ten miesza się z nawozami potasowymi i fosforowymi i następnie wysusza i odwadnia.It is known from the patent description PL 202023 a method for obtaining artificial fertilizer from sewage sludge and a system for obtaining artificial fertilizer from sewage sludge, where magnesium oxide is added to the sewage sludge introduced into an airtight acid-resistant reactor, then microelement salts are added, and then urea sulphate is carried out in the process. in order to obtain an intermediate with a water of crystallization content of no more than 6.5 molecules of water per one molecule of magnesium sulfate produced, then this intermediate is mixed with potassium and phosphorus fertilizers and then dried and dehydrated.
Znany jest także z opisu patentowego PL 206550 sposób przetwarzania odpadów organicznych i urządzenia do przetwarzania odpadów organicznych, w którym odpady organiczne wprowadza się w systemie ciągłym do komory grzewczej gdzie poddaje się podgrzaniu do temperatury 105-300°C, po czym frakcję stałą zsypuje się do komory wylotowej.There is also known from the patent description PL 206550 a method of processing organic waste and a device for processing organic waste, in which organic waste is continuously introduced into the heating chamber, where it is heated to a temperature of 105-300 ° C, and then the solid fraction is poured into outlet chamber.
Znany jest z opisu patentowego PL 209857 sposób wytwarzania nawozów organicznomineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych, gdzie z osadami ściekowymi miesza się słoPL 221 186 B1 mę zbożową, po czym mieszaninę przetłacza się przez matrycę z otworami kalibrującymi i kroi na odcinki.There is known from the patent description PL 209857 a method for the production of organic-mineral fertilizers based on municipal sewage sludge, where a grain jar is mixed with the sewage sludge, then the mixture is forced through a matrix with calibration holes and cut into sections.
Znany jest z opisu patentowego PL 210311 sposób otrzymywania nawozu z osadów powstałych w biologicznych oczyszczalniach ścieków charakteryzujący się tym, że do hermetyzowanego naczynia technologicznego wprowadza się osad ściekowy, o zawartości suchej masy utrzymywanej w przedziale od 40% do 15%, po którego rozbryleniu wprowadza się tlenek magnezu w postaci magnezytu prażonego, następnie dozuje się kwas siarkowy cały czas mieszając mieszaninę reakcyjną i odprowadzając nadmiar wody, a pozostałą nieodparowaną wodę wiąże się w strukturę krystalizacyjną powstałego w ten sposób siarczanu magnezu.There is known from the patent description PL 210311 a method of obtaining fertilizer from sludge formed in biological wastewater treatment plants, characterized in that sewage sludge is introduced into an airtight technological vessel with a dry matter content in the range from 40% to 15%, after which Magnesium oxide in the form of calcined magnesite, then sulfuric acid is metered in while stirring the reaction mixture and draining excess water, and the remaining non-evaporated water is bound to the crystallization structure of the magnesium sulfate thus formed.
Znane technologie w zakresie przetworzenia osadów ściekowych bazują na termicznym lub chemicznym unieszkodliwianiu zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Są bardzo energochłonne lub przebiegają z zużyciem dużej ilości czynników chemicznych. Technologia według w patentu FR 2648128 prowadzi do całkowitego rozkładu substancji organicznej. Otrzymany po filtracji i odrzuceniu stałych pozostałości roztwór z nadmiarem kwasu siarkowego neutralizowany później w reakcji syntezy z fosforanami i/lub dolomitem tworzy nawóz mineralny, sztuczny.Known technologies for the processing of sewage sludge are based on the thermal or chemical neutralization of microbiological pollutants. They are very energy-intensive or involve the consumption of a large amount of chemicals. The technology according to the patent FR 2,648,128 leads to the complete decomposition of the organic substance. The solution obtained after filtration and removal of solid residues with an excess of sulfuric acid, neutralized later in the synthesis reaction with phosphates and / or dolomite, forms a mineral, artificial fertilizer.
