PL242990B1

PL242990B1 - Sposób unieszkodliwiania borowiny pozabiegowej

Info

Publication number: PL242990B1
Application number: PL437278A
Authority: PL
Inventors: Damian PORTKA; Damian Portka; Sławomir Kaczmarek; Włodzimierz Urbaniak
Original assignee: Port Invest Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2023-05-29
Also published as: PL437278A1

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu unieszkodliwiania borowiny pozabiegowej. Polega on na tym, że borowinę pozabiegową o zawartości suchej masy od 20% do 60%, korzystnie 35% - 45% miesza się intensywnie z tlenkami metali ziem alkalicznych, w postaci samodzielnych substancji lub ich mieszanin, przy czym stosunek wagowy suchej masy borowiny do tlenków metali ziem alkalicznych wynosi 1 do 0,5 – 1,0, korzystnie 0,6 – 0,8, z taką szybkością aby temperatura mieszaniny wzrosła powyżej 100°C oraz pH powyżej 10. Następnie do mieszaniny dodaje się techniczny kwas siarkowy lub azotowy w ilości 0,9 – 1,1 ilości stechiometrycznej, korzystnie w ilości stechiometrycznej w stosunku do tlenków metali ziem alkalicznych, do osiągnięcia temperatury reakcji egzotermicznej powyżej 120°C i pH w granicach 3,5 — 7,5, a następnie zawartość reaktora schładza się do temperatury poniżej 80°C i granuluje się w znany sposób. Ponadto w wynalazku stosuje się kwas siarkowy minimum 70%, korzystnie 90%, a kwas azotowy minimum 40%, korzystnie 55%.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób unieszkodliwiania borowiny pozabiegowej, w tym w szczególności zawierającej patogeny chorobotwórcze, i przetworzenie w nawóz organiczno-mineralny.

Borowina, czyli torf powstały w wyniku procesów humifikacji roślin w wyniku działania bakterii tlenowych, jest w Polsce najpowszechniej stosowanym peloidem o właściwościach leczniczych. Ocenia się, że roczne wykorzystanie przekracza 1500 t [E. Dudkiewicz, „Zagospodarowanie borowiny pozabiegowej w uzdrowiskach polskich” Gaz, Woda I Technika Sanitarna, 2015 (5) str.25-28;

DOI: 10.15199/17.2015.5.6], Borowina pozabiegowa traktowana jest jako odpad wymagający specjalnego postępowania ze względu na aktywność biologiczną oraz możliwość występowania patogenów chorobotwórczych, takich jak bakterie, wirusy, pasożyty czy grzyby. Z tego powodu zużyta borowina nie może być wykorzystywana bezpośrednio w celach rolniczo-ogrodniczych. Ponadto, ze względu na przepisy sanitarne, często nie można także prowadzić regeneracji borowiny pozabiegowej.

Jednym z podstawowych, stosowanych obecnie sposobów unieszkodliwienia borowiny pozabiegowej jest jej spalanie w spalarniach odpadów medycznych, co jest procesem kosztownym ze względu na wysokie uwodnienie borowiny, sięgające około 50%. Metody polegające na zagospodarowaniu borowiny pozabiegowej na terenach leśnych i zieleni miejskiej są dopuszczalne, wymagają jednak spełnienia szeregu warunków, co także generuje koszty, które nie są rekompensowane korzyściami z wykorzystania borowiny, mimo znanych zalet stosowania torfu w rolnictwie czy ogrodnictwie. Natomiast składowanie borowiny w wyrobiskach jest marnotrawieniem cennego surowca glebotwórczego.

Istota sposobu unieszkodliwiania borowiny pozabiegowej według wynalazku polega na tym, że borowinę pozabiegową o zawartości suchej masy od 20% do 60%, korzystnie 35% - 45%, miesza się intensywnie z tlenkami metali ziem alkalicznych, w postaci samodzielnych substancji lub ich mieszanin, przy czym stosunek wagowy suchej masy borowiny do tlenków metali ziem alkalicznych wynosi 1 do 0,5-1,0, korzystnie 0,6-0,8, z taką szybkością aby temperatura mieszaniny wzrosła powyżej 100°C oraz pH powyżej 10. Następnie do mieszaniny dodaje się techniczny kwas siarkowy lub azotowy w ilości 0,9-1,1 ilości stechiometrycznej, korzystnie w ilości stechiometrycznej w stosunku do tlenków metali ziem alkalicznych, do osiągnięcia temperatury reakcji egzotermicznej powyżej 120°C i pH w granicach 3,5-7,5, a następnie zawartość reaktora schładza się do temperatury poniżej 80°C i granuluje się w znany sposób. Korzystnie w wynalazku stosuje się kwas siarkowy o stężeniu minimum 70%, korzystnie 90%, a kwas azotowy o stężeniu minimum 40%, korzystnie 55%.

Sposób według wynalazku polega na wykorzystaniu egzotermicznej reakcji chemicznej tlenków metali ziem alkalicznych, szczególnie magnezu i wapnia, ze stężonymi kwasami mineralnymi, prowadzonej w taki sposób aby przebiegała z wydzieleniem dużej ilości ciepła w krótkim czasie oraz przy dużych zmianach pH, powodujących degradację zanieczyszczeń mikrobiologicznych i pełną sterylizację borowiny, przy czym odczyn pH przetworzonej borowiny pozostaje zbliżony do odczynu borowiny naturalnej, a zastosowane reagenty mineralne wzbogacają wartość nawozową otrzymanego produktu.

