Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ получения удобрения из органических отходов, имеющих содержание влаги не более 90 мас.% и рН примерно 9,0 или выше, который включает введение диоксида азота или его предшественника в указанные отходы в количестве, достаточном для понижения рН по меньшей мере на 2,0 единицы рН.

2. Способ получения удобрения из органических отходов, имеющих содержание влаги не более 90 мас.%, который включает операции:

(a) добавление щелочи к указанным органическим отходам в количестве, достаточном для повышения рН, по меньшей мере, на 2,0 единицы рН и

(b) введение диоксида азота (NO2) или его предшественника в материал, полученный на операции (а), в количестве, достаточном для понижения рН, по меньшей мере, на 2,0 единицы рН

при условии, что щелочь, используемая на операции (а), не является аммиаком (NH3).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанную щелочь добавляют в достаточном количестве для повышения рН до 10,0 или более, а указанный NO2 или его предшественник добавляют в количестве, достаточном для понижения рН до 8,0 или ниже.

4. Способ по п.2 или п.3, отличающийся тем, что NO2 или его предшественник добавляют на операции (b) в достаточном количестве для компенсации повышения рН вследствие добавления щелочи на операции (а) таким образом, чтобы практически восстановить значение рН на уровне, соответствующем исходному материалу.

5. Способ по п.2 или п.3, отличающийся тем, что NO2 или его предшественник добавляют на операции (b) в избытке по отношению к количеству, необходимому для восстановления рН отходов до уровня исходного материала, при этом способ включает дополнительную операцию (с) введения аммиака (NH3) в указанные отходы.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что NO2 или его предшественник добавляют в избытке по отношению к количеству, необходимому для восстановления рН указанных отходов до нейтрального уровня, при этом способ включает дополнительную операцию введения аммиака в указанные отходы.

7. Способ по п.1 или 6, отличающийся тем, что после добавления NO2 или его предшественника или аммиака указанные отходы подвергают сушке.

8. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что материал, полученный на операции (b), подвергают сушке.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что материал, полученный на операции (с), подвергают сушке.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что указанные органические отходы представляют собой сельскохозяйственные, промышленные или бытовые отходы или отстой сточных вод.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что указанные органические отходы содержат от 50 до 90 мас.% влаги.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанные органические отходы содержат от 20 до 35 мас.% твердого вещества.

13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что перед началом процесса производства удобрения указанные органические отходы пропускают через дробилку или резак для получения шлама с частицами одинакового размера.

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что перед началом процесса производства удобрения указанные органические отходы подвергают анализу на содержание питательных веществ для растений, металлов и токсинов.

15. Способ по любому из пп.2-5 и 7-14, отличающийся тем, что щелочь, добавляемую на операции (с), выбирают из группы, включающей СаО, КОН, Ca(OH)2 и СаСО3.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что щелочь, добавляемая на операции (а), представляет собой СаО.

17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что указанный NO2 вводят в органические отходы в форме газа или жидкости.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанный NO2 вводят в указанные органические отходы совместно с кислородом.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что кислород вводят в указанные отходы до или после введения указанного NO2 или его предшественника.

20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что указанный NO2 вводят в органические отходы в виде одного из его предшественников, в частности тетроксида азота.

21. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что вводимое количество NO2 составляет примерно от 10% примерно до 45% от массы готового продукта.

22. Способ по любому из пп.2-5 и 7-21, отличающийся тем, что в органические отходы перед, во время или после проведения операций (а), (b) или (с) добавляют дополнительные питательные вещества.

23. Способ по п.1 или по 6, отличающийся тем, что в указанные органические отходы добавляют дополнительные питательные вещества.

24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что дополнительные питательные вещества выбирают из группы, содержащей азот, фосфор, кальций, магний, серу, калий и их соли.

25. Способ по пп.1-24, отличающийся тем, что периодический процесс выполняют в герметичном резервуаре.

26. Способ по пп.1-25, представляющий собой непрерывный процесс.

27. Способ по любому из пп.7-26, отличающийся тем, что во время сушки содержание влаги в указанных органических отходах снижают до 20 мас.% или менее.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что высушенное органическое удобрение формуют в виде частиц.