Sposoby według wynalazków PL 202023 oraz PL 210311 przewidują w pierwszym etapie dodanie do zawiesiny osadów ściekowych prażonego magnezytu. Zawarty w nim tlenek magnezu nie jest związkiem higienizującym osad, ani nie wywołującym istotnego przyrostu temperatury mieszaniny. W drugiej kolejności celem otrzymania siarczanu magnezu dodawany jest kwas siarkowy. Sposoby według tych rozwiązań nie zakładają wykorzystania powstającego ciepła reakcji. W rozwiązaniach tych instalacja do produkcji nawozu połączona jest poprzez płaszcz wodny chłodzący reaktor i skraplacz par z instalacją wody chłodzącej kogenerator.The methods according to the inventions PL 202023 and PL 210311 provide for the addition of calcined magnesite to the slurry of the sludge in the first step. Magnesium oxide contained in it is not a compound that sanitizes the sludge, nor does it cause a significant increase in the temperature of the mixture. Secondly, sulfuric acid is added to obtain magnesium sulfate. The methods according to these solutions do not use the resulting heat of reaction. In these solutions, the fertilizer production installation is connected through a water jacket cooling the reactor and the vapor condenser with the water cooling system for the cogenerator.
W wynalazku PL 210311 dodanie kwasu siarkowego po uprzednim dodaniu do osadów ściekowych magnezytu prażonego ma zapobiec nadmiernemu tworzeniu się piany, które są zjawiskiem niekorzystnym w przypadku zadania substancji organicznej kwasem. Technologie przedstawione w obu wymienionych patentach prowadzą do powstania nawozów o cechach nawozów mineralnych.In the invention PL 210311, adding sulfuric acid after adding calcined magnesite to the sewage sludge is to prevent excessive foam formation, which is a disadvantage when the organic substance is treated with acid. The technologies presented in both of these patents lead to the creation of fertilizers with the characteristics of mineral fertilizers.
Zagospodarowanie osadów ściekowych w oczyszczalniach ścieków stanowi duży problem organizacyjny i ekonomiczny. W szeregu przypadków możliwości te są bardzo ograniczone głównie ze względu na zawarty w nich ładunek mikrobiologiczny, a składowanie ich w miejscu wytwarzania generuje wiele trudności. Powstaje więc potrzeba ich higienizacji i odpowiedniego przetworzenia celem nadania surowym osadom pożądanych właściwości warunkujących możliwość ich wykorzystania. Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania płynnego nawozu mineralno-organicznego z organicznych osadów ściekowych umożliwiającego higienizację osadów w procesie zapewniającym wytworzenie nowego bezpiecznego środowiskowo produktu. Produkt ten, ze względu na coraz bardziej pogłębiający się deficyt substancji organicznej i związków próchnicznych w glebach, powinien być nośnikiem zhigienizowanej substancji organicznej mogącej stanowić po wniesieniu do środowiska glebowego jako nawóz substratu w procesie tworzenia próchnicy glebowej.The management of sewage sludge in sewage treatment plants is a big organizational and economic problem. In many cases, these possibilities are very limited, mainly due to the microbial load they contain, and their storage at the production site generates many difficulties. Therefore, there is a need for their hygienization and appropriate processing in order to give the raw sludge the desired properties for its use. The aim of the invention is to develop a method of obtaining a liquid mineral-organic fertilizer from organic sewage sludge, enabling the sludge hygienisation in a process ensuring the production of a new environmentally safe product. Due to the increasing deficit of organic matter and humus compounds in soils, this product should be a carrier of the hygienized organic substance that can be used as a substrate fertilizer in the process of soil humus formation after being brought into the soil environment.
Ponieważ duża część oczyszczalni ścieków zlokalizowanych jest na terenach gdzie istnieje możliwość zastosowania tego rodzaju nawozu na sąsiadujących glebach lekkich użytkowanych rolniczo oraz w sąsiedztwie upraw leśnych i gleb postindustrialnych, istnieje możliwość aplikacji tego rodzaju produktu przy zastosowaniu techniki hydroobsiewu.As a large part of sewage treatment plants is located in areas where it is possible to use this type of fertilizer on adjacent light soils used for agriculture and in the vicinity of forest crops and post-industrial soils, it is possible to apply this type of product using the hydro-seeding technique.
