PL232858B1 - Method for treatment liquid fermentation waste suspension - Google Patents
Method for treatment liquid fermentation waste suspensionInfo
- Publication number
- PL232858B1 PL232858B1 PL416076A PL41607616A PL232858B1 PL 232858 B1 PL232858 B1 PL 232858B1 PL 416076 A PL416076 A PL 416076A PL 41607616 A PL41607616 A PL 41607616A PL 232858 B1 PL232858 B1 PL 232858B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- suspension
- slurry
- added
- temperature
- fermentation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002921 fermentation waste Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 10
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 4
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 4
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims description 2
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 claims description 2
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 13
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000004460 silage Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 2
- 239000004462 maize silage Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- -1 sulphide ions Chemical class 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 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)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób obróbki zawiesiny ciekłego odpadu pofermentacyjnego, otrzymanego w wyniku fermentacji mieszaniny gnojowicy świńskiej z biomasą roślinną. Sposób ten polega na tym, że zawiesinę mineralizuje się kwasami mineralnymi, alkalizuje się do pH co najmniej 10,5, po czym do zmineralizowanej i zalkalizowanej zawiesiny pofermentacyjnej dodaje się superfosfat pojedynczy, a następnie dodaje się do przetworzonej zawiesiny środek alkalizujący w takiej ilości, aby otrzymać pH zawiesiny co najmniej 10,5, po czym dodaje się ziemię bielącą i perlit, a następnie w ostatnim etapie zawiesinę podgrzewa się do temperatury nie wyższej niż 100°C, po czym filtruje się w znany sposób.The subject of the application is a method of processing a suspension of liquid post-fermentation waste obtained as a result of fermentation of a mixture of pig slurry and plant biomass. This method consists in the suspension being mineralized with mineral acids, alkalinized to a pH of at least 10.5, and then a single superphosphate is added to the mineralized and alkalinized post-fermentation suspension, and then an alkalizing agent is added to the processed suspension in such an amount that obtain the pH of the suspension at least 10.5, then bleaching earth and perlite are added, and then, in the last stage, the suspension is heated to a temperature not higher than 100°C, and then filtered in a known manner.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki zawiesiny ciekłego odpadu pofermentacyjnego otrzymanego w wyniku fermentacji mieszaniny gnojowicy świńskiej z biomasą roślinną.The subject of the invention is a method of treating a suspension of liquid digestate obtained as a result of fermentation of a mixture of pig slurry and plant biomass.
Gnojowica świńska klasyfikowana jest jako płynny lub półpłynny nawóz naturalny pochodzenia zwierzęcego. Stanowi ona mieszaninę kału, moczu, resztek karmy oraz wody stosowanej do usuwania odchodów i utrzymania higieny pomieszczeń inwentarskich. Skład gnojowicy waha się w dość szerokich granicach i zależy od wielu czynników, przede wszystkim od rodzaju i wieku zwierząt, systemu ich żywienia i utrzymania oraz ilości wody zużywanej do celów higieniczno-porządkowych, jak również od sposobu przechowywania gnojowicy. Gnojowica zawiera od 2-12% suchej masy oraz inne składniki nawozowe, które mogą zostać wykorzystane w produkcji rolnej. Średnia zawartość głównych składników pokarmowych w gnojowicy wynosi: azot 0,6%, fosfor 0,2%, potas 0,2%, magnez 0,05%, wapń 0,05%. Typowa gnojowica trzody chlewnej charakteryzuje się odczynem lekko zasadowym, wysoką zawartością zawieszonych cząstek stałych i materii organicznej, wysokim biochemicznym (BZT) i chemicznym zapotrzebowaniem tlenu (ChZT) oraz wysokim poziomem populacji drobnoustrojów.Pig slurry is classified as a liquid or semi-liquid natural fertilizer of animal origin. It is a mixture of faeces, urine, food scraps and water used to remove faeces and maintain the hygiene of livestock facilities. The composition of the slurry varies widely and depends on many factors, mainly the type and age of the animals, the feeding and maintenance system, and the amount of water used for hygiene and cleaning purposes, as well as the manner of slurry storage. The slurry contains 2-12% dry matter and other nutrients that can be used in agricultural production. The average content of the main nutrients in the slurry is: nitrogen 0.6%, phosphorus 0.2%, potassium 0.2%, magnesium 0.05%, calcium 0.05%. Typical pig slurry is slightly alkaline, high in suspended solids and organic matter, high biochemical (BOD) and chemical oxygen demand (COD), and a high microbial population.