29. Удобрение на основе органических отходов, отличающееся тем, что процентное содержание по массе азота в форме оксидов азота превышает процентное содержание по массе азота в форме иона аммония.

30. Удобрение на основе органических отходов по п.29, отличающееся тем, что более 50% суммарного азота, содержащегося в нем, находится в форме нитратов и нитритов.

31. Удобрение на основе органических отходов по п.29 или 30, отличающееся тем, что число термоустойчивых колиформных бактерий на грамм составляет менее 2500.

Текст

Смотреть все

1 Изобретение относится к удобрению и способу его получения с использованием в качестве исходного материала органических отходов, например, отстоя сточных вод или других органических бытовых, промышленных или сельскохозяйственных отходов. Способ согласно изобретению обеспечивает получение органического удобрения, которое является стабильным, безвредным для окружающей среды и обогащено азотом по сравнению с исходным материалом. Кроме того, количество микроорганизмов в готовом продукте значительно меньше допустимого верхнего предела, установленного для таких материалов различными органами контроля, и является достаточно низким, чтобы не вызывать уменьшения содержания азота вследствие микробиологического метаболизма в удобрении до его внесения в почву. При этом показано, что удобрение согласно изобретению является таким же эффективным для повышения урожайности, как и обычные неорганические удобрения. В течение многих лет неорганические химические удобрения преобладали на рынке удобрений. Однако позже было установлено,что исключительное применение неорганических удобрений наносит ущерб естественной способности почвы микробиологически восстанавливать питательные вещества для растений. Они не содержат органических веществ, способных заменить потери верхних слоев почвы вследствие эрозии, и поэтому при внесении легко вымываются в резервуары, реки и озера, вызывая их загрязнение. С учетом этих недостатков, применение удобрений на основе органического вещества становится гораздо более предпочтительным,поскольку они могут обогащать почву, не нанося заметного ущерба окружающей среде. Отходы органических материалов, в частности, отстой сточных вод и другие органические бытовые, промышленные или сельскохозяйственные отходы являются хорошими кандидатами для превращения в органические удобрения, поскольку они имеются в огромных количествах и утилизация этих отходов сама по себе является экологической проблемой. Известен ряд способов превращения органических отходов в органические удобрения. Однако разработка эффективного промышленного способа оказалась затруднительной. В идеальном случае такой способ должен сохранять или увеличивать содержание азота в органических отходах, обеспечивать гидролиз органических компонентов с целью повышения их пригодности к участию в обмене веществ под действием микроорганизмов почвы и растений и снижать микробиологическую популяцию в органических отходах. Для достижения этих целей предпринимались различные подходы. Так, например, стерилизацию или дезинфекцию органических отходов обеспечивали за счет вы 000148 2 держки отходов при высокой температуре (пастеризация, сушка) с использованием внешнего источника тепла. Однако такая обработка не дает обогащения питательными веществами. В альтернативном варианте отходы можно компостировать, однако это требует нескольких недель или месяцев и дает в результате материал большого объема с высоким содержанием влаги, который неудобен для использования в качестве удобрения. Известны также способы повышения содержания питательных веществ в органических отходах и проведения гидролиза органических компонентов. Например, в US-A-5125951 описано превращение аммиака, содержащегося в отстое сточных вод, в термически устойчивые соединения, в частности, нитрат аммония или диаммонийфосфат, путем обработки азотной или фосфорной кислотой, соответственно. Другой известный способ, обеспечивающий гидролиз органических компонентов и некоторую дезинфекцию отходов, заключается в обработке органических отходов кислотой для осуществления гидролиза органических компонентов и снижения рН. После этого добавляют щелочь,обычно аммиак, с целью повышения рН до значения, приемлемого для внесения в почву. Добавка аммиака повышает содержание азота, а резкие изменения рН уменьшают количество микробов. Способы с использованием, например, фосфорной или азотной кислоты для подкисления отходов описаны в US-A-4743287, ЕРА-0428014 и WO 91/16280. Аналогичный способ, в котором в качестве подкисляющего агента используют диоксид азота, описан в GB424260. Общей чертой всех этих известных ранее способов является то, что сначала производят подкисление отходов, а затем добавление щелочи для восстановления рН до приблизительного нейтрального значения. