PL231389B1 - Sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego odkwaszającego glebę, na bazie produktów odpadowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego odkwaszającego glebę, na bazie produktów odpadowych sypkich otrzymywanych w procesach spalania komunalnych osadów ściekowych oraz biomasy, charakteryzujących się podprogowymi poziomami szkodliwych składników takich jak metale ciężkie, pozbawionych skażeń bakteriologicznych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 184434 sposób otrzymywania granulowanego nawozu z komunalnych osadów ściekowych i wapienia, polegający na tym, że do osadów ściekowych o uwodnieniu 60-90% dodaje się sproszkowanego wapna palonego CaO w ilości do 25%, gipsu półwodnego w ilości ewentualnie do 5% i popiołów z ciepłowni/elektrociepłowni w ilości ewentualnie do 5%, związków azotu w postaci azotanów metali alkalicznych i ziem alkalicznych w ilości ewentualnie do 5% w przeliczeniu na N, fosforowych związków metali alkalicznych lub ziem alkalicznych w przeliczeniu na P2O5 w ilości ewentualnie do 5%, związków potasu w przeliczeniu na K2O w ilości ewentualnie do 5% oraz wapna rolniczego /węglanu wapnia/ lub posaturacyjnego w takiej ilości, aby średnia wilgotność wszystkich komponentów zawierała się w przedziale 20-45%, korzystnie 25-40%. Dokładnie miesza się, granuluje znanymi metodami, a następnie leżakuje przez co najmniej 10 godzin w warstwie o grubości 0,2-0,4 m.

Znany jest z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P. 297 619 (BUP 16/94) sposób przetwarzania osadów ściekowych przemysłu spożywczego na nawóz wapniowy, polegający na dodawaniu do osadów zawierających od 8 do 30% suchej masy mielonego tlenku wapniowego w ilości 30 do 70% osadów, mieszaniu, stabilizowaniu w warunkach hydrotermalnych w czasie 5 minut i granulowaniu.

W opisie patentowym PL 194103 przedstawiony jest sposób otrzymywania granulowanych nawozów na bazie osadów z oczyszczalni ścieków i popiołów lotnych z kotłów węglowych. W rozwiązaniu tym wstępnie odwodniony osad ściekowy o zawartości wilgoci poniżej 70% miesza się z popiołem lotnym aż do całkowitego shomogenizowania komponentów, przy czym w celu zwiększenia walorów nawozowych do mieszaniny osadowo-popiołowej dodaje się nawóz potasowy w ilości do 5% w przeliczeniu na suchą masę. Tak wytworzoną mieszankę podaje się granulacji, do uzyskania granul o uziarnieniu 0,5-5 mm, a następnie sezonowaniu w warunkach powietrzno-suchych.

W opisie patentowym PL209857 przedstawiony jest sposób wytwarzania nawozów organiczno-mineralnych na bazie komunalnych osadów ściekowych, polegający na zmieszaniu słomy zbożowej z mokrymi osadami ściekowymi higienizowanymi wapnem palonym, zawierającymi w swoim składzie od 15 do 25% wagowych suchej masy osadu, oraz przetworzeniu mieszaniny do postaci granulatu, charakteryzujący się tym, że stosuje się słomę zbożową zawierającą co najmniej 20% wagowych słomy owsianej, przy czym przed zmieszaniem słomę zbożową rozdrabnia się mechanicznie przez cięcie i rozwłóknianie w stanie powietrzno-suchym, a tak rozdrobnione cząstki słomy dodaje się do osadów ściekowych w ilości od 25 do 30% wagowych w stosunku do wagi mieszaniny, po czym mieszaninę przetłacza się przez matrycę z otworami kalibrującymi i kroi na odcinki, które następnie poddaje się granulacji i sezonowaniu.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego, skutecznego i przyjaznego dla środowiska sposobu wytwarzania nawozu odkwaszającego glebę, który może być zrealizowany przy zastosowaniu prostych środków, w wyniku połączenia produktów odpadowych pochodzących ze spalania biomasy oraz ze spalania osadów ściekowych, z bezpiecznym stężeniem szkodliwych składników w postaci metali ciężkich, pozbawionych jaj pasożytów, czystych bakteriologicznie.

Istota opracowanego sposobu według wynalazku polega na użyciu mieszaniny z mączki dolomitowej, mączki wapiennej, wapna nawozowego z magnezem, w ilości do 40% wagowych, z dodatkami wody i ewentualnie wapna hydratyzowanego. Do użytego składu mieszaniny, w urządzeniu granulującym dodaje się składniki sypkie odpadowe w postaci popiołu ze spalania biomasy w ilości do 30% wagowych, zasobnego w potas i w postaci popiołu ze spalania osadów ściekowych w ilości do 30% wagowych, zasobnego w fosfor, a po jego zamknięciu i wprawieniu w etapowy ruch obrotowy, początkowo w układzie poziomym, a następnie w układzie talerzowym, dodawana jest woda aż do uzyskania granul. Granule w kolejnym etapie poddaje się wzmocnieniu przez dodatek alternatywnie popiołu ze spalania węgla w kotłach fluidalnych w ilości do 40%, względnie wapna hydratyzowanego lub szkła wodnego, w ilości od 0,5 do 2% wagowych, i następnie poddaje się sortowaniu, suszeniu i dojrzewaniu znanymi metodami.

