PL231198B1

PL231198B1 - Organiczno-mineralny substytut glebowy oraz sposób wytwarzania organiczno-mineralnego substytutu glebowego

Info

Publication number: PL231198B1
Application number: PL413138A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Adam Dobrzański; Jacek Jan Przybył; Ewa Małgorzata Tinz; Krzysztof Maciej Pilarski
Original assignee: Technika Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2019-01-31
Also published as: PL413138A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest organiczno-mineralny substytut glebowy, przeznaczony do rekultywacji terenów zdegradowanych, a ponadto sposób wytwarzania substytutu glebowego.

Z opisu patentowego PL 213591 znany jest wieloskładnikowy nawóz organiczno-mineralny, przeznaczony do nawożenia roślin pastewnych oraz do rewitalizacji terenów zdegradowanych i rekultywacji składowisk odpadów. Głównym składnikiem organicznym nawozu jest gytia w ilości od 10 do 95%, natomiast składnikiem mineralnym są popioły, między innymi popiół z węgla brunatnego w ilości od 5 do 90%. Nawóz ten może być wzbogacany domieszką materiału próchniczotwórczego w postaci osadów ściekowych lub torfu. Ilość osadu ściekowego jest korzystnie równoważna z ilością gytii lub stanowi połowę jej zawartości, a ilość torfu stanowi korzystnie połowę zawartości gytii. Sposób wytwarzania nawozu zgodnie z opisem patentowym PL 213591 polega na zwykłym mieszaniu jego składników bez względu na kolejność ich dozowania, przy czym surowy nawóz w postaci sypkiej poddaje się procesowi aglomeracji w granulatorze talerzowym.

Ponadto z opisu patentowego PL 219215 znana jest mieszanina stabilizująca strukturę gleb lekkich i sposób stabilizacji struktury gleb lekkich. Mieszaninę stabilizującą stanowi kompozycja mineralno-organiczna, utworzona z 50 do 80 części wagowych suchej masy osadów dennych. W ich skład wchodzi od 50 do 90% gytii grubodetrytusowej, a także lignosulfonian wapnia, wapno defekacyjne, minerały krzemionkowe oraz minerały ilaste. Sposób stabilizacji struktury gleb lekkich za pomocą mieszaniny zawierającej kompozycję mineralno-organiczną zgodnie z opisem patentowym PL 219215 polega na tym, że mieszaninę stabilizującą rozprowadza się w warstwie 10-25 cm gleby w ilości 30 do 50 Mg ha^-1. Z kolei opis patentowy PL 191524 przedstawia znany nawóz organiczny i/lub podłoże dla rozsadników, który zawiera węgiel brunatny, torf, korę i inne składniki drewnopochodne, jak również, zeolity.

Organiczno-mineralny substytut glebowy, zawierający organiczne składniki próchniczotwórcze w postaci komunalnych lub przemysłowych osadów ściekowych, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że zawiera ustabilizowany osad ściekowy w ilości od 20 do 30% w stosunku do suchej masy gotowego produktu, 20 do 30% strukturotwórczego składnika mineralnego, który stabilizuje pH i narusza wiązania cząstek osadu, a ponadto preparat mikrobiologiczny zawierający bakterie fototropowe w ilości od 1,00 do 1,25 litra na 1 m³ gotowego produktu. Korzystne jest, jeśli osad ściekowy ma postać osadu ustabilizowanego oraz higienizowanego o wartości pH wyższej niż 10. Składnikiem mineralnym jest najlepiej żwir w ilości 500-750 kg na 1 m³ surowego substytutu, przy czym wilgotność żwiru mieści się w granicach 8-10%, natomiast jego uziarnienie nie przekracza 2 mm. Jako składnik mineralny może być również stosowana ziemia splawiakowa w ilości 300-500 kg na 1 m³ surowego substytutu oraz wilgotności w granicach 30-40% albo popiół z węgla brunatnego w ilości 575-800 kg na 1 m³ surowego substytutu oraz wilgotności, która nie przekracza 2%. Dodawany do substytutu preparat mikrobiologiczny zawiera bakterie fototropowe i spełnia rolę aktywatora procesów mikrobiologicznych, w tym procesu mineralizacji, dezodoryzacji oraz higienizacji. W razie potrzeby substytut glebowy może zawierać domieszkę torfu w ilości od 10 do 15% i wilgotności nie przekraczającej 70%.