Istota sposobu otrzymywania nawozu mineralno-organicznego z organicznych osadów ściekowych charakteryzuje się tym, że organiczny osad ściekowy stanowiący 80-99% masy wsadu o zawartości 10-42% s.m., w której 35-60% stanowi węgiel organiczny, zadaje się stężonym kwasem siark owym w ilości 1-7% masy wsadu w kwasoodpornym reaktorze hermetycznym z płaszczem wodnym, mieszadłem o liczbie obrotów od 10 do 250/1 min, mechanicznym układem rozbijania piany, ciśnieniowym systemem podawania substancji stałych i cieczy z taką szybkością zadawania aby wartość przyrostu temperatury nie przekroczyła wartości 1,5°C/1 min. i nie przekroczyła wartości 100°C pod koniec zadawania. Następnie zobojętnia się tlenkiem magnezu w ilości 1-10% masy wsadu w przeliczeniu na czysty węglan magnezu w tempie zadawania warunkującym sterylizację mikrobiologiczną odpadu pofermentacyjnego w przedziale temperatur 108-150°C przez 30 minut przy zachowaniu tempa przyrostu temperatury mieszaniny na poziomie 1,5°C/1 min.. Tak powstała zawiesina zhigienizowanego odpadu pofermentacyjnego poddawana jest drugiemu etapowi higienizacji wywołaną mieszaniną jonów Fe2+ pochodzących z uwodnionego siarczanu żelaza II oraz stężonego perhydrolu w stosunku wagowym Fe2+/H2O2 w stosunku wagowym 1:4 w ilości 1,0 do 10,0 kg stężonego H2O2,The essence of the method of obtaining mineral-organic fertilizer from organic sewage sludge is characterized by the fact that the organic sewage sludge, constituting 80-99% of the charge mass, containing 10-42% DM, in which 35-60% is organic carbon, is treated with concentrated sulfuric acid in the amount of 1-7% of the mass of the charge in an acid-resistant, hermetic reactor with a water jacket, a stirrer with the number of revolutions from 10 to 250/1 min, a mechanical foam breaking system, a pressure system for feeding solids and liquids with a feed rate such that the value of the temperature increase does not exceed values 1.5 ° C / 1 min. and did not exceed 100 ° C at the end of the setting. Then, it is neutralized with magnesium oxide in the amount of 1-10% of the batch weight in terms of pure magnesium carbonate at the rate of feeding that determines the microbiological sterilization of the post-fermentation waste in the temperature range of 108-150 ° C for 30 minutes while maintaining the temperature increase rate of the mixture at 1.5 ° C / 1 min .. The resulting suspension of hygienized post-fermentation waste is subjected to the second stage of hygienization caused by a mixture of Fe 2+ ions derived from hydrated iron II sulphate and concentrated perhydrol in a weight ratio of Fe 2+ / H2O2 in a weight ratio of 1: 4 in the amount of 1, 0 to 10.0 kg of concentrated H2O2,
PL 221 186 B1 a całość mieszaniny reakcyjnej poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego o częstotliwości 2,20 do 2,85 GHz dostarczającego od 0,5 do 15 kJ ciepła/g osadu.The entire reaction mixture is exposed to microwave radiation at a frequency of 2.20 to 2.85 GHz, providing 0.5 to 15 kJ of heat / g of solids.
Sposób według przedmiotowego wynalazku rozwiązuje zagadnienie otrzymywania płynnego nawozu mineralno-organicznego otrzymanego z organicznych osadów ściekowych będącego źródłem łatwo dostępnego dla roślin magnezu oraz węgla stanowiącego łatwo wbudowywalny substrat dla procesów próchnicotwórczych do stosowania doglebowego. Z kolei optymalizacja kosztów produkcji w technologii według wynalazku zapewnia higienizację osadu ściekowego przy użyciu minimalnych ilości reagentów chemicznych, a proces chemicznej higienizacji wspomagany jest poprzez substytucję higienizacji techniką mikrofalową.The method according to the present invention solves the problem of obtaining a liquid mineral-organic fertilizer obtained from organic sewage sludge, which is a source of magnesium readily available for plants, and carbon, which is an easily built-in substrate for soil cariogenic processes. In turn, the optimization of production costs in the technology according to the invention ensures the hygienization of sewage sludge with the use of minimal amounts of chemical reagents, and the chemical hygienization process is supported by substituting the hygienization with the microwave technique.
W przedmiotowym wynalazku zredukowano niekorzystne zjawisko pienienia poprzez użycie hermetycznego reaktora, w którym powstające ciśnienie ogranicza zjawisko pienienia się, a dodatkowo zainstalowane jest w nim nad powierzchnią zawiesiny reagujących substratów szybkoobrotowe mieszadło mające za zadanie rozbijanie piany. Dodanie kwasu jako pierwszego wywołuje egzotermiczną reakcję mieszania się kwasu z wodą, która w proponowanym rozwiązaniu poprawia bilans energetyczny biogazowni.In the present invention, the disadvantageous foaming effect is reduced by using a hermetic reactor in which the pressure generated reduces foaming, and additionally a high-speed agitator is installed above the surface of the suspension of reacting substrates to break the foam. The addition of acid as the first one causes an exothermic reaction of mixing the acid with water, which in the proposed solution improves the energy balance of the biogas plant.