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что время реакции можно снизить, а эффективность способа - существенно увеличить, если рН сырья из отходов вначале повысить путем добавления щелочи, а затем подкислить диоксидом азота. Такое повышение эффективности позволяет получать удобрения из отходов в промышленных масштабах еще и потому, что некоторые отходы, например отстой сточных вод, часто обрабатывают щелочью для стабилизации и дезинфекции перед транспортировкой и захоронением. Кроме того, такой способ обеспечивает двойной эффект за счет обогащения азотом и дезинфекции при получении стабильного и экологически приемлемого продукта, который может иметь суммарное содержание азота в форме нитритов и нитратов, превышающее 50%. Таким образом, в соответствии с первым аспектом изобретения предложен способ получения удобрения из щелочных органических отходов, имеющих содержание влаги не более 3 90 мас.% и рН около 9,0 или выше, который включает подачу диоксида азота или ее источника в указанные щелочные отходы в достаточном количестве для того, чтобы снизить рН не менее, чем на 2 единицы. В другом аспекте изобретения предложен способ получения удобрения из органических отходов, содержащих влагу в количестве не более 90 мас.% без предварительного подщелачивания, при этом к органическим отходам сначала добавляют щелочь, отличную от аммиака, в достаточном количестве для повышения рН, по меньшей мере, на 2 единицы и предпочтительно повышают его до 10,0 или более с последующим введением в материал диоксида азота(NO2) или его предшественника в достаточном количестве для снижения рН, по меньшей мере,на 2 единицы и предпочтительного его снижения до 8,0 или менее. Такие способы могут обеспечить получение удобрения, для которого общее содержание азота составляет примерно от 5% до примерно 9% от массы сухого вещества, что является достаточным для многих случаев применения. Однако их можно хорошо адаптировать и для получения удобрения с общим содержанием азота примерно до 15% от массы сухого вещества. Количество добавляемого NO2 обычно выбирают таким, чтобы компенсировать повышение рН, вызываемое добавлением щелочи, таким образом, чтобы величина рН возвратилась до уровня, соответствующего исходному материалу. Можно легко рассчитать соответствующие требуемые стехиометрические количества щелочи и NO2. В случае увеличения количества добавленной щелочи для нейтрализации необходимо добавлять больше NO2, следствием чего является дополнительное обогащение отходов азотом. В альтернативном варианте более высокое общее содержание азота можно получить введением NO2 или его предшественника в избытке по отношению к тому количеству, которое требуется для восстановления нейтрального значения рН отходов, и тем самым повысить уровень подкисления. Затем можно восстановить нейтральность добавлением аммиака. Эта заключительная добавка аммиака еще больше повышает общее содержание азота и в особенности предпочтительна для удобрений с высоким содержанием азота, поскольку низкий молекулярный вес по сравнению с NO2 позволяет увеличить содержание азота в отходах без существенного увеличения массы. Однако из-за высокой летучести аммиака предпочтительно иметь слабокислое значение рН окончательного продукта, поскольку это предотвращает слишком большие потери аммиака в атмосферу. В органических удобрениях, полученных способами согласно настоящему изобретению,процентное содержание по массе азота в форме оксидов азота, например нитритов и нитратов, 000148 4 выше, чем процентное содержание по массе азота в форме иона аммония. Это относится и к тем вариантам реализации изобретения, когда аммиак добавляют на заключительной стадии,поскольку основное обогащение азотом обеспечивает NO2. Без добавления аммиака получают удобрение, в котором более 50 мас. % общего количества азота находится в форме нитратов и нитритов. Это придает высокую эффективность удобрению, полученному согласно изобретению. Такое содержание нитратов и нитритов не достигается известными способами получения удобрений из органических отходов. Для получения удобрения, пригодного для внесения в почву и удобного для хранения и транспортировки, с использованием различных технологических операций, описанных выше,отходы обычно подвергают сушке, предпочтительно до содержания влаги в количестве 20 мас.