PL230067B1

PL230067B1 - Sposób przekształcania suchego pofermentu w płynny nawóz organiczny oraz płynny nawóz organiczny

Info

Publication number: PL230067B1
Application number: PL409382A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Chorbotowicz
Original assignee: Andrzej Chorbotowicz
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2018-09-28
Also published as: PL409382A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób przekształcania suchego pofermentu w płynny nawóz organiczny o wysokiej zawartości kwasów humusowych, w ilości nie mniejszej niż 2g/l nawozu oraz nawóz wytworzony tym sposobem.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przekształcania suchego pofermentu w płynny nawóz organiczny oraz płynny nawóz organiczny wytworzony tym sposobem.

Nawozy organiczne poprawiają właściwości gleby, jej strukturę, a co za tym idzie stosunki wodne i powietrzne, stwarzając lepsze warunki dla rozwoju mikroorganizmów glebowych. Przyczyniają się także do utrzymania stałego poziomu próchnicy w glebie i przeciwdziałają jej ubytkowi. Do podstawowych nawozów organicznych zalicza się: obornik, gnojówkę, gnojowicę, słomę, komposty, torf oraz przyorywane resztki roślinne (łęty, liście, resztki pożniwne).

Cechą nawozów naturalnych jest posiadanie kompleksu pierwiastków potrzebnych roślinom, w zależności jednak od ilości zawartej w nich substancji organicznej, pierwiastki te mogą być bezpośrednio pobierane przez rośliny dopiero po mineralizacji związków organicznych, procesie, który zachodzi dzięki mikroorganizmom glebowym. Mineralizacja zachodzi stopniowo, dlatego działanie tych nawozów jest długotrwałe, przez co oddziałują one korzystnie na rośliny o długim okresie wegetacji. Nawozy naturalne są źródłem próchnicy, dlatego ich stosowanie polepsza właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby oraz wzbogaca jej mikroflorę.

W stanie techniki znany jest szereg rozwiązań dotyczących nawozów naturalnych oraz sposobów ich otrzymywania. Przykładowo z publikacji WO 2013109153 A1 znany jest sposób otrzymywania płynnego nawozu bioorganicznego, polegający na przeprowadzeniu wodnej ekstrakcji składników odżywczych, minerałów i substancji biologicznie czynnych zawartych w surowej substancji wyjściowej i oddzielenie nierozpuszczalnego w wodzie depozytu, alkaliczną ekstrakcję substancji humusowych, neutralizację i połączenie ekstraktu alkalicznego z otrzymanym ekstraktem wodnym, gdzie wodną ekstrakcję przeprowadza się w temperaturze 20-40°C przez czas 1-3 godzin, a ługowanie prowadzi się w temperaturze 20-40°C przez czas 10-16 godzin, mieszając i pozostawiając mieszaninę do uzyskania produktu reakcji docelowej.

Europejski patent EP 716056 B1 ujawnia sposób wytwarzania organicznych, powolnie uwalnianych nawozów azotowych z produktów pirolizy otrzymanych z pirolizy biomasy, gdzie stosuje się reakcję chemiczną w celu połączenia związku azotu zawierającego grupę -NH2 z produktami pirolizy, w celu wytworzenia mieszaniny. Mieszaninę ogrzewa się w celu wytworzenia związków organicznych azotu. Różne źródła biomasy mogą być użyte w przedmiotowym rozwiązaniu. Mieszanina może być ogrzewana w celu usunięcia wody, jak również może mieć miejsce polimeryzacja i zestalanie. Mieszaninę można łączyć także z absorbentem.

Europejski patent EP428015 B1 z kolei ujawnia sposób i urządzenie do wytwarzania nawozu na bazie materii organicznej, przy czym sposób obejmuje mieszanie materiału organicznego i fosforanów z potażem i z innymi składnikami nieorganicznymi oraz w razie potrzeby z wodą. Kwas miesza się z zarówno organiczną jak i nieorganiczną mieszaniną i tak otrzymaną mieszaninę utwardza się przez określony czas, aby umożliwić kwasowi chemiczne rozłożenie mieszaniny. Dodaje się pierwszą ilość amoniaku, a następnie dodaje się do mieszaniny drugą ilość amoniaku w celu wytworzenia końcowego produktu nawozowego. Ilości różnych składników są regulowane tak, aby uzyskać nawóz o pożądanej skuteczności dla konkretnej rośliny.