W żadnej ze znanych technologii nie stosuje się energii mikrofal jako wspomagającej proces higienizacji powodowany przebiegiem reakcji Fentona. Poddanie mikroorganizmów działaniu mikrofal, których to występowanie w stanie żywym związane jest zawsze ze współwystępowaniem w obrębie ich struktur komórkowych cząsteczek wody, powoduje ciągłe przemieszczanie się cząsteczek wody, co wywołuje tarcie międzycząsteczkowe i wydzielenie energii cieplnej in-situ, która to w części przenosi się na otaczające środowisko. Mając na uwadze potencjalną szkodliwość ładunku mikrobiologicznego zawartego w organicznych osadach ściekowych według wynalazku proponuje się wystarczająco skuteczną technikę higienizacji polegającą na poddaniu ww. organizmów działaniu skrajnie niskiego pH wywołanego zadaniem stężonego kwasu siarkowego w warunkach temperatury i ciśnienia przekraczających punkt wrzenia wody pod ciśnieniem normalnym. Wytworzona temperatura i ciśnienie na etapie neutralizacji kwasu węglanem magnezu osiągają wartość nie przekraczającą 150°C oraz 0,5 MPa. Higienizacja osadu powodowana zmiennymi warunkami kwaśnego, a później zmieniającego się odczynu oraz wysokiej temperatury i ciśnienia w pierwszym etapie procesu higienizacji następuje dalej w drugim etapie za przyczyną przebiegającej reakcji Fentona, której wpływ na środowisko mikrobiologiczne potęgowany jest promieniowaniem mikrofalowym. Proces wg wynalazku gwarantuje całkowitą higienizację odpadu niezależnie od jego pochodzenia i ładunku mikrobiologicznego. Ilościowy dobór wnoszonej z odpadem pofermentacyjnym substancji organicznej oraz higienizującej ją i częściowo rozkładającej mieszaniny kolejno dodawanych kwasu siarkowego i magnezytu, a następnie ilości wnoszonych jonów Fe2+ oraz perhydrolu i ciepła dostarczonego do środowiska reakcji w postaci promieniowania mikrofalowego pozwala na zachowanie w produkcie założonej ilości związków organicznych, złożonej głównie z chityny i celuloz, które to związki po aplikacji do gleby stanowią szkielet węglowy w procesie resyntezy związków organicznych prowadzących do powstania połączeń próchnicznych. Użyty do prowadzenia procesu reaktor ciśnieniowy o wytrzymałości 2,0 MPa pozwala na nieprzekroczenie nadciśnienia rzędu kilku atmosfer i temperatury pary nasyconej w przedziale 108-150°C w pierwszym etapie procesu. Warunki te powodują gwałtowną hydrolizę, denaturację i koagulację enzymów i struktur komórkowych, a wolne rodniki hydroksylowe wywołują tzw. stres oksydacyjny. W powstałym nawozie organiczno-mineralnym powstałym związkiem nieorganicznym jest siarczan magnezu. Jest to forma łatwo rozpuszczalna w roztworze glebowym. Tak więc podstawową zaletą rozwiązania jest higienizacja osadów ściekowych i przetworzenie ich w bezpieczny nawóz organiczno-mineralny.In none of the known technologies, microwave energy is used to support the hygienization process caused by the course of the Fenton reaction. Exposing microorganisms to the action of microwaves, the presence of which in the living state is always associated with the coexistence of water molecules within their cell structures, causes a continuous movement of water molecules, which causes intermolecular friction and the release of in-situ thermal energy, which is partially transferred to surrounding environment. Considering the potential harmfulness of the microbial load contained in organic sewage sludge, according to the invention, a sufficiently effective hygienisation technique is proposed, consisting in subjecting the above-mentioned organisms exposed to extremely low pH caused by exposure to concentrated sulfuric acid at temperatures and pressures exceeding the boiling point of water under normal pressure. The temperature and pressure generated in the acid neutralization stage with magnesium carbonate reach a value not exceeding 150 ° C and 0.5 MPa. The hygienisation of the sludge, caused by the changing conditions of the acidic and later changing pH and high temperature and pressure in the first stage of the hygienization process, continues in the second stage, due to the ongoing Fenton reaction, the