PL 231 389 B1

Popiół ze spalania biomasy posiada korzystnie skład: fosfor P - 1,27%, potas K - 8,24%, magnez Mg - 0,76%, wapń Ca - 3,19%.

Popiół ze spalania osadów ściekowych posiada korzystnie skład: P - 12,63%, K - 1,58%, Mg 2,49%, Ca -12,32%.

Mieszanina po nawilżeniu składników może być alternatywnie poddawana tabletkowaniu przez sprasowanie.

Wynalazek polega na zastosowaniu odpadowych popiołów w postaci produktów ze spalania biomasy lub osadów ściekowych dobranych w odpowiednich proporcjach, do produkcji nawozu mogącego mieć zastosowanie w rolnictwie. Sposób według wynalazku opiera się na użyciu łatwego w granulowaniu i zasobnego w potas popiołu ze spalania biomasy, który umożliwia efektywne stosowanie procesu granulacji z innymi pylistymi składnikami z jednoczesnym uwzględnieniem zapotrzebowania gleby w makroelementy. Ze względu na zawartość fosforu drugim podstawowym składnikiem są produkty spalania osadów ściekowych. Przedstawiony sposób etapowego procesu mieszania pylistych składników w określonych proporcjach z wodą, granulowanie metodą bębnową z przejściem na układ talerzowy umożliwia wytworzenie wieloskładnikowego nawozu o trwałej strukturze granul. Bezpieczna dla środowiska bezpyłowa forma nawozu jest łatwa do stosowania z użyciem popularnych talerzowych rozsiewaczy.

Przykładowy sposób według wynalazku zastosowany dla gleby lekko kwaśnej z niską zasobnością Mg.

Do urządzenia granulującego zasypuje się sypkie popioły ze spalania siana i dziko rosnących traw (tzw. biomasy) w ilości 20% wagowych oraz popioły ze spalania osadów ściekowych (tzw. komunalnych) w ilości 30% wagowych, następnie mieszaninę z mączki dolomitowej, mączki wapiennej zawierającej magnez i wapna nawozowego z magnezem w ilości 20% wagowych. Urządzenie granulujące z wsadem, zamyka się i wprawia w ruch obrotowy. Początkowo w układzie poziomym, a następnie p o rozpoczęciu tworzenia się granul w układzie talerzowym. W trakcie obracania się urządzenia dodawana jest woda aż do uzyskania granul, która następnie jest dodawana przemiennie z popiołami ze spalania węgla w kotłach fluidalnych, aż do uzyskania granul wzmocnionych o odpowiedniej gęstości i wytrzymałości (łącznie woda i popiół w tym etapie wynosi 30% wagowych). Granule następnie są sortowane, suszone i poddawane dojrzewaniu znanymi metodami.

Wyniki badania nawozu z dnia 29.03.2016:

pH 11,7; P 2,91%, K 2,55%, Mg 1,43%, Ca 9,48%, reaktywność 97,55%, metale ciężkie Pb 32,05, Cd 1,80, As 4,57, Hg 0,018 mg/kg

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowo-magnezowego odkwaszającego glebę, polegający na użyciu mieszaniny z mączki dolomitowej, mączki wapiennej zawierającej magnez, wapna nawozowego z magnezem, w ilości do 40% wagowych, z dodatkami w postaci wody i ewentualnie wapna hydratyzowanego, znamienny tym, że w urządzeniu granulującym do użytej mieszaniny składników zestawia się składniki sypkie odpadowe w postaci - popiołu ze spalania biomasy w ilości do 30% wagowych, zasobnego w potas i popiołu ze spalania osadów ściekowych w ilości do 30% wagowych, zasobnego w fosfor, a po jego zamknięciu i wprawieniu w ruch obrotowy, początkowo w układzie poziomym, a następnie w układzie talerzowym, dodawana jest woda aż do uzyskania granul, które w kolejnym etapie poddaje się wzmocnieniu przez dodatek alternatywnie popiołu ze spalania węgla w kotłach fluidalnych w ilości do 40%, względnie wapna hydratyzowanego lub szkła wodnego, w ilości od 0,5 do 2% wagowych, a następnie sortowaniu, suszeniu i dojrzewaniu znanymi metodami.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że popiół ze spalania biomasy posiada skład: fosfor P -1,27%, potas K - 8,24%, magnez Mg - 0,76%, wapń Ca - 3,19%.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że popiół ze spalania osadów ściekowych posiada skład: P - 12,63%, K - 1,58%, Mg - 2,49%, Ca - 12,32%.