Amerykański patent US 8641797 B2 obejmuje dostarczanie organicznego materiału kompostowego, poprzez łączenie organicznego kompostu z roślinami, ogrzewanie organicznego kompostu, łączenie organicznego kompostu z wodą i ekstrakcję frakcji płynnej zawierającej kwasy humusowe i kwasy fulwowe. Organiczny materiał kompostowy może zawierać słomę i obornik, słoma i obornik zaś mogą zostać poddane kompostowaniu tlenowemu przez kilka dni i/lub tygodni. Wspomniane rośliny to różne krzewy, drzewa, warzywa, owoce oraz dodatkowo grzyby.

Zgłoszenie patentowe EP 2635542 A1 ujawnia sposób wytwarzania nawozu z pozostałości produktu, obejmujący etapy odwadniania produktu resztkowego i oddzielenie frakcji stałej (suchej) i frakcji mokrej, zebranie frakcji suchej jako produkt nr 1, wytrącanie frakcji mokrej do wytworzenia fosforu (P) w postaci stałej jako produkt nr 2, oddzielenie pozostałej frakcji mokrej do wytworzenia amoniaku (NH3), który następnie poddaje się reakcji z kwasem lub mieszaniną dwóch lub więcej kwasów i/lub soli do wytwarzania roztworów azotu (N) w postaci stałej jako produkt a także aglomeracji co najmniej jednego z produktów do wytworzenia nawozu.

Amerykańskie zgłoszenie patentowe US 20130199255 A1 ujawnia nawóz organiczny, wytwarzany przez kompostowanie naturalnego materiału lignocelulozowego i odpadów płynnych, zwłaszcza z produkcji zwierzęcej, który ma zawartość minimalną 35% suchej masy, co najmniej 25% wagowych

PL 230 067 B1 materiału organicznego, co najmniej 20% wagowych humusu i co najmniej 1,5% wagowych azotu. Nawóz organiczny wytwarza się przez natryskiwanie sorbentu ściekami, tj. ściekami zwierzęcymi lub spożywczymi lub wodą. Ścieki zawierają minimum 20% masy zwierzęcej, która jest homogenizowana środkiem, który zawiera materiały oparte na pochodnych skrobi lub pochodnych celulozy, które to zwiększają tiksotropię i napięcie powierzchniowe ścieków uniemożliwiając tworzenie klastrów oraz zwiększenie rozpuszczalności pochodnych skrobi i celulozy. Materiał chłonny ze ściekami jest mieszany, napowietrzany i rozkładany przez aktywność bakterii tlenowych w co najmniej czterech etapach.

Wynalazek ujawniony w zgłoszeniu patentowym EP 2593416 A1 odnosi się do nawozów organicznych, zawierających ekstrakt z nasion oleistych i/lub namok kukurydziany razem z serwatką i/lub innymi dodatkami białkowymi, które zapewniają naturalny, wolny od azotanów, nawóz. Dodatkowo sposób wytwarzania nawozu organicznego zawiera etap ogrzewania wyciągu oleistego, rozpuszczenie serwatki w ogrzewanym ekstrakcie i filtrowanie otrzymanej mieszaniny.

Publikacja WO 2008059749 A1 z kolei ujawnia sposób kompostowania - przekształcania odpadów organicznych w kompost poprzez fermentację - przy czym ilość polimeru absorbującego wodę, pozostałą po kompostowaniu może być zmniejszona, zaś kontrola wilgotności i kompostowania może być przeprowadzona w krótkim czasie. W omawianym sposobie kompostowania dodaje się polisacharyd taki jak celulaza i polimer absorbujący wodę.

Polskie zgłoszenie patentowe P.303077 ujawnia przetworzony nawóz naturalny, oparty w swym składzie na odchodach dżdżownic kalifornijskich (Red Hybrid of California), który ma wilgotność od 85 do 95%, ziarnistość od 0,001 do 1,000 milimetra, pozbawiony jest występujących w siedliskach dżdżownic nieczystości stałych oraz posiada konsystencję pasty.

