Způsob převedení organických látek a živin koncentrovaných kapalných organických substrátů, jako jsou biologické kaly nebo kejda hospodářských zvířat, do pevné fáze

Číslo patentu: 267560

Dátum: 12.02.1990

Autori: Mackrle Svatopluk, Mackrle Vladimír, Kühnel Egon, Paska Igor

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

cs 267 560 B 1 1 Vynález se týká způsobu převedení organických látek a živia koncentrovaných kapalných organických substrátů, jako jsou biologické kaly nebo kejda hospodářských zvířat do pevné ráze, umožňující její další zpracování koapostcvánía I produkcí organickćhc huausovćho hnojiva.Koncentrovaać organické kapalná substráty, jako jsou např. biologická kaly z provozu biologických čistíren nebo kejdy hospodářských zvířat, představují cennou organickou surovinu, jejíž využití bylo doposud spojene s řadcu technických potíží a vy~ sokýai náklady. Příčinou těchto potíží je vysoký obsah rozpuštčných, koloidních a jeaně suspeadovaných organických látek obsažených v těchto kapalných substrátech těžko oddčlitelných od kapalně frakce.Běžná praxe zpracování těchto substrátü používá složitých aechaníckých separátorů, které vyžadují přidávání nákladných polykoagulentů pro zahezpečení potřebného dělícího poačru aechaaickýai separačníai pochody.Tak například šnekqvé odstředivky používané pro odvodňování biologických kalů z čistíren vod jsou inveatičnč í provozně velai nákladné s vysokou spotřebou elektrické energie a vyžadují dávku 100 až 150 g.l 1 polykoagulentu. Obdobne je toau