Wynalazek pozwala na takie przetworzenie borowiny pozabiegowej, aby dokonać jej pełnej sterylizacji, całkowicie usuwającej szkodliwe patogeny, a jednocześnie podnieść walory użytkowe uzyskanego produktu w taki sposób, aby jego wartość co najmniej pokrywała koszty przetworzenia.

Sposób według wynalazku umożliwia sterylizację wyłącznie za pomocą procesów chemicznych, bez konieczności dostarczania energii cieplnej z zewnątrz, a powstający produkt nadaje się bezpośrednio do wykorzystania na przykład w rolnictwie, leśnictwie czy ogrodnictwie jako nawóz organiczno-mineralny.

Otrzymany produkt bezpośrednio nadaje się do granulacji znanymi sposobami, przy czym przed granulacją otrzymany w procesie sterylizacji produkt można wzbogacić także w inne składniki nawozowe i mikroelementy. Składniki wzbogacające można także dodać w końcowym etapie sterylizacji. W efekcie uzyskuje się produkt zawierający duże ilości borowiny pozbawionej patogenów i wzbogaconej o składniki mineralne.

Sposób według wynalazku ilustrują przykłady:

Przykład I

W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło umieszczono 100 kg borowiny pozabiegowej o zawartości suchej masy 50%, a następnie 40 kg pylistego tlenku wapnia. Podczas intensywnego mieszania zachodzi reakcja egzotermiczna, temperatura wzrasta powyżej 100°C, a pH osiąga wartość powyżej 12. Następnie dodano 73 kg technicznego kwasu siarkowego o stężeniu 90%, w takim tempie, aby temperatura wzrosła powyżej 120°C, a pH spadło poniżej 4. Po przereagowaniu wszystkich składników i samoczynnym ochłodzeniu do poniżej 80°C, otrzymaną jednorodną mieszaninę bezpośrednio granulowano znanymi sposobami. Otrzymano nawóz organiczno-mineralny o charakterze kwaśnym (pH około 4-5), a więc zbliżonym do typowego pH nawozów torfowych.

Przykład II

Reakcję przeprowadzono analogicznie jak w przykładzie I, stosując zamiast tlenku wapnia 30 kg drobno zmielonego, pylistego tlenku magnezu. Otrzymano słabo kwaśny (pH około 4) nawóz organiczno-mineralny z dużą zawartością borowiny.

Przykład III

W reaktorze z intensywnym mieszaniem umieszczono 100 kg borowiny pozabiegowej o zawartości suchej masy minimum 30%, a następnie 10 kg drobno zmielonego, pylistego tlenku magnezu, do osiągnięcia pH powyżej 10. Następnie do mieszaniny dodano 35 kg technicznego kwasu siarkowego o stężeniu 90%. Temperatura mieszaniny wzrasta, a pH obniża się poniżej 4. Następnie powtórnie dodano porcję 20 kg tlenku magnezu (w przeliczeniu na czysty składnik) oraz 38 kg technicznego kwasu siarkowego o stężeniu 90%. Po osiągnięciu temperatury reakcji egzotermicznej powyżej 120°C i pH w granicach 6,5-7,5, zawartość reaktora schładza się do temperatury poniżej 80°C, i granuluje się w znany sposób.

Przykład IV

Reakcję przeprowadzono analogicznie jak w przykładzie III, stosując w pierwszym etapie reakcji 10 kg pylistego tlenku wapnia zamiast tlenku magnezu oraz 21 kg kwasu azotowego o stężeniu 60% zamiast kwasu siarkowego. Dalsze postępowanie przebiegało analogiczne jak w przykładzie III.

Claims

1. Sposób unieszkodliwiania borowiny pozabiegowej, znamienny tym, że borowinę pozabiegową o zawartości suchej masy od 20% do 60%, korzystnie 35% - 45%, miesza się intensywnie z tlenkami metali ziem alkalicznych, w postaci samodzielnych substancji lub ich mieszanin, przy czym stosunek wagowy suchej masy borowiny do tlenków metali ziem alkalicznych wynosi 1 do 0,5-1,0, korzystnie 0,6-0,8, z taką szybkością aby temperatura mieszaniny wzrosła powyżej 100°C oraz pH powyżej 10, po czym dalej mieszając do mieszaniny dodaje się techniczny kwas siarkowy lub azotowy w ilości 0,9-1,1 ilości stechiometrycznej, korzystnie w ilości stechiometrycznej w stosunku do tlenków metali ziem alkalicznych, do osiągnięcia temperatury reakcji egzotermicznej powyżej 120°C i pH w granicach 3,5-7,5, a następnie zawartość reaktora schładza się do temperatury poniżej 80°C i granuluje się w znany sposób.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się kwas siarkowy o stężeniu minimum 70%, korzystnie 90%.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się kwas azotowy o stężeniu minimum 40%, korzystnie 55%.