Zbliżone i podobne składem nawozy produkuje się między innymi z:

1) leonardytów - nawozy takie zawierają kwasy humusowe, żelazo, potas i niewielkie ilości mikroskładników;

2) torfu - nawozy te zawierają kwasy humusowe, aminokwasy i mikroelementy;

3) sapropelu (osady słodkowodne utworzone ze szczątków roślin i zwierząt) czyli nawóz zawierający substancje biologicznie czynne, mikroelementy i kwasy humusowe;

4) produktu dżdżownic kalifornijskich - nawóz ten wykorzystuje do wytwarzania kwasów humusowych materię organiczną ze źródeł odnawialnych, pozostałe zaś wykorzystują zasoby wytwarzane przez setki/tysiące lat.

Pomimo istniejącego stanu techniki istnieje ciągła potrzeba poszukiwania rozwiązań, które stanowiłyby udoskonalenie nawozów już odstępnych.

A zatem celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie nawozu charakteryzującego się wysokim stężeniem składników odżywczych, i ich dobrą przyswajalnością bez ryzyka przenawożenia roślin zasilanych takim nawozem, opartego na naturalnych składnikach, przyjazny środowisku, którego koszt wytworzenia nie jest wysoki, a sposób wytwarzania nie wymaga zewnętrznego ogrzewania, ani dodatku substancji wzbogacających gotowy nawóz.

Przedmiotem rozwiązania według wynalazku jest sposób przekształcania suchego pofermentu w płynny nawóz organiczny zawierający kwasy humusowe charakteryzujący się tym, że w etapie a) pryzmę suchego pofermentu zawierającego od 25 do 35% suchej masy, mającego nie mniej niż 30% zawartości lignin w suchej masie oraz stosunek węgla do azotu wynoszący 30:1,kompostuje się w warunkach kontrolowanej fermentacji w temperaturze 75-25°C przez okres od 8 do 16 tygodni; po czym w etapie b) z kompostowanej pryzmy odseparowuje się płynną masę od pozostałości suchej masy i przemieszcza się płynną masę do zbiornika; po czym w etapie c) płynną masę poddaje się procesowi dojrzewania w warunkach kontrolowanego napowietrzania przez okres od 3 do 6 tygodni.

Korzystnie, sposób według wynalazku obejmuje dodatkowy etap, gdzie powstający w trakcie kompostowania pryzmy suchego pofermentu w etapie a) odciek zbiera się do osobnego zbiornika, po czym dodaje się go do kompostowanej pryzmy w trakcie etapu b).

Suchy poferment powstaje w trakcie procesu fermentacji metanowej, jaki przeprowadzany jest w biogazowni. Wsad poddawany fermentacji metanowej w biogazowni opiera się na kiszonce kukurydzy, która zazwyczaj stanowi powyżej 50% ogólnego wsadu. Ponadto wsad może być zasilony kiszonką traw, kiszonką zbóż( tzw. GPS), ziarnami zbóż i innych materiałów organicznych jak

PL 230 067 B1 np. obornik, w tym pomiot ptasi czy gnojowica. Po zakończeniu procesu fermentacji metanowej odseparowuje się materię stałą, tzw. suchy poferment. Metody prowadzenia fermentacji metanowej i otrzymywania suchego pofermentu są znane znawcom.

W rozwiązaniu według wynalazku jako substrat do wytworzenia nawozu stosuje się każdego rodzaju suchy poferment, który jest dostępny.

Dzięki wykorzystaniu w sposobie według wynalazku suchego pofermentu, który traktowany jest jako materiał uboczny w produkcji biogazu rozwiązuje się problem zagospodarowania odpadów. Ponadto, mimo, iż sam suchy poferment mógłby być stosowany bezpośrednio jako materiał nawozowy, to ze względu na jego dość niską zawartość składników odżywczych oraz opór społeczny, wynikający z uprzedzeń w stosowaniu materiału odpadowego jako nawozu, a także trudną do dystrybucji fizyczną postać, nie jest on powszechnie wykorzystywany do nawożenia upraw.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku etap a) przebiega dwuetapowo, gdzie w pierwszym etapie suchy poferment układa się w pryzmę i przez okres 4 tygodni prowadzi się kompostowanie wstępne, przy czym przez pierwsze 7 dni prowadzi się proces fermentacji mezofilnej w temperaturze 25-40°C, a przez kolejne 3 tygodnie prowadzi się proces fermentacji termofilnej w temperaturze 40-75°C, po czym kompostowaną pryzmę miesza się i ponownie układa, następnie przechodzi się do drugiego etapu kompostowania właściwego, trwającego przez okres od 8 do 12 tygodni, podczas którego prowadzi się proces fermentacji termofilnej w temperaturze 40-75°C, korzystnie w temperaturze 50-60°C, najkorzystniej w temperaturze 55°C.