% или ниже. Они могут быть также подвергнуты дополнительной обработке, как будет показано ниже. Любые промышленные, бытовые или сельскохозяйственные отходы пригодны для переработки в удобрение способом, предложенным в настоящем изобретении, при условии, что они содержат органический компонент и не содержат избыточного количества тяжелых металлов и иных токсинов. Отстой сточных вод является особенно пригодным исходным материалом,независимо от того, является ли он необработанным или прошедшим подщелачивание для обеспечения его транспортировки и утилизации. Предпочтительно содержание влаги в отходах должно составлять примерно от 50 до 90 мас.%,наиболее пригодными являются материалы с содержанием твердого вещества примерно от 20 до 35 мас.%. Содержание влаги в любых органических отходах можно, разумеется, соответствующим образом регулировать для переработки предложенными в изобретении способами. Предложенные в изобретении способы можно осуществить в герметичном реакторе периодического действия при атмосферном или,предпочтительно, при повышенном давлении до окончания цикла реакции. После этого давление можно снизить для выпуска отходящих газов. В альтернативном варианте способ можно реализовать при непрерывной подаче исходного материала и непрерывном удалении готового продукта, а также щелочи, NO2 и других добавок,вводимых в соответствующих точках по пути следования органических отходов. В этом случае также предпочтительным является повышенное давление на этапах смешивания и проведения реакции с понижением его до атмосферного или более низкого уровня для выпуска остаточных газов на этапе сбора материала. Предпочтительно изолировать реактор периодического действия или аппарат непрерывного действия для предотвращения тепловых потерь. 5 Как указано выше, авторы настоящего изобретения обнаружили, что отходы, подвергнутые предварительному подщелачиванию перед добавлением кислоты, обладают достоинствами, которые отсутствуют у материалов, получаемых известными ранее способами. Первоначальную щелочную обработку не следует производить аммиаком вследствие его высокой летучести при добавлении к отходам, которые не были предварительно подкислены. При этом пригодными для добавления щелочными соединениями являются оксид кальция (известь СаО),гидроксид калия (КОН), гидроксид натрия(NaOH), гидроксид кальция (Ca(OH)2) и карбонат кальция (СаСО 3). Оксид кальция является особенно предпочтительным щелочным материалом для использования в способе согласно изобретению. Как указано выше, отстой сточных вод может быть обработан известью (СаО) на очистных сооружениях. Далее СаО реагирует с водой, образуя Са(ОН)2 и оказывая тем самым осушающий эффект на отходы. При этом образуется также фосфат кальция, который становится водорастворимым, когда рН восстанавливают с помощью NO2 до нейтрального значения,что повышает количество фосфора, доступного для усвоения растениями. Количество добавляемой щелочи должно приблизительно соответствовать по основному эквиваленту количеству добавляемого NO2. Если СаО является единственным щелочным материалом, его количество должно составлять около 60% от массы NO2, что дает 6-27% массы готового продукта. Соответствующие количества других щелочей можно легко рассчитать на основании их молекулярных масс, основных эквивалентов и констант диссоциации. Добавление щелочи, являясь первой операцией способа, предложенного в изобретении,вызывает ряд эффектов. Во-первых, при этом происходит щелочной гидролиз органических компонентов, содержащихся в отходах, поэтому они могут легче перерабатываться растениями и бактериями почвы. Во-вторых, в результате химической реакции повышается температура отходов, что в зависимости от температуры окружающей среды, при которой происходит процесс, может оказывать влияние на снижение микробиологической популяции. В-третьих,происходит повышение рН, что способствует высокому поглощению NO2 на второй операции способа, а также оказывает бактерицидный эффект. Щелочные отходы, полученные на первой операции способа, являются стабильными и частично дезинфицированными. Их можно транспортировать и хранить, поскольку они не имеют запаха и не являются вредными для здоровья. Кроме того, поскольку рН не является низким, не возникает проблем с коррозией. Таким образом, отходы, пригодные для переработки в удобрение, можно хранить в щелочной 6 среде в течение длительного времени или получать от поставщика после предварительной обработки щелочью. Во всех вариантах выполнения изобретения диоксид азота можно вводить в органические отходы в виде жидкости или газа. Альтернативно может быть