Jedną z metod stosowanych do przetwarzania gnojowicy świńskiej jest fermentacja anaerobowa, wykorzystująca procesy mikrobiologiczne do rozkładu odpadów, takich jak gnojowica świńska, poprzez przekształcenie cząstek stałych w biogaz i związki rozpuszczalne. Celem fermentacji anaerobowej jest wytwarzanie biogazu zawierającego metan i usuwanie patogenów, oraz zmniejszenie zawartości części lotnych i koloidalnych w przetwarzanej gnojowicy. Aby zwiększyć efektywność produkcji biogazu dodatkowo wykorzystuje się rośliny o wysokim potencjale produkcyjnym biomasy. Każdy rodzaj biomasy roślinnej, poza roślinami zdrewniałymi, może być wykorzystany jako kosubstrat do procesu fermentacji. Najczęściej wykorzystywanym kosubstratem jest kiszonka kukurydzy. Taki kosubstrat dodaje się w ilości odpowiadającej 25-30% używanej gnojowicy. Fermentacja anaerobowa eliminuje też w znacznym stopniu emisję odorów i gazów cieplarnianych. Wadą procesu fermentacji jest jednak zwiększona ilość rozpuszczonych makroskładników odżywczych, w postaci związków fosforu, azotu, magnezu i wapnia, z których wszystkie wymagają właściwego przerobu lub wykorzystania. Stężenie rozpuszczonych składników odżywczych uzyskanych z procesu fermentacji beztlenowej mogą się znacznie różnić w zależności od parametrów procesu i użytych surowców. Przefermentowana gnojowica świńska ma zwykle wysokie stężenie związków azotu i fosforanów, przy czym jony magnezu, sodu, potasu, wapnia, wodorowęglany i siarczki mogą być obecne w dużych ilościach w zależności od specyficznych parametrów procesu fermentacji gnojowicy.One of the methods used to process pig slurry is anaerobic digestion, which uses microbial processes to break down waste such as pig slurry by converting solids into biogas and soluble compounds. The purpose of anaerobic digestion is to produce biogas containing methane and to remove pathogens, and to reduce the volatile and colloidal content of the processed slurry. To increase the efficiency of biogas production, plants with high biomass production potential are additionally used. Any type of plant biomass, except woody plants, can be used as a co-substrate for the fermentation process. The most commonly used co-substrate is maize silage. This co-substrate is added in an amount corresponding to 25-30% of the slurry used. Anaerobic fermentation also largely eliminates the emission of odors and greenhouse gases. The disadvantage of the fermentation process, however, is the increased amount of dissolved macronutrients in the form of phosphorus, nitrogen, magnesium and calcium compounds, all of which require proper processing or utilization. The concentration of dissolved nutrients obtained from the anaerobic digestion process can vary greatly depending on the process parameters and the raw materials used. Fermented pig slurry usually has a high concentration of nitrogen and phosphate compounds, with magnesium, sodium, potassium, calcium, bicarbonate and sulphide ions being present in high amounts depending on the specific parameters of the slurry digestion process.