Zachodzące w procesie fermentacji procesy mikrobiologiczne powodują wzrost temperatury wewnątrz pryzmy, zużywany jest również tlen, to z kolei determinuje różnorodność procesów mikrobiologicznych jakie zachodzą wewnątrz i na zewnątrz kompostowanej pryzmy. Dlatego też w sposobie według wynalazku po zakończeniu wstępnej fermentacji pryzmę miesza się i układa na nowo, aby zapewnić dostęp tlenu i ujednolicić procesy mikrobiologiczne jakie zachodzą w trakcie kompostowania.

W sposobie według wynalazku suchy poferment układa się w pryzmę na nieprzepuszczalnym podłożu, wykonanym np. z nieprzepuszczalnego betonu, zaopatrzonym w kanał odpływający. Najczęściej pryzmę układa się w kształt o przekroju trapezu, gdzie czym szczyt pryzmy jest spłaszczony, przy czym sposoby składowania materiału przeznaczonego do kompostowania znane są specjalistom.

W trakcie procesu kompostowania poprzez kontrolę temperatury steruje się przebiegiem procesu fermentacji.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku w etapie a) utrzymuje się wilgotność na szczycie kompostowanej pryzmy na poziomie około 30%, natomiast w etapie c) utrzymuje się stężenie tlenu w płynnej masie na poziomie około 40% nasycenia.

W trakcie fermentacji suchego pofermentu dochodzi do wzrostu temperatury i powstaje odciek, który jest zbierany do osobnych zbiorników. Oba te procesy powodują utratę wilgotności pryzmy. Dlatego, aby zapewnić zarówno określony poziom wilgotności, jak i utrzymać określoną temperaturę, gdy w trakcie fermentacji wilgotność pryzmy spada poniżej pożądanego poziomu około 30% lub gdy temperatura wewnątrz pryzmy wzrasta powyżej pożądanego poziomu (powyżej 60°C na etapie fermentacji), zrasza się pryzmę mieszanką wody (np. wody deszczowej) i odcieku z pryzmy, w stosunku około 1-1,5% mieszanki do masy pryzmy.

Dzięki temu zapewnia się zachowanie w pryzmie odpowiedniego poziomu wilgoci i temperatury, a co więcej ponowne zawrócenie odcieku do kompostowanej pryzmy sprawia, iż odciek wzbogaca się w składniki odżywcze.

Po zakończeniu fermentacji z kompostowanej pryzmy odseparowuje się płynną masę i przemieszcza do zbiornika. Do odseparowania płynnej masy stosuje się znane znawcom urządzenia, takie jak prasa filtracyjna, prasa taśmowa, wirówka, separator i inne. Suchą masę, jaka pozostała po oddzieleniu płynnej masy można poddać ponownej fermentacji sposobem według wynalazku albo zastosować jako nawóz organiczny.

Odseparowaną płynną masę oraz powstały w trakcie kompostowania odciek zbiera się w zbiorniku wyposażonym w urządzenia do napowietrzania i mieszania, gdzie przez okres od 3 do 6 tygodni płynna masa dojrzewa.

W trakcie procesu kontrolowanej fermentacji oraz podczas dojrzewania odcieku znajdujące się w pryzmie kultury pozytywnych mikroorganizmów (mieszanka saprofitycznych kultur bakteryjnych grzybów wyposażonych w enzymy zapewniające przetrwanie mikroorganizmów w warunkach zmienności temperatury, zdolne do wypierania z podłoża chorobotwórczych mikroorganizmów) współdziałają ze sobą prowadząc do wytworzenia wartościowych składników odżywczych nawozu, bez potrzeby

PL 230 067 B1 wzbogacania nawozu sztucznie wytworzonymi składnikami odżywczymi, czy przeprowadzania dodatkowych operacji technologicznych jak ogrzewanie, co znacząco wpływa na koszt wytworzenia nawozu według wynalazku.

Kolejnym przedmiotem rozwiązania według wynalazku jest nawóz organiczny wytworzony sposobem określonym powyżej, charakteryzujący się tym, że zawiera kwasy humusowe w ilości nie mniejszej niż 2 g/l nawozu.