impact of which on the microbiological environment is intensified by microwave radiation. The process according to the invention guarantees complete hygienisation of waste, regardless of its origin and microbial load. Quantitative selection of the organic substance brought in with the post-fermentation waste and the hygienising and partially decomposing mixture of sulfuric acid and magnesite added, and then the amount of added Fe 2+ ions, perhydrol and heat supplied to the reaction environment in the form of microwave radiation allows the product to retain the assumed amount of compounds organic compounds, consisting mainly of chitin and celluloses, which compounds, after application to the soil, constitute the carbon skeleton in the process of resynthesis of organic compounds leading to the formation of humus connections. The pressure reactor used to carry out the process with the strength of 2.0 MPa allows the overpressure of a few atmospheres and the temperature of saturated steam to be kept within the range of 108-150 ° C in the first stage of the process. These conditions cause rapid hydrolysis, denaturation and coagulation of enzymes and cell structures, and free hydroxyl radicals cause the so-called Oxidative stress. In the resulting organic-mineral fertilizer, the resulting inorganic compound is magnesium sulphate. It is a form that is easily soluble in soil solution. Thus, the main advantage of the solution is the sanitation of sewage sludge and its processing into a safe organic and mineral fertilizer.
W sposobie według wynalazku odpad z organicznych osadów ściekowych stanowiący 80% masy wsadu o zawartości 10-42% s.m., w której 35% stanowi węgiel organiczny w ilości 1000 kg zadaje do reaktora ciśnieniowego. W pierwszym etapie higienizacji przy włączonym mieszadle dodaje się stopniowo 20 do 50 kg stężonego kwasu siarkowego z taką szybkością zadawania aby wartość przyrostu temperatury nie przekroczyła wartości 1,5°C/1 min. i aby nie dopuścić do zbyt nagłego przyrostu temperatury i przekroczenia przez nią wartości 100°C. Następnie dodaje się porcjami magnezyt w ilości jaka stanowi równoważnik około 18-56 kg czystego węglanu magnezu, z szybkością nie pozwalającą na zbyt nagły przyrost temperatury i przekroczenia przez nią wartości 150°C. W drugim etapie reakcji dodaje się 0,75 kg jonów Fe2+ w postaci uwodnionego siarczanu żelaza II oraz od 1,0 do 10,0 kg stężonego H2O2, a całość mieszaniny reakcyjnej poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego o częstotliwości 2,20 do 2,85 G Hz dostarczającego od 0,5 do 15 kJ ciepła/g osadu. ProduktIn the method according to the invention, waste from organic sewage sludge, constituting 80% of the mass of the charge with a content of 10-42% DM, in which 35% is organic carbon in the amount of 1000 kg, is fed to the pressure reactor. In the first stage of hygienization, with the agitator turned on, 20 to 50 kg of concentrated sulfuric acid are gradually added at such a rate of feeding that the value of the temperature increase does not exceed the value of 1.5 ° C / 1 min. and to prevent the temperature from rising too quickly and exceeding the value of 100 ° C. Then the amount of magnesite equivalent to about 18-56 kg of pure magnesium carbonate is added in portions, at a rate that does not allow the temperature to rise too suddenly and exceed the value of 150 ° C. In the second stage of the reaction, 0.75 kg of Fe 2+ ions in the form of hydrated iron II sulphate and 1.0 to 10.0 kg of concentrated H2O2 are added, and the entire reaction mixture is subjected to microwave radiation with a frequency of 2.20 to 2, 85 G Hz providing 0.5 to 15 kJ of heat / g of sludge. Product
PL 221 186 B1 poddaje się kontroli laboratoryjnej i zwalnia do stosowania. W otrzymanym produkcie zawartość pato35 gennych mikroorganizmów wynosi od 1,2 · 10 do 5,6 · 10 NPL/g s.m. produktu bakterii z grupy coli.The solution is submitted to laboratory control and released for use. The content of pathogenic microorganisms in the obtained product ranges from 1.2 · 10 to 5.6 · 10 NPL / g DM. coliform product.