W porównaniu ze stosowaniem gnojowicy do celów nawozowych fermentacja anaerobowa pozwala na uzyskanie szeregu dodatkowych korzyści: produkcji energii odnawialnej, poprawę wartości nawozowej odpadów, redukcję zawartości patogenów i zmniejszenie emisji odorów. Jednak fermentacja anaerobowa nie zmniejsza całkowitego stężenia składników odżywczych w gnojowicy. Dodatkowo, ponieważ gnojowica świńska jest generalnie fermentowana w mieszaninie zawierającej także inne surowce, zawartość N i P w odpadzie pofermentacyjnym może być nawet większa niż ich stężenie w surowej gnojowicy. Stąd też problem zagospodarowania gnojowicy nie zostaje właściwie rozwiązany w procesie fermentacji anaerobowej, a tylko zastąpiony problemem zagospodarowania odpadu pofermentacyjnego.Compared to the use of slurry for fertilization purposes, anaerobic digestion offers a number of additional benefits: renewable energy production, improved fertilizing value of waste, reduced pathogen content and reduced odor emissions. However, anaerobic digestion does not reduce the total nutrient concentration of the slurry. In addition, since pig slurry is generally fermented in a mixture that also includes other raw materials, the N and P content of the digestate may even be higher than their concentration in the raw slurry. Hence, the problem of slurry management is not properly solved in the anaerobic fermentation process, but only replaced with the problem of post-fermentation waste management.
Zazwyczaj, ciekłe odpady pofermentacyjne zawierają 3-6% suchej masy. Ponadto, są one bogate w składniki odżywcze, takie jak N (> 6% suchej masy), NH4-N (> 2% suchej masy), K (> 4% suchej masy), Ca i Mg. Ze względu na wysoką zawartość N w ciekłym odpadzie pofermentacyjnych, stosunek w nim C/N jest bardzo niski (<6), co sprawia, że nadają się one do bezpośredniego stosowania do nawożenia gleby.Typically, the liquid digestate contains 3-6% dry matter. Moreover, they are rich in nutrients such as N (> 6% dry weight), NH4-N (> 2% dry weight), K (> 4% dry weight), Ca and Mg. Due to the high content of N in the liquid digestate, the C / N ratio in it is very low (<6), which makes them suitable for direct use in soil fertilization.
W patencie europejskim EP2653456 zaproponowano sposób otrzymywania nawozów mineralnych organicznych z odpadów pofermentacyjnych, który charakteryzuje się tym, że odpady po fermentacji anaerobowej, stanowiące 20-70% zawartości wsadu zawierającego 42-50% substancji stałych, o zawartości 35-60% węgla organicznego, są traktowane stężonym kwasem siarkowym w ilości 10-30% wagowych w stosunku do masy wsadu, a następnie zobojętniane tlenkiem magnezu w ilości 10-35% wagowych w stosunku do mas y wsadu, po czym sterylizuje się wsad w powstającym w tych warunkach we wsadzie czystym węglanie magnezu, w zakresie temperatur 108150°C w ciągu 30 minut.The European patent EP2653456 proposes a method of obtaining organic mineral fertilizers from digestate, which is characterized in that the anaerobic digestion waste, constituting 20-70% of the content of the batch containing 42-50% solids, with a content of 35-60% organic carbon, is treated with concentrated sulfuric acid in the amount of 10-30% by weight in relation to the weight of the charge, and then neutralized with magnesium oxide in the amount of 10-35% by weight in relation to the weight of the charge, and then the charge is sterilized in the pure carbonate formed under these conditions in the charge magnesium in the temperature range 108,150 ° C for 30 minutes.
PL 232 858 B1PL 232 858 B1
W zgłoszeniu patentowym WO2014060687 ujawniono sposób obróbki ciekłego odpadu po fermentacji anaerobowej, który obejmuje: etap mieszania ciekłej frakcji pofermentacyjnej z materiałem nieorganicznym, który zawiera znaczne ilości glinki, zeolity lub ziemi okrzemkowej, przez okres wystarczająco długi, aby umożliwić związanie przez wspomniany materiał co najmniej części jonów amonowych zawartych w odpadzie pofermentacyjnym oraz etap oddzielania frakcji stałej od wspomnianej mieszaniny.Patent application WO2014060687 discloses a method of treating liquid waste from anaerobic digestion, which comprises: the step of mixing the liquid digestate fraction with an inorganic material that contains significant amounts of clay, zeolite or diatomaceous earth for a period long enough to allow said material to bind at least part of of ammonium ions contained in the digestate, and a step of separating the solid fraction from said mixture.