Występująca w trakcie całego procesu fermentacji i dojrzewania zmienność temperatury oraz dostępu tlenu pozwala na wytworzenie wysokiego stężenia kwasów humusowych, które swoją strukturą i jakością zbliżone są do kwasów humusowych występujących w głębokich torfowiskach.

W trakcie doświadczeń Twórcy wynalazku uzyskali stężenie kwasów humusowych w ilości około 10 g/l nawozu, przy czym na ostateczne stężenie kwasów humusowych wpływa skład suchego pofermentu poddawanego kompostowaniu, głównie zawartość lignin.

Korzystnie, nawóz według wynalazku zawiera takie składniki odżywcze takie jak makro- i mikroelementy, białka, aminokwasy oraz kultury pozytywnych mikroorganizmów.

Ze względu na różnorodny skład suchego pofermentu poddawanego kompostowaniu zawartość poszczególnych składników odżywczych może się wahać, przy czym w trakcie doświadczeń Twórcy wynalazku uzyskali następujące zawartości składników odżywczych: białko nie mniej niż 0,7%, azot organiczny nie mniej niż 0,1 %, fosfor nie mniej niż 0,04%, potas nie mniej niż 0,2% oraz zidentyfikowano obecność pierwiastków takich jak: wapń, magnez, bor, cynk, żelazo, mangan i aminokwasy takie jak kwas asparaginowy, treonina, seryna, kwas glutaminowy, prolina, glicyna, alanina, walina, izoleucyna, leucyna, tyrozyna, fenyloalanina, histydyna, lizyna, arginina, cysteina, metionina i tryptofan. Dlatego, rozwiązaniem według wynalazku objęte są również nawozy, których skład ilościowy pojedynczych składników odżywczych może się różnić.

W trakcie doświadczeń Twórcy wynalazku uzyskali lekko zasadowy odczyn pH nawozu nie mniejszy niż 7,5. Dzięki temu nawóz według wynalazku można stosować na glebach zakwaszonych.

W toku prac badawczo-rozwojowych okazało się, że obecność w pryzmie kultur pozytywnych mikroorganizmów powoduje, iż zarówno w trakcie procesu fermentacji, jak i w gotowym nawozie, nie rozwijają się chorobotwórcze bakterie. Co więcej, rośliny zasilane nawozem według wynalazku nie ulegają zakażeniu chorobami wirusowymi (np. kiłą roślin kapustnych).

Można zatem uznać, iż nawóz według wynalazku stanowi swego rodzaju szczepionkę, która zapobiega rozwojowi chorobotwórczych organizmów (bakterie, wirusy czy grzyby), przez co w efekcie nie dochodzi do zakażenia upraw. Ma to szczególnie doniosłe znaczenie w prowadzeniu upraw monokulturowych prowadzonych na dużym obszarze, takich jak uprawa ziemniaków, kapusty czy pomidorów, gdzie w wyniku zakażenia uprawy dochodzi do poważnych strat finansowych.

Dzięki wysokiej zawartości kwasów humusowych nawóz według wynalazku można stosować do długoterminowej poprawy jakości i struktury gleby. Oznacza to, że gleba nawożona nawozem według wynalazku użyźniana jest w sposób trwały, a obecne w nawozie wysokie stężenie kwasów humusowych znacznie poprawia gospodarkę powietrzno-wodną gleby, sprawiając, iż gleby lekkie stają się bardziej zwięzłe, zaś gleby gliniaste stają się bardziej przepuszczalne.

Oprócz tego kwasy humusowe zawarte w nawozie według wynalazku wiążą składniki pokarmowe nie dopuszczając do ich wymywania oraz odparowania do atmosfery, przez co składniki pokarmowe uwalniane są stopniowo według zapotrzebowania roślin. Nawóz według wynalazku posiada w pełni zbilansowane proporcje składników odżywczych, w tym makro i mikroelementów, dlatego nie zachodzi ryzyko przenawożenia upraw, zwłaszcza przenawożenia roślin azotem, jak to ma miejsce w przypadku stosowania obornika, zwłaszcza obornika kurzego.

Dodatkowo, kwasy humusowe zawarte w nawozie według wynalazku wiążą również metale ciężkie, przez co nie dochodzi do skażenia roślin uprawnych.