Płynny nawóz mineralno-organiczny otrzymany sposobem według wynalazku zawiera substancje organiczne łatwo ulegające procesom humifikacji w glebie i ma zastosowanie w glebach lekkich użytkowanych rolniczo oraz w sąsiedztwie upraw leśnych i gleb postindustrialnych, istnieje możliwość aplikacji tego rodzaju produktu przy zastosowaniu techniki hydroobsiewu.The liquid mineral-organic fertilizer obtained by the method according to the invention contains organic substances that are easily humified in the soil and is used in light soils used for agriculture and in the vicinity of forest crops and post-industrial soils, it is possible to apply this type of product using the hydro-seeding technique.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400478A PL221186B1 (en) | 2012-08-23 | 2012-08-23 | Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400478A PL221186B1 (en) | 2012-08-23 | 2012-08-23 | Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL400478A1 PL400478A1 (en) | 2014-03-03 |
| PL221186B1 true PL221186B1 (en) | 2016-03-31 |
Family
ID=50158444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL400478A PL221186B1 (en) | 2012-08-23 | 2012-08-23 | Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL221186B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL244473B1 (en) * | 2022-05-31 | 2024-01-29 | Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza | Method of obtaining a liquid preparation for fertilization |
| PL244472B1 (en) * | 2022-05-31 | 2024-01-29 | Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza | Method of obtaining a liquid preparation for fertilization |
-
2012
- 2012-08-23 PL PL400478A patent/PL221186B1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL244473B1 (en) * | 2022-05-31 | 2024-01-29 | Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza | Method of obtaining a liquid preparation for fertilization |
| PL244472B1 (en) * | 2022-05-31 | 2024-01-29 | Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza | Method of obtaining a liquid preparation for fertilization |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL400478A1 (en) | 2014-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Effects of pH, molar ratios and pre-treatment on phosphorus recovery through struvite crystallization from effluent of anaerobically digested swine wastewater | |
| Moerman et al. | Phosphate removal in agro-industry: pilot-and full-scale operational considerations of struvite crystallization | |
| Escudero et al. | Struvite precipitation for ammonium removal from anaerobically treated effluents | |
| CA2506614C (en) | A method for disinfecting and stabilizing organic wastes with mineral by-products | |
| RU2009133834A (en) | METHOD FOR TREATMENT OF WASTEWATER DRAINAGE AND MANUFACTURE OF INORGANIC FERTILIZER WITH HIGH CONTENT OF NITROGEN ENRICHED WITH BIOORGANIC SUBSTANCES | |
| JP2019522610A (en) | Manufacture of phosphate-containing fertilizer | |
| Izydorczyk et al. | Agricultural and non-agricultural directions of bio-based sewage sludge valorization by chemical conditioning | |
| Kumari et al. | Optimization of phosphate recovery as struvite from synthetic distillery wastewater using a chemical equilibrium model | |
| Carballa et al. | Strategies to optimize phosphate removal from industrial anaerobic effluents by magnesium ammonium phosphate (MAP) production | |
| Ahmad et al. | Release and recovery of phosphorus from wastewater treatment sludge via struvite precipitation | |
| US20040025553A1 (en) | Process for transforming sludge into NPK type granulated fertilizer | |
| PL221186B1 (en) | Method for preparing liquid fertilizer mineral-organic from organic sewage sludge | |
| Heviánková et al. | Study and research on cleaning procedures of anaerobic digestion products | |
| Oudad et al. | Optimized ammonium sulphate recovery by stripping-scrubbing sequence system from compost leachate at mesophilic temperatures | |
| EP3147272A1 (en) | Method of producing organic-mineral fertilizer from digestates | |
| KR100796391B1 (en) | Soil modifier manufacturing method using food waste and soil modifier manufactured therefrom | |
| EP2653456A1 (en) | The method of obtaining the mineral-organic fertilizer from waste agricultural biogas digestate | |
| KR101131179B1 (en) | Treatment process for livestock excretions using phyllite | |
| KR101279445B1 (en) | Chemicals to treat wastewater, method for preparing the same and use thereof | |
| PL387035A1 (en) | Method of obtaining the fertilizers from the sediments produced in biological sewage treatment plants | |
| KR20180106010A (en) | Sludge resource circulation system and method | |
| EP2653455A1 (en) | Fertilizer and method of obtaining a suspension of mineral-organic fertilizer from waste post-fermentation | |
| RS56610B1 (en) | Method for manufacture of sanitised organic sludge | |
| CN121001979A (en) | Methods for producing organic mineral fertilizers | |
| RU2812311C2 (en) | Pedosphere-improving fertilizer granulates, method and device for their production |