Oba te procesy są stosunkowo skomplikowane i mogą być trudne do realizacji w skali przemysłowej.Both of these processes are relatively complex and can be difficult to implement on an industrial scale.
Główna frakcja materii organicznej ciekłego odpadu pofermentacyjnego ma postać drobnej zawiesiny, i właśnie rozdział tej zawiesiny na frakcje stałą i ciekłą przy stosowaniu metod filtracyjnych jest bardzo trudny.The main fraction of the organic matter of the liquid digestate is in the form of a fine suspension and it is precisely the separation of this suspension into solid and liquid fractions using filtration methods that is very difficult.
Z polskiego opisu patentowego PL 220702 znany jest sposób obróbki zawiesiny gnojowicy świńskiej przez rozdział na fazę stałą i ciekłą, przy zastosowaniu filtracji, który charakteryzuje się tym, że zawiesinę gnojowicy świńskiej zmineralizowanej kwasami mineralnymi neutralizuje się zawiesiną wodorotlenku wapnia do pH co najmniej 10,5, po czym do zneutralizowanej zmineralizowanej zawiesiny gnojowicy dodaje się fosforan jednowapniowy, korzystnie w proporcji wagowej od 0,8/1 do 1,2/1 w stosunku do zawartej w gnojowicy wyjściowej suchej masy, a następnie dodaje się do przetworzonej zawiesiny gnojowicy zawiesinę wodorotlenku wapnia lub wodorotlenek wapnia w takiej ilości, aby otrzymać pH zawiesiny co najmniej 10,5, po czym filtruje się w znany sposób na filtrze ciśnieniowym, w podwyższonej temperaturze; korzystnie filtrację prowadzi się w temperaturze pomiędzy 60 a 85°C.The Polish patent specification PL 220702 describes a method of treating pig slurry suspension by separation into a solid and liquid phase, using filtration, which is characterized in that the slurry of pig slurry mineralized with mineral acids is neutralized with a calcium hydroxide suspension to a pH of at least 10.5, then monocalcium phosphate is added to the neutralized mineralized slurry slurry, preferably in a weight ratio of 0.8 / 1 to 1.2 / 1 in relation to the initial dry matter in the slurry, and then the calcium hydroxide slurry is added to the treated slurry slurry or calcium hydroxide in an amount such as to obtain a suspension pH of at least 10.5, followed by filtration in a known manner on a pressure filter at elevated temperature; preferably filtration is carried out at a temperature between 60 and 85 ° C.
Nieoczekiwanie okazało się, że jest możliwe opracowanie nowego sposobu obróbki ciekłego odpadu po fermentacji gnojowicy, dzięki któremu można efektywnie rozdzielić go metodą separacji mechanicznej oraz wyeliminować substancje organiczne (ChZT) oraz fosfor, wapń i magnez z tego filtratu.Unexpectedly, it turned out that it is possible to develop a new method of treating liquid waste after slurry fermentation, thanks to which it can be effectively separated by mechanical separation and organic substances (COD) as well as phosphorus, calcium and magnesium from this filtrate can be eliminated.