Dzięki korzystnym właściwościom nawozu według wynalazku można także prowadzić rekultywację terenów zdegradowanych.

Nawóz według wynalazku pozwala na zmniejszenie albo nawet wyeliminowanie stosowania nawozów mineralnych, nawet w uprawach przemysłowych. Prowadzi to do ograniczenia wprowadzania do ekosystemu szkodliwych substancji lub nadmiaru pewnych związków, np. związków fosforu, które mogą powodować kwitnienie wód.

Nawóz według wynalazku jest w pełni ekologiczny i bezpieczny dlatego można go stosować do upraw różnego rodzaju, zwłaszcza upraw ekologicznej żywności i ekologicznej paszy.

PL 230 067 Β1

Stosowanie nawozu według wynalazku jest bardzo proste. Nawóz według wynalazku można w łatwy sposób aplikować na areały o dużej powierzchni, jak i na przydomowe ogródki czy działki rekreacyjne, poprzez oprysk lub podlewanie bezpośrednio nawozem albo po uprzednim rozcieńczeniu wodą, przy czym proporcje nawozu i wody stosuje się według uznania i potrzeb, bez ryzyka przenawożenia.

Nawóz według wynalazku może być stosowany doglebowo oraz dolistnie pod/na wszystkie rośliny, szczególnie rośliny do bezpośredniego spożycia, np. truskawki, sałata. Dzięki temu, że nawóz jest w pełni ekologiczny i naturalny nie jest wymagana karencja przed spożyciem zbiorów uprawnianych z zastosowaniem nawozu według wynalazku.

Zawarte w nawozie według wynalazku aminokwasy oraz mikroelementy poprawiają kondycję roślin, odporność na stresy i patogeny, zimotrwałość oraz polepszają jakość plonu, wpływają również korzystnie na jakość gleby.

Systematyczne stosowanie nawozu według wynalazku pozwala na znaczne obniżenie kosztów produkcji rolnej i jednoczesne zmniejszenie podatności zakażenia upraw i zbiorów, przez co znacząco ogranicza się straty w okresie przechowywania owoców (np. jabłek), warzyw takich jak ziemniaki czy kapusta, ciętych kwiatów, i innych. Wynalazek jest przedstawiony bliżej w przykładzie wykonania, który nie ogranicza jego zakresu.

Przykład 1

Substratem do wytworzenia nawozu jest materia organiczna pozyskana z biogazowni po procesie fermentacji metanowej tzw. „suchy poferment”.

Zawartość poszczególnych składników wsadu biogazowni jest zmienna, przy czym korzystnie, gdy wsad zawiera powyżej 50% kiszonki kukurydzy. Składnikami uzupełniającymi mogą być kiszonka z traw, kiszonka ze zbóż (tzw. GPS), ziarna zbóż, obornik (również pomiot ptasi), gnojowica. Po zakończeniu procesu fermentacji metanowej z masy pofermentacyjnej, która jest masą półpłynną, odseparować należy materię stałą, np. za pomocą wirówki dekantacyjnej. Otrzymana w ten sposób materia organiczna, tzw. suchy poferment używany był jako substrat do przetwarzania na płynny nawóz organiczny.

Stosowano suchy poferment o następujących charakterystykach:

Nazwa	Zawartość suchej masy	Zawartość lignin w suchej masie	Stosunek C:N
Suchy poferment 1	35%	32%	30:1
Suchy poferment 2	30%	30%	30:1
Suchy poferment 3	25%	28%	30:1

Każdy z w/w materiałów (suchy poferment 1, 2 i 3) przekształcano w nawóz organiczny niżej opisanym sposobem.

A. Kompostowanie wstępne

30000 kg uzyskanego suchego pofermentu w hali kompostowej ułożono w pryzmę kompostową na podłożu betonowym niechłonnym o nachyleniu 2% w celu ułatwienia odcieku do kanałów odprowadzających odciek do zbiornika. Na podłożu, poprzecznie do osi pryzmy, ułożono co 50-80 cm rury drenażowe o średnicy 80-100 mm tak, aby końce rur sięgały kanałów odpływowych. Rura drenażowa odprowadza odciek do kanału i jednocześnie służy do napowietrzania pryzmy. Gorące powietrze, przemieszczając się do góry, zasysa poprzez rurę świeże powietrze, dostarczając tlen do wnętrza pryzmy.