использован какой-либо предшественник NO2, например, тетроксид азота N2O4, или другие оксиды азота или их соли. Жидкий NO2 можно приобрести в больших количествах, но предпочтительно вырабатывать газообразный NO2 непосредственно на месте установки устройства для переработки отходов. Это позволяет использовать тепло, выделяемое газогенератором, на операции сушки при производстве удобрения, что является очевидным экономическим достоинством. Кроме того, использование генератора NO2, который превращает NH3 в NO2, обеспечивает наличие на месте переработки непосредственного источника аммиака, который может быть использован на заключительной операции процесса, если требуется получить удобрение с высоким содержанием азота. Если в реактор ввести NO2, то она реагирует с водой, образуя азотную и азотистую кислоту согласно уравнению: 2NO2 + Н 2OHNO3 + HNO2 Образование азотной и азотистой кислот снижает значение рН шлама до нейтрального или более низкого значения. Количество добавляемого NO2 должно быть достаточным для того, чтобы возвратить значение рН практически до уровня, соответствующего исходному материалу, или до более низкого уровня. Как и при добавлении извести NO2, реагируя с водой, оказывает дополнительное осушающее воздействие на отходы. Точное подаваемое количество зависит от требуемого уровня обогащения азотом и исходного состава отходов, а также будет обусловлено количеством добавленной щелочи. В случае типичного проведения процесса добавкаNO2 будет составлять примерно от 10 до 45% от массы готового продукта. Желаемую величину рН можно получить путем напуска NO2 в реактор периодического действия в течение относительно короткого периода времени от 15 до 20 мин. Однако фактическое время обработки зависит от типа реактора, рабочего давления, степени смешивания, размера частиц в шламе и содержания влаги в отходах. В отличие от реакторов периодического действия, в реакторах непрерывного действия может оказаться достаточной кратковременная обработка NO2 в течение нескольких минут. Кроме того, для интенсификации окислительных процессов в шламе в реактор можно вводить кислород, который обеспечивает предпочтительное получение азотной кислоты по сравнению с азотистой. Кислород можно вводить до, после или одновременно с NO2. 7 Кроме описанных выше процессов, могут потребоваться и другие виды обработки отходов на различных этапах, в частности до или после обработки щелочью, NO2 или дополнительным количеством аммиака. Так, например, до начала обработки может оказаться предпочтительным превратить отходы в шлам с частицами однородного размера, пропустив отходы через резак или дробилку. Желательно получать удобрение с хорошо сбалансированным составом питательных веществ, поэтому можно также проводить анализ содержания питательных веществ с целью их добавления либо в исходный материал отходов, либо в готовое удобрение, если количество питательных веществ является неадекватным. Добавление питательных веществ следует производить на соответствующей операции технологического процесса до проведения сушки. Желательными добавками могут быть, например, азот, фосфор, кальций, магний, сера,калий или их соли и/или другие питательные микроэлементы. Могут также быть проведены испытания отходов на наличие токсичных материалов. Как указано выше, независимо от осушающего эффекта СаО и NO2 обработанные органические отходы далее подвергаются сушке, предпочтительно до содержания влаги 20 мас.% или менее. Сушка может быть ускорена при использовании тепла, выделяемого устройством для получения газообразного NO2. Органическое удобрение можно вносить в почву без дополнительной обработки, однако на практике лучше получать удобрение в форме шариков или гранул, которые легко транспортировать и они удобны для потребителя. Предложенный в изобретении способ обеспечивает получение удобрения на основе органических отходов, которое является хорошо сбалансированным, стабильным, удобным в обращении и имеет высокое содержание азота по сравнению с известными ранее органическими удобрениями. В удобрении согласно изобретению содержание азота составляет не менее 5 мас.