Sposób obróbki zawiesiny ciekłego odpadu pofermentacyjnego otrzymanego w wyniku fermentacji mieszaniny gnojowicy świńskiej z biomasą roślinną według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiesinę mineralizuje się kwasami mineralnymi, alkalizuje się do pH co najmniej 10,5, po czym do zmineralizowanej i zalkalizowanej zawiesiny pofermentacyjnej dodaje się superfosfat pojedynczy w proporcji wagowej od 0,7/1 do 1,3/1 w stosunku do zawartej w wyjściowym odpadzie pofermentacyjnym suchej masy, a następnie dodaje się do przetworzonej zawiesiny zawiesinę mleka wapiennego o stężeniu wapnia w mleku wapiennym od 3- do 5% w takiej ilości, aby otrzymać pH zawiesiny co najmniej 10,5, po czym dodaje się ziemię bielącą w ilości 0,3/1 do 0,5/1 w stosunku do zawartej w wyjściowym odpadzie pofermentacyjnym suchej masy i perlit w ilości 0,1/1 do 0,2/1 w stosunku do zawartej w wyjściowym odpadzie pofermentacyjnym suchej masy, a następnie w ostatnim etapie zawiesinę podgrzewa się do temperatury nie wyższej niż 100°C, po czym filtruje się w znany sposób.The method of treating the liquid digestate slurry obtained by fermenting a mixture of pig slurry and vegetable biomass according to the invention is characterized in that the slurry is mineralized with mineral acids, made alkaline to a pH of at least 10.5, and then superphosphate is added to the mineralized and alkalized digestate slurry. single in a weight ratio of 0.7 / 1 to 1.3 / 1 in relation to the dry matter contained in the initial post-fermentation waste, and then a suspension of lime milk with a calcium concentration in lime milk of 3- to 5% in amount to obtain the pH of the suspension of at least 10.5, then the bleaching earth is added in the amount of 0.3 / 1 to 0.5 / 1 in relation to the dry matter contained in the initial digestate and perlite in the amount of 0.1 / 1 to 0.2 / 1 in relation to the dry matter contained in the initial post-fermentation waste, and then, in the last stage, the suspension is heated to a temperature not higher than n 100 ° C and then filtered in a known manner.
W sposobie według wynalazku może być wykorzystany każdy rodzaj biomasy roślinnej, poza roślinami zdrewniałymi. Przede wszystkim może być to kiszonka zbóż, w szczególności kiszonka kukurydzy. Korzystnie kiszonkę dodaje się w ilości odpowiadającej 25-30% używanej gnojowicy. Kiszonka kukurydzy przeciętnie zawiera 20-35% (korzystnie około 33%) suchej masy i 85-95% (korzystnie 95%) substancji organicznej w suchej masie.Any type of plant biomass, except woody plants, can be used in the method according to the invention. First of all, it can be cereal silage, in particular maize silage. Preferably, the silage is added in an amount corresponding to 25-30% of the slurry used. Corn silage on average contains 20-35% (preferably about 33%) dry weight and 85-95% (preferably 95%) organic matter on a dry basis.
Do przygotowania mleka wapiennego stosuje się zawracany do procesu filtrat.For the preparation of milk of lime, filtrate recycled to the process is used.
W ostatnim etapie zawiesinę podgrzewa się przez 30-50 min. do temperatury 70-90°C.In the last stage, the suspension is heated for 30-50 minutes. to a temperature of 70-90 ° C.
Proces mineralizacji i alkalizacji ciekłego odpadu pofermentacyjnego prowadzi się w temperaturze 30-40°C.The process of mineralization and alkalization of liquid post-fermentation waste is carried out at the temperature of 30-40 ° C.
Filtrację prowadzi się na filtrze ciśnieniowym.Filtration is carried out on a pressure filter.
Zawiesinę filtruje się pod ciśnieniem 3-200 barów.The suspension is filtered at a pressure of 3-200 bar.
Filtrację prowadzi się w temperaturze pomiędzy 50 a 85°C.The filtration is carried out at a temperature between 50 and 85 ° C.
Do mineralizacji zawiesiny stosuje się kwas fosforowy i siarkowy.Phosphoric and sulfuric acid are used to mineralize the suspension.
Kwas fosforowy dodaje się do osiągnięcia pH 5,0-6,0, a następnie kwas siarkowy do osiągnięcia pH 2,5-3,5.Phosphoric acid is added until the pH is 5.0-6.0 and then sulfuric acid is added until the pH is 2.5-3.5.