Pryzmę ułożono w kształt o przekroju trapezu o wymiarach :

• wysokość 3 metry, • szerokość podstawy 3 metry, • szer. u góry możliwie najbardziej zbliżona do podstawy, • długość 5 metrów.

PL 230 067 Β1

i. Fermentacja mezofilna

Po ułożeniu pryzmy, w wyniku szybkiego namnażania kultur pozytywnych mikroorganizmów w przeciągu 7 dni temperatura wewnątrz pryzmy stopniowo narastała do uzyskania poziomu 45°C.

ii. Fermentacja termofilna

Przez okres kolejnych 3 tygodni temperatura wewnątrz pryzmy stopniowo narastała do uzyskania poziomu 50-60°C.

B. Kompostowanie właściwe

Po 4 tygodniach wymieszano kompostowaną pryzmę i ułożono na nowo. Dzięki temu pryzma została rozluźniona i napowietrzona. Pozwoliło to również na ujednolicenie kultur pozytywnych mikroorganizmów, które znajdowały się wewnątrz i na zewnątrz pryzmy.

W przeciągu 7 dni uzyskano wzrost temperatury wewnątrz pryzmy do 50°C, a następnie przez okres 10 tygodni utrzymywano temperaturę w zakresie 50-60°C. Następnie w tzw. fazie schładzania temperatura wewnątrz pryzmy obniżyła się do poziomu 40°C, co świadczyło o zakończeniu procesu fermentacji. Po upływie 7 dni przystąpiono do odseparowania płynnej masy z kompostowanej pryzmy.

Przez cały okres kompostowania wstępnego i właściwego zbierano odciek, który składowano w zbiorniku, utrzymywano także wilgotność pryzmy na poziomie około 30% oraz kontrolowano temperaturę wewnątrz pryzmy. W sytuacji, gdy temperatura wewnątrz pryzmy podnosiła się powyżej pożądanego poziomu (powyżej 60°C na etapie fermentacji), zraszano pryzmę wodą deszczowa połączoną z odciekiem (1% mieszaniny w stosunku do masy pryzmy).

C. Odseparowanie płynnej masy z kompostowanej pryzmy

Separację przeprowadzono wstępnie za pomocą dekantera (wirówki dekantacyjnej), a następnie taśmowej prasy filtracyjnej. Uzyskany odciek przetransportowano do zbiornika, zaś suchą masę ułożono ponownie w pryzmę i przygotowano do ponownego przerobu.

D. Dojrzewanie płynnej masy

Odseparowaną płynną masę połączono z zebranym w trakcie kompostowania wstępnego i właściwego odciekiem i przechowywano przez okres 5 tygodni w zbiorniku wyposażonym w urządzenie do napowietrzania i mieszania. W tym czasie płynna masa dojrzewała. Przez cały okres dojrzewania utrzymywano temperaturę w zakresie 10-18°C oraz stężenie tlenu na poziomie około 40% nasycenia.

Po zakończeniu procesu dojrzewania gotowy nawóz rozlano do pojemników.

Skład gotowych nawozów przedstawiono w Tabelach 1-3.

Tabela 1

Skład nawozu wytworzonego z suchego pofermentu 1

składnik	wartość
Kwasy humusowe	10 g/l
białko	0,9%
azot organiczny	0,2%
fosfor	0,06%
potas	0,28%
pozostałe pierwiastki: wapń, magnez, bor, cynk, żelazo i mangan	nie oznaczono ilościowo
Aminokwasy: kwas asparginowy, treonina, seryna, kwas glutaminowy, prolina, glicyna, alanina, walina, izoleucyna, leucyna, tyrozyna, fenyloalanina, histydyna, lizyna, arginina, cysteina, metionina i tryptofan	nie oznaczono ilościowo
Kultury pozytywnych mikroorganizmów	nie oznaczono ilościowo

PL 230 067 Β1

Tabela 2

Skład nawozu wytworzonego z suchego pofermentu 2

składnik	wartość
Kwasy humusowe	5 g/l
białko	0,8%
azot organiczny	0,15%
fosfor	0,04%
potas	0,2%
pozostałe pierwiastki: wapń, magnez, bor, cynk, żelazo i mangan	nie oznaczono ilościowo
Aminokwasy: kwas asparginowy, treonina, seryna, kwas glutaminowy, próbna, glicyna, alanina, walina, izoleucyna, leucyna, tyrozyna, fenyloalanina, histydyna, lizyna, arginina, cysteina, metionina i tryptofan	nie oznaczono ilościowo
Kultury pozytywnych mikroorganizmów	nie oznaczono ilościowo