Z kolei sposób wytwarzania organiczno-mineralnego substytutu glebowego przy zastosowaniu organicznego składnika próchniczotwórczego w postaci komunalnych lub przemysłowych ustabilizowanych osadów ściekowych, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że do mieszalnika kolejno wprowadza się i jednocześnie miesza ustabilizowany osad ściekowy, o pH wyższym niż 10, w ilości od 20 do 30% w stosunku do suchej masy gotowej mieszaniny, strukturotwórczy składnik mineralny w ilości od 20 do 30% i preparat mikrobiologiczny zawierający bakterie fototropowe, w ilości od 1,00 do 1,25 litra na 1 m³ gotowej mieszaniny, przy czym czas mieszania wszystkich składników wynosi nie mniej niż 90 sekund, a następnie surowy substytut glebowy poddaje się procesowi kondycjonowania w czasie od 8 do 12 tygodni. W okresie tym pod wpływem mikroorganizmów zachodzą procesy przemiany materii organicznej, jak również dokonuje się dodatkowa higienizacja biologiczna. W korzystnym rozwiązaniu wynalazku bezpośrednio do mieszalnika wprowadza się ustabilizowany, komunalny lub przemysłowy osad ściekowy, jeżeli jego wartość pH jest wyższa niż 10. Gdy wartość pH ustabilizowanego osadu ściekowego nie przekracza 10, wówczas osad ten poddaje się wstępnemu procesowi higienizacji poprzez zmieszanie go z wapnem palonym lub odpadami wapniowymi w ilości od 20 do 30 kg na 1000 kg osadu, a następnie sezonuje się tę mieszaninę w czasie od 12 do 15 godzin, po czym higienizowany osad ściekowy wprowadza się do mieszalnika. Dla osiągnięcia pożądanej struktury substytutu glebowego, naruszenia wiązań cząstek osadu i stabilizacji jego pH do mieszalnika wprowadza się składnik mineralny w postaci żwiru w ilości od 500 do 750 kg na 1 m³ mieszaniny, przy czym wilgotność żwiru

PL 231 198 B1 mieści się w granicach 8-10%, zaś jego uziarnienie nie przekracza 2 mm. Do mieszalnika można wprowadzać składnik mineralny w postaci popiołu z węgla brunatnego w ilości od 575 do 800 kg na 1 m³mieszaniny i wilgotności nie przekraczającej 2%. Ponadto dla obniżenia pH substytutu do wartości od 6 do 8 oraz nadania mu pożądanej struktury do mieszalnika wprowadza się torf w ilości od 15 do 20% oraz wilgotności w granicach 70%. Po przeprowadzeniu procesu kondycjonowania substytut glebowy może być używany w celu zastąpienia lub pogrubienia wierzchniej warstwy gleby na obszarach, gdzie z różnych przyczyn doszło do jej degradacji, na przykład w wyniku erozji, ubytku materii organicznej czy eksploatacji surowców. Warstwa substytutu glebowego stwarza stabilne środowisko dla wzrostu roślin.

W odróżnieniu od znanych nawozów, głównym składnikiem substytutu glebowego według wynalazku są komunalne lub przemysłowe osady ściekowe. Dzięki temu substytut glebowy i sposób wytwarzania go są tanim rozwiązaniem unieszkodliwiania odpadów z oczyszczalni ścieków oraz ich powrotu do środowiska, przy jednoczesnym ograniczeniu nakładów na zakup nawozów mineralnych.

Zaproponowane rozwiązanie odznacza się dużą elastycznością, która wynika z korzystnych proporcji poszczególnych składników substytutu glebowego oraz ich jakości.