%,предпочтительно от 5 до 15%. Удобрение богато растворимыми соединениями азота в форме, пригодной для усвоения растениями. Это придает удобрению высокую эффективность, поскольку на единицу площади почвы требуется вносить лишь небольшое количество,поэтому наличие в отходах тяжелых металлов и токсинов является менее проблематичным. Использование NO2 в качестве основного источника азота означает, что значительная часть неорганического азота представлена в форме нитрита и нитрата, а не иона аммония, как это имело место в известных ранее способах. Нитриты и нитраты оказывают гораздо больший непосредственный эффект на рост растений, чем аммиак. Кроме того, удобрение имеет нейтральное значение рН, а это означает, что потребителю не придется вносить в почву известь, как в случае 8 обычно применяемых более кислых неорганических удобрений. В результате изменений рН и/или температуры способ согласно изобретению эффективен для снижения микробиологической популяции,поэтому удобрение удовлетворяет требованиям органов санитарного контроля. При осуществлении обычного процесса содержание термоустойчивых колиформных бактерий (ТСВ) уменьшается с 2,400 до обработки до 100 после обработки. В Норвегии безопасным пределом для использования отстоя сточных вод в сельском хозяйстве является 2,500 ТСВ на грамм сухого вещества. Таким образом, способ обеспечивает получение органического удобрения с более низким значением указанного параметра, чем безопасный предел. Удобрение согласно изобретению было подвергнуто испытаниям в полевых условиях. При этом наблюдалось увеличение доступного органического азота от 10 - 30% до 50% - 70%. В отличие от применения минеральных удобрений, значение рН почвы оставалось стабильным. Кроме того, имели место положительные эффекты на первоначальный и длительный рост культур и более низкое процентное содержание полеглых или стелющихся растений. Изогнутые или сломанные стебли могут затруднять сбор урожая и приводить к ухудшению качества зерна. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 1600 г отстоя сточных вод загрузили в реактор периодического действия,добавив в него 51,5 г 85% КОН и 56 г СаО. Смесь перемешали до достижения значения рН 11,4 с последующим напуском 200 г NO2 в течение двух часов с промежуточным импульсным напуском кислорода до тех пор, пока рН снова не снизилось до 6,3. Во время этого процесса температура отходов повысилась от 17 до 50 С. Химический анализ исходного материала и окончательного продукта дал следующие результаты.(1) Суммарное содержание азота выросло с 2,3 до 12,1% массы сухого вещества.(2) Содержание азота в форме нитрата выросло с 0,0021 до 10,3% массы сухого вещества.(3) Увеличение содержания нитрата соответствует 50 г или 80% введенного азота.(4) Содержание азота в форме иона аммония снизилось с 0,75 до 0,20% массы сухого вещества. (Аммиак не добавляли, и потери связаны, в основном, с высоким значением рН в сочетании с атмосферными условиями в данном опыте).(5) Содержание сухого вещества увеличилось с 19,5 до 26,2%. Пример 2. 2000 г отстоя сточных вод, содержащего около 400 г сухого вещества, загрузили в реактор периодического действия и смешали с 78,5 г СаО. Смесь перемешивали до дос 9 тижения рН 10,3. 130 г NO2 ввели в реактор в течение 15-20 мин до снижения рН до 6,3. Во время этого процесса температура отходов повысилась от 3,5 С до 8 С. Такой небольшой подъем температуры по сравнению с примером 1 был связан с очень низкой температурой окружающей среды во время проведения этого эксперимента, а также с тем, что корпус реактора не имел теплоизоляции. Химический анализ исходного материала и окончательного продукта дал следующие результаты:(1) Суммарное содержание азота выросло с 2,5 до 8,5% массы сухого вещества.(3) Увеличение содержания нитрата соответствует 120 г или 92% азота, введенного в форме NO2.(4) Содержание азота в форме иона аммония снизилось с 0,5 до 0,4% массы сухого вещества.(5) Содержание сухого вещества увеличилось с 20 до 26%. Пример 3. 2000 г отстоя сточных вод, содержащего около 400 г сухого вещества, загрузили в реактор периодического действия и смешали с 60 г СаО и 20 г КОН. Смесь перемешивали до достижения рН 10,1. 105 г NO2 ввели в реактор в течение 15-20 мин до достижения окончательного значения рН 8,4. Во время этого процесса температура отходов повысилась от 6,9 до 12 С. Такой небольшой подъем температуры по сравнению с примером 1 был вызван теми же причинами, что описаны в примере 2. Химический анализ исходного материала и окончательного продукта дал следующие результаты:(1) Суммарное содержание азота выросло с 2,5 до 6,5% массы сухого вещества.(3) Увеличение содержания нитрата соответствует 81 г или 78% азота, введенного в форме NO2.(4) Содержание азота в форме иона аммония осталось без изменения.(5) Содержание сухого вещества увеличилось с 20% до 24%. Пример 4. 