Tabela 3

Skład nawozu wytworzonego z suchego pofermentu 3

składnik	wartość
Kwasy humusowe	2 g/l
białko	0,7%
azot organiczny	0,1%
fosfor	0,04%
potas	0,2%
pozostałe pierwiastki: wapń, magnez, bor, cynk, żelazo i mangan	nie oznaczono ilościowo
Aminokwasy: kwas asparginowy, treonina, seryna, kwas glutaminowy, prolina, glicyna, alanina, walina, izoleucyna, leucyna, tyrozyna, fenyloalanina, histydyna, lizyna, arginina, cysteina, metionina i tryptofan	nie oznaczono ilościowo
Kultury pozytywnych mikroorganizmów	nie oznaczono ilościowo

PL 230 067 B1

Claims

1. Sposób przekształcania suchego pofermentu w płynny nawóz organiczny zawierający kwasy humusowe, znamienny tym, że:

w etapie a) pryzmę suchego pofermentu zawierającego od 25 do 35% suchej masy, mającego nie mniej niż 30% zawartości lignin w suchej masie oraz stosunek węgla do azotu wynoszący 30:1, kompostuje się w warunkach kontrolowanej fermentacji w temperaturze 75-25°C przez okres od 8 do 16 tygodni; po czym w etapie b) z kompostowanej pryzmy odseparowuje się płynną masę od pozostałości suchej masy i przemieszcza się płynną masę do zbiornika; po czym w etapie c) płynną masę poddaje się procesowi dojrzewania w warunkach kontrolowanego napowietrzania przez okres od 3 do 6 tygodni.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje dodatkowy etap, gdzie powstający w trakcie kompostowania pryzmy suchego pofermentu w etapie a) odciek zbiera się do osobnego zbiornika, po czym dodaje się go do kompostowanej pryzmy w trakcie etapu b).

3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że etap a) przebiega dwuetapowo, gdzie w pierwszym etapie suchy poferment układa się w pryzmę i przez okres 4 tygodni prowadzi się kompostowanie wstępne, przy czym przez pierwsze 7 dni prowadzi się proces fermentacji mezofilnej w temperaturze 25-40°C, a przez kolejne 3 tygodnie prowadzi się proces fermentacji termofilnej w temperaturze 40-75°C, po czym kompostowaną pryzmę miesza się i ponownie układa, następnie przechodzi się do drugiego etapu kompostowania właściwego, trwającego przez okres od 8 do 12 tygodni, podczas którego prowadzi się proces fermentacji termofilnej w temperaturze 40-75°C, korzystnie w temperaturze 50-60°C, najkorzystniej w temperaturze 55°C.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w etapie a) utrzymuje się wilgotność na szczycie kompostowanej pryzmy na poziomie około 30%.

5. Sposób według zastrz. 1-2, znamienny tym, że w etapie c) utrzymuje się stężenie tlenu w płynnej masie na poziomie około 40% nasycenia.

6. Nawóz organiczny wytworzony sposobem określonym w zastrzeżeniach 1-3, znamienny tym, że zawiera kwasy humusowe w ilości nie mniejszej niż 2 g/l nawozu.

7. Nawóz organiczny według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera makro- i mikroelementy, białka, aminokwasy oraz kultury pozytywnych mikroorganizmów.

8. Nawóz organiczny według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera nie mniej niż 0,7% białka, nie mniej niż 0,1% azotu organicznego, nie mniej niż 0,04% fosforu, nie mniej niż 0,2% potasu oraz wapń, magnez, bor, cynk, żelazo i mangan oraz aminokwasy takie jak kwas asparaginowy, treonina, seryna, kwas glutaminowy, prolina, glicyna, alanina, walina, izoleucyna, leucyna, tyrozyna, fenyloalanina, histydyna, lizyna, arginina, cysteina, metionina i tryptofan.

9. Nawóz organiczny według zastrz. 6, znamienny tym, że odczyn pH nawozu jest lekko zasadowy i wynosi nie mniej niż 7,5.