W porównaniu do gleb naturalnych substytut według wynalazku ma większą pojemność wodną. W rezultacie substytut ten po kilku dniach od momentu ułożenia go na zdegradowanym podłożu, na skutek zmniejszenia wilgotności osiąga średnio luźną konsystencję, podobną do struktury ziemi uprawnej, co pozwala łatwo układać go warstwami o grubości około 20 cm. Substytut według wynalazku jest alternatywą dla gleb naturalnych, a także wykazuje większą niż one wydajność plonowania, na przykład w zakresie plonów kukurydzy i różnych traw.

Ponadto substytut spełnia najwyższe wymogi dotyczące granicznych zawartości metali śladowych w powierzchniowej warstwie gleb, jak również jest całkowicie bezpieczny dla środowiska w zakresie wymagań mikrobiologicznych.

Poniżej przedstawiono przykłady realizacji wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Do mieszalnika turbinowego wprowadza się, jednocześnie mieszając 0,5 m³ ustabilizowanego, komunalnego osadu ściekowego o wartości pH powyżej 10, następnie 0,4 m³ czystego żwiru o wilgotności 8% i uziarnieniu w granicach 2 mm, następnie 0,1 m³ torfu o wilgotności nie przekraczającej 70%, a na koniec 1 litr preparatu mikrobiologicznego o nazwie handlowej ProBio SANIT, który zawiera bakterie fototropowe oraz spełnia rolę aktywatora procesów mikrobiologicznych, w tym procesu mineralizacji, dezodoryzacji i higienizacji. W celu osiągnięcia niezbędnej homogenizacji mieszaniny proces mieszania prowadzi się w czasie około 90 sekund, po czym surowy substytut glebowy poddaje się kondycjonowaniu przez okres 8 tygodni.

P r z y k ł a d 2

Porcję 0,5 m³ ustabilizowanego, przemysłowego osadu ściekowego o wartości pH poniżej 10 miesza się, w celu higienizacji z porcją 20 kg wapna palonego i powstałą mieszaninę sezonuje się przez 12 godzin. Następnie higienizowany osad ściekowy wprowadza się do mieszalnika turbinowego, mieszając go z kolejno doprowadzanym żwirem w ilości 0,3 m³, torfem w ilości 0,15 m³ i preparatem mikrobiologicznym o nazwie handlowej EmFarma Plus w ilości 1,25 litra. Proces mieszania prowadzi się w czasie około 90 sekund, po czym surowy substytut glebowy poddaje się kondycjonowaniu przez 9 tygodni.

P r z y k ł a d 3

Do mieszalnika turbinowego wprowadza się jednocześnie mieszając 0,5 m³ ustabilizowanego, komunalnego osadu ściekowego o wartości pH powyżej 10, następnie 0,3 m³ ziemi spławiakowej o wilgotności 30%, następnie 0,1 m³ torfu o wilgotności nie przekraczającej 70%, a na koniec 1 litr preparatu mikrobiologicznego o nazwie handlowej ProBio SANIT. Proces mieszania prowadzi się w czasie około 90 sekund, po czym surowy substytut glebowy poddaje się kondycjonowaniu przez 10 tygodni.

P r z y k ł a d 4

Porcję 0,5 m³ ustabilizowanego, komunalnego osadu ściekowego o wartości pH poniżej 10 miesza się w celu higienizacji z porcją 30 kg stałych odpadów wapniowych z procesów odsiarczania spalin i powstałą mieszaninę sezonuje się przez 15 godzin. Następnie higienizowany osad ściekowy wprowadza się do mieszalnika turbinowego, mieszając go z kolejno doprowadzanym żwirem w ilości 0,3 m³, torfem w ilości 0,15 m³ oraz preparatem mikrobiologicznym o nazwie handlowej EmFarma Plus w ilości 1,25 litra. Proces mieszania prowadzi się w czasie około 90 sekund, po czym surowy substytut glebowy poddaje się kondycjonowaniu przez 11 tygodni.