Niespodziewanie okazało się, że na skutek prowadzonych operacji powstają w zawiesinie przetworzonej zawiesiny pofermentacyjnej znaczne ilości nierozpuszczalnych w wodzie, krystalicznych fosforanów wapnia i siarczanu wapnia, których obecność przyczyni się do poprawy struktury filtrowanego osadu i tym samym zwiększenia wydajności filtracji przetworzonej zawiesiny gnojowicy. Istotą rozwiązania jest stworzenie takich warunków strącania i krystalizacji fosforanów wapnia, żeby wprowadzona do organicznej fazy gnojowicy świńskiej w ilości około 50%, faza krystaliczna, była prawie w całości fosforanem wapnia hydroksyapatytem Ca5(PO4)3(OH)2, nierozpuszczalnym w wodzie. Umożliwia toSurprisingly, it turned out that as a result of the operations carried out, significant amounts of water-insoluble crystalline calcium phosphates and calcium sulphate are formed in the suspension of the processed post-fermentation, the presence of which will contribute to the improvement of the structure of the filtered sludge and thus increase the filtration efficiency of the processed slurry suspension. The essence of the solution is to create such conditions for the precipitation and crystallization of calcium phosphates that the crystalline phase introduced into the organic phase of pig slurry in the amount of about 50% is almost entirely calcium phosphate, Ca5 (PO4) 3 (OH) 2, insoluble in water. It makes it possible
PL 232 858 B1 praktycznie ilościowy odzysk fosforu, wapnia i magnezu z fazy ciekłej gnojowicy tworzących hydroksyapatyt, w którym niewielka część jonów wapnia zastąpiona jest też jonami magnezu. W efekcie otrzymuje się filtraty, w których zawartość P wynosi 1-40 mg/l, zawartość Ca 4-30 mg/l; zawartość Mg 4-20 mg/l. Równocześnie następuje obniżenie odpowiednio o około 95% i 99% ładunku ChZT i P w filtracie w stosunku do jego zawartości w wyjściowej gnojowicy. Filtrat taki może być stosowany zamiast wody do deszczowania pól czy trawników. Może być także oczyszczany w biologicznych oczyszczalniach ścieków.Practically quantitative recovery of phosphorus, calcium and magnesium from the liquid phase of the slurry forming hydroxyapatite, in which a small part of the calcium ions is also replaced by magnesium ions. As a result, filtrates are obtained in which the P content is 1-40 mg / l, the Ca content is 4-30 mg / l; Mg content 4-20 mg / l. At the same time, the COD and P load in the filtrate are reduced by about 95% and 99%, respectively, compared to its content in the original slurry. Such a filtrate can be used instead of water to irrigate fields or lawns. It can also be treated in biological wastewater treatment plants.
Obecność prawie 50% fazy krystalicznej w fazie stałej filtrowanej zawiesiny umożliwia uzyskanie wysokiej wydajności filtracji na filtrach ciśnieniowych, powyżej 1000 l/m 2/h i dobrej klarowności filtratu. Otrzymany osad pofiltracyjny zawierających znaczne ilości makroskładników nawozowych takich jak P, Ca, Mg, przewidywany jest do stosowania, po odpowiednim przetworzeniu, jako surowiec do produkcji nawozów mineralno-organicznych.The presence of almost 50% of the crystalline phase in the solid phase of the filtered suspension allows to obtain high filtration efficiency on pressure filters, above 1000 l / m 2 / h and good clarity of the filtrate. The obtained filter cake containing significant amounts of fertilizing macronutrients, such as P, Ca, Mg, is intended for use, after appropriate processing, as a raw material for the production of mineral-organic fertilizers.
Należy wskazać, że w sposobie według wynalazku występują istotne różnice w stosunku do sposobu znanego ze stanu techniki z opisu PL220702, tj.It should be noted that there are significant differences in the method according to the invention compared to the method known from the state of the art from the description PL220702, i.e.