2000 г отстоя сточных вод, содержащего около 400 г сухого вещества, загрузили в реактор периодического действия и смешивали с 39,3 г СаО до достижения рН 9,9. Затем 116 г NO2 ввели в реактор в течение 15-20 мин до снижения рН до 4,2. Далее ввели в реактор 30 г NH3 для получения окончательного значения рН 7,5. Во время этого процесса температура отходов повысилась от 0 до 10 С. Такой небольшой подъем температуры был вызван теми же причинами, что описаны в примере 2. 10 Химический анализ исходного материала и окончательного продукта дал следующие результаты:(1) Суммарное содержание азота выросло с 2,5 до 10% массы сухого вещества.(3) Увеличение содержания нитрата соответствует 105 г или 92% азота, введенного в форме NO2.(4) Содержание азота в форме иона аммония увеличилось с 0,5 до 3,3% массы сухого вещества.(5) Содержание сухого вещества увеличилось с 20 до 25%. Микробиология Микробиологический анализ был проведен для каждого исходного материала и готового продукта в примерах 1 - 4. Во всех случаях получены следующие результаты: содержание термоустойчивых колиформных бактерий (ТСВ) на грамм сухого вещества уменьшалось с 2,400 до обработки до 100 (предел обнаружения) после обработки. Приведенные выше примеры (1-4) иллюстрируют осуществление предложенного способа в режиме периодического действия. Устройство для реализации способа в непрерывном режиме показано схематично на фиг.1, где 1 насос для подачи отстоя, 3 и 5 - первый и второй химические инжекционные насосы, которые можно использовать для подачи щелочи, NO2 или NН 2, 7 - сушилка и гранулятор, а 8 - приемник для сбора частиц готового удобрения. Пример 5. Испытания в полевых условиях были проведены на культуре овса с использованием удобрения, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, и минерального удобрения 21-4-10 (NPK). Поле было разделено на 28 участков, а эксперимент включал 7 различных видов обработки, каждый из которых повторяли 4 раза. Обработка заключалась во внесении минерального удобрения и органического удобрения согласно изобретению в количестве 6, 9 и 12 кг N/1000 м 2. Имелся также контрольный участок, на котором удобрения не вносились. При этом были получены следующие результаты: Таблица 1 Количество азотного удобрения кг N/1000 м 2 Урожайность кг зерна/1000 м 2 кг соломы/1000 м 2 Как видно из таблицы 1, удобрение согласно изобретению обеспечивает значительное повышение урожая культуры, который оказывается лишь немногим ниже урожая, полученного с известным минеральным удобрением. Однако 11 урожайность можно дополнительно повысить путем применения увеличенного количества удобрения согласно изобретению, поскольку это является относительно дешевым вариантом по сравнению с увеличением дозы минерального удобрения. Кроме того, можно видеть, что полегание культуры, связанное с применением минеральных удобрений, значительно уменьшается при использовании удобрения согласно изобретению. Пример 6. Для сравнения влияния удобрения согласно изобретению и удобрения 21-4-10(NPK) на рН почвы был проведен эксперимент в тепличных условиях. При этом получены следующие результаты: КонтрольОрганическое 21-4-10(NPK) ный удобрение участок 0 10 20 30 10 20 30 6,09 6,09 6,08 6,10 5,96 5,95 5,93pH при внесении удобрения согласно изобретению по сравнению с минеральным удобрением,увеличенные количества которого вызывают повышение кислотности почвы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения удобрения из органических отходов, имеющих содержание влаги не более 90 мас.% и рН примерно 9,0 или выше,который включает введение диоксида азота или его предшественника в указанные отходы в количестве, достаточном для понижения рН по меньшей мере на 2,0 единицы рН. 2. Способ получения удобрения из органических отходов, имеющих содержание влаги не более 90 мас.%, который включает операции:(a) добавление щелочи к указанным органическим отходам в количестве, достаточном для повышения рН, по меньшей мере, на 2,0 единицы рН и(b) введение диоксида азота (NO2) или его предшественника в материал, полученный на операции (а), в количестве, достаточном для понижения рН, по меньшей мере, на 2,0 единицы рН при условии, что щелочь, используемая на операции (а), не является аммиаком (NH3). 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанную щелочь добавляют в достаточном количестве для повышения рН до 10,0 или более, а указанный NO2 или его предшественник добавляют в количестве, достаточном для понижения рН до 8,0 или ниже. 4. Способ по п.2 или п.3, отличающийся тем, что NO2 или его предшественник добавляют на операции (b) в достаточном количестве для компенсации повышения рН вследствие добавления щелочи на операции (а) таким образом, чтобы практически восстановить значение 12 рН на уровне, соответствующем исходному материалу. 