PL 231 198 B1

P r z y k ł a d 5

Do mieszalnika turbinowego wprowadza się jednocześnie mieszając 0,5 m³ ustabilizowanego, przemysłowego osadu ściekowego o wartości pH wyższej niż 10, następnie 0,3 m³ popiołu z węgla brunatnego o wilgotności do 2%, następnie 0,1 m³ torfu o wilgotności nie przekraczającej 70%, a na koniec 1 litr preparatu mikrobiologicznego o nazwie handlowej ProBio SANIT. Proces mieszania prowadzi się w czasie około 90 sekund, po czym surowy substytut glebowy poddaje się kondycjonowaniu przez okres 12 tygodni.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Organiczno-mineralny substytut glebowy, zawierający organiczne składniki próchniczotwórcze w postaci komunalnych lub przemysłowych osadów ściekowych, znamienny tym, że zawiera ustabilizowany osad ściekowy w ilości od 20 do 30% w stosunku do suchej masy gotowego produktu, od 20 do 30% mineralnego składnika strukturotwórczego, który stabilizuje pH i narusza wiązania cząstek osadu, a ponadto preparat mikrobiologiczny zawierający bakterie fototropowe, w ilości od 1,00 do 1,25 litra na 1 m³ gotowego produktu.
2. Substytut glebowy według zastrz. 1, znamienny tym, że osad ściekowy ma postać osadu ustabilizowanego oraz higienizowanego o wartości pH wyższej niż 10.
3. Substytut glebowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jego składnikiem mineralnym jest żwir w ilości 500-750 kg na 1 m³ surowego substytutu, przy czym wilgotność żwiru mieści się w granicach 8-10%, natomiast jego uziarnienie nie przekracza 2 mm.
4. Substytut glebowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jego składnikiem mineralnym jest ziemia spławiakowa w ilości 300-500 kg na 1 m³ surowego substytutu oraz wilgotności w granicach 30-40%.
5. Substytut glebowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jego składnikiem mineralnym jest popiół z węgla brunatnego w ilości 575-800 kg na 1 m³ surowego substytutu oraz wilgotności nie przekraczającej 2%.
6. Substytut glebowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera torf w ilości od 10 do 15% oraz wilgotności nie przekraczającej 70%.
7. Sposób wytwarzania organiczno-mineralnego substytutu glebowego przy użyciu organicznego składnika próchniczotwórczego w postaci komunalnych lub przemysłowych osadów ściekowych, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się kolejno i jednocześnie miesza ustabilizowany osad ściekowy w ilości od 20 do 30% w stosunku do suchej masy gotowej mieszaniny, strukturotwórczy składnik mineralny w ilości od 20 do 30% oraz preparat mikrobiologiczny zawierający bakterie fototropowe, w ilości od 1,00 do 1,25 litra na 1 m³ gotowej mieszaniny, przy czym czas mieszania wszystkich składników wynosi nie mniej niż 90 sekund, a następnie surowy substytut glebowy poddaje się procesowi kondycjonowania w czasie od 8 do 12 tygodni.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że bezpośrednio do mieszalnika wprowadza się ustabilizowany, komunalny lub przemysłowy osad ściekowy, jeśli jego wartość pH jest wyższa niż 10.
9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w przypadku, gdy wartość pH ustabilizowanego osadu ściekowego nie przekracza 10, osad ten poddaje się procesowi higienizacji poprzez zmieszanie go z wapnem palonym lub odpadami wapniowymi w ilości od 20 do 30 kg na 1000 kg osadu, a następnie sezonuje się tę mieszaninę w czasie od 12 do 15 godzin, po czym higienizowany osad ściekowy wprowadza się do mieszalnika.
10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się składnik mineralny w postaci żwiru w ilości od 500 do 750 kg na 1 m³ mieszaniny, przy czym wilgotność żwiru mieści się w granicach 8-10%, a jego uziarnienie nie przekracza 2 mm.
11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się składnik mineralny w postaci ziemi spławiakowej w ilości od 300 do 500 kg na 1 m³ mieszaniny i wilgotności 30-40%.
12. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się składnik mineralny w postaci popiołu z węgla brunatnego w ilości od 575 do 800 kg na 1 m³ mieszaniny i wilgotności nie przekraczającej 2%.
13. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się torf w ilości od 15 do 20% oraz wilgotności w granicach 70%, do obniżenia pH do wartości od 6 do 8.