- do neutralizacji stosuje się mleko wapienne zawierające 3-5% Ca, a nie zawiesinę wodorotlenku wapnia lub wodorotlenek wapnia;- milk of lime containing 3-5% Ca is used for neutralization, and not a calcium hydroxide suspension or calcium hydroxide;
- do zneutralizowanej zmineralizowanej zawiesiny gnojowicy dodaje się ściach superfosfat pojedynczy, a nie fosforan jednowapniowy;- single superphosphate, not monocalcium phosphate, is added to the walls of the neutralized mineralized slurry slurry;
- do zneutralizowanej zmineralizowanej zawiesiny gnojowicy dodaje się ściach perlit;- perlite is added to the walls of the neutralized mineralized slurry slurry;
- do zneutralizowanej zmineralizowanej zawiesiny gnojowicy dodaje się ściach ziemię bielącą;- bleaching earth is added to the walls of the neutralized mineralized slurry slurry;
- filtrację można prowadzić już w 50°C.- filtration can be carried out already at 50 ° C.
Wynalazek umożliwia obniżenie temperatury filtracji, a jednocześnie pozwala na otrzymanie filtratu o parametrach pozwalających na wykorzystanie go, po przetworzeniu, jako nawozu. Szczególnie istotna jest wysoka zawartość makroskładników nawozowych takich jak P, Ca, Mg.The invention makes it possible to lower the filtration temperature, and at the same time allows obtaining a filtrate with parameters that allow it to be used, after processing, as a fertilizer. The high content of macronutrients such as P, Ca, Mg is particularly important.
Wynalazek ilustruje poniższy przykład:The invention is illustrated by the following example:
P r z y k ł a dP r z k ł a d
Do 200g ciekłej zawiesiny pofermentacyjnej zawierającej 38,9 g/l ChZT; 0,29 g/l P; 0,66 g/l Ca; 0,24 g/l Mg; 0,16 g/l S i 40,3 g/l suchej masy dodawano przy ciągłym mieszaniu 2,3 75% kwasu fosforowego do uzyskania pH 5,5 i następnie 0,57 g 95% kwasu siarkowego do uzyskania pH 3,0. Po dodatku kwasów do zawiesiny dodano 45,1 g mleka wapiennego zawierającego 5% tlenku wapnia, do uzyskania pH 10,5, a następnie 8 g superfosfatu pojedynczego i z kolei dodawano w temperaturze powyżej 40°C, 26,2 g mleka wapiennego zawierającego 5% tlenku wapnia do uzyskania pH 10,5 i następnie 4 g ziemi bielącej i 1 g perlitu. Tak otrzymaną zawiesinę gnojowicy utrzymywano w czasie 50 minut w temperaturze około 90°C, po czym w temp. około 70°C filtrowano na laboratoryjnym filtrze ciśnieniowym pod ciśnieniem około 4 barów, z wydajnością 1770 1/h/m2 powierzchni filtracyjnej. W wyniku filtracji otrzymywano 123 g klarownego filtratu koloru słomkowego, w którym zawartość [mg/l] wyniosła odpowiednio: ChZT - 1919, P - 2,4 Ca - 384, Mg - 108, przy obniżonym odpowiednio ładunku ChZT i P o 95,1 i 99,2% w stosunku do ich zawartości w wyjściowym odpadzie pofermentacyjnym, oraz 71 g osadu o wilgotności 73,5%, zawierającego 61% fazy krystalicznej (w suchej masie osadu) składającej się głównie z hydroksyapatytu Cas(PO4)3(OH) i CaSO4, co wykazały badania rentgenograficzne, zawierającego w suchej masie osadu 4,0% P, 15,6% Ca, 2,89% Mg, 2,86% S.Up to 200 g of liquid post-fermentation suspension containing 38.9 g / l COD; 0.29 g / L P; 0.66 g / L Ca; 0.24 g / l Mg; 0.16 g / L S and 40.3 g / L dry weight were added with constant stirring of 2.3 75% phosphoric acid until pH 5.5 and then 0.57 g 95% sulfuric acid until pH 3.0. After the addition of acids, 45.1 g of milk of lime containing 5% calcium oxide were added to the slurry until a pH of 10.5 was obtained, then 8 g of single superphosphate was added, and in turn, at a temperature above 40 ° C, 26.2 g of milk of lime containing 5% of calcium was added. calcium oxide to a pH of 10.5 and then 4 g of bleaching earth and 1 g of perlite. The slurry obtained in this way was kept for 50 minutes at a temperature of about 90 ° C, and then at a temperature of about 70 ° C, it was filtered on a laboratory pressure filter at a pressure of about 4 bar, with a capacity of 1770 l / h / m 2 of filtration surface. As a result of filtration, 123 g of a clear, straw-colored filtrate was obtained, the content of which [mg / l] was respectively: COD - 1919, P - 2.4 Ca - 384, Mg - 108, with the load of COD and P reduced by 95.1, respectively and 99.2% in relation to their content in the original digestate, and 71 g of the sludge with a moisture of 73.5%, containing 61% of the crystalline phase (in the dry mass of the sludge) consisting mainly of Cas (PO4) 3 (OH) hydroxyapatite and CaSO4, as shown by X-ray studies, containing in the dry matter of the sludge 4.0% P, 15.6% Ca, 2.89% Mg, 2.86% S.