5. Способ по п.2 или п.3, отличающийся тем, что NO2 или его предшественник добавляют на операции (b) в избытке по отношению к количеству, необходимому для восстановления рН отходов до уровня исходного материала, при этом способ включает дополнительную операцию (с) введения аммиака (NH3) в указанные отходы. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, чтоNO2 или его предшественник добавляют в избытке по отношению к количеству, необходимому для восстановления рН указанных отходов до нейтрального уровня, при этом способ включает дополнительную операцию введения аммиака в указанные отходы. 7. Способ по п.1 или 6, отличающийся тем,что после добавления NO2 или его предшественника или аммиака указанные отходы подвергают сушке. 8. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что материал, полученный на операции (b), подвергают сушке. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что материал, полученный на операции (с), подвергают сушке. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что указанные органические отходы представляют собой сельскохозяйственные,промышленные или бытовые отходы или отстой сточных вод. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что указанные органические отходы содержат от 50 до 90 мас.% влаги. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанные органические отходы содержат от 20 до 35 мас.% твердого вещества. 13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что перед началом процесса производства удобрения указанные органические отходы пропускают через дробилку или резак для получения шлама с частицами одинакового размера. 14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что перед началом процесса производства удобрения указанные органические отходы подвергают анализу на содержание питательных веществ для растений, металлов и токсинов. 15. Способ по любому из пп.2-5 и 7-14, отличающийся тем, что щелочь, добавляемую на операции (с), выбирают из группы, включающей СаО, КОН, Ca(OH)2 и СаСО 3. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что щелочь, добавляемая на операции (а), представляет собой СаО. 17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что указанный NO2 вводят в органические отходы в форме газа или жидкости. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанный NO2 вводят в указанные органические отходы совместно с кислородом. 19. Способ по п.17, отличающийся тем, что кислород вводят в указанные отходы до или после введения указанного NO2 или его предшественника. 20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что указанный NO2 вводят в органические отходы в виде одного из его предшественников, в частности тетроксида азота. 21. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что вводимое количество NO2 составляет примерно от 10% примерно до 45% от массы готового продукта. 22. Способ по любому из пп.2-5 и 7-21, отличающийся тем, что в органические отходы перед, во время или после проведения операций(а), (b) или (с) добавляют дополнительные питательные вещества. 23. Способ по п.1 или по 6, отличающийся тем, что в указанные органические отходы добавляют дополнительные питательные вещества. 24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что дополнительные питательные вещества 14 выбирают из группы, содержащей азот, фосфор,кальций, магний, серу, калий и их соли. 25. Способ по пп.1-24, отличающийся тем,что периодический процесс выполняют в герметичном резервуаре. 26. Способ по пп.1-25, представляющий собой непрерывный процесс. 27. Способ по любому из пп.7-26, отличающийся тем, что во время сушки содержание влаги в указанных органических отходах снижают до 20 мас.% или менее. 28. Способ по п.27, отличающийся тем, что высушенное органическое удобрение формуют в виде частиц. 29. Удобрение на основе органических отходов, отличающееся тем, что процентное содержание по массе азота в форме оксидов азота превышает процентное содержание по массе азота в форме иона аммония. 30. Удобрение на основе органических отходов по п.29, отличающееся тем, что более 50% суммарного азота, содержащегося в нем,находится в форме нитратов и нитритов. 31. Удобрение на основе органических отходов по п.29 или 30, отличающееся тем, что число термоустойчивых колиформных бактерий на грамм составляет менее 2500.

МПК / Метки

МПК: C05F 7/00

Метки: способ, удобрение, получения

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-148-udobrenie-i-sposob-ego-polucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Удобрение и способ его получения</a>

Похожие патенты