określonych określonych określonych iloiloilo-certain defined defined iloyl-
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL416076A PL232858B1 (en) | 2016-02-08 | 2016-02-08 | Method for treatment liquid fermentation waste suspension |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL416076A PL232858B1 (en) | 2016-02-08 | 2016-02-08 | Method for treatment liquid fermentation waste suspension |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL416076A1 PL416076A1 (en) | 2017-08-16 |
| PL232858B1 true PL232858B1 (en) | 2019-08-30 |
Family
ID=59579232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL416076A PL232858B1 (en) | 2016-02-08 | 2016-02-08 | Method for treatment liquid fermentation waste suspension |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL232858B1 (en) |
-
2016
- 2016-02-08 PL PL416076A patent/PL232858B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL416076A1 (en) | 2017-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nath et al. | Chemical analysis of vermicomposts/vermiwash of different combinations of animal, agro and kitchen wastes | |
| Makara et al. | Pig manure treatment and purification by filtration | |
| KR20130123276A (en) | Method for treating wastewater and composting of organic wastes | |
| Saranraj et al. | Composting of sugar mill wastes: A review | |
| Manohar et al. | Vermicompost preparation from plant debris, cattle dung and paper waste by using three varieties of earthworms in Green Fields Institute of Agriculture, Research and Training, Vijayawada (AP), India | |
| EA037861B1 (en) | Method for conversion of poultry manure | |
| PL232858B1 (en) | Method for treatment liquid fermentation waste suspension | |
| JP5767773B2 (en) | Organic wastewater treatment method and chemicals used in the treatment method | |
| JP7781423B2 (en) | Rational methods for producing artificial humus and its utilization | |
| EP3834593B1 (en) | Method of animal liquid manure processing | |
| JP2004182524A (en) | Compost production method and system using organic waste as raw material | |
| RU2242444C1 (en) | Method for preparing waste water of swine complexes and swine farms for agricultural application | |
| Rulkens et al. | Central processing of pig manure in the Netherlands | |
| WO1993014046A1 (en) | Fertilizer mixture and process for production of the fertilizer mixture | |
| KR100451856B1 (en) | Composting method of domestic animals feces and urine | |
| RU2838405C1 (en) | Organic fertilizer from sewage sludge, method of its production and use | |
| CN111747794A (en) | A kind of method and application of recycling phosphorus in sewage to make slow-release phosphate fertilizer | |
| KR20130066802A (en) | Method for ph- controlling and liquid-fertilizing of livestock excretions using food waste water | |
| Maheshwarif et al. | Study of change in physico-chemical parameters by treatment of sludge from common effluent treatment plant (CETP) with earthworms | |
| RU2690813C1 (en) | Method of preparing livestock-breeding complexes waste water for agricultural use | |
| PL220702B1 (en) | Method for treating a suspension of pig manure | |
| Wzorek et al. | Phosphorus recovery from waste-methods review | |
| WO2026043393A1 (en) | Organic fertilizer made from sewage sludge, method for producing same and use | |
| PL234676B1 (en) | Organic-mineral fertilizer and method for producing it | |
| PL244473B1 (en) | Method of obtaining a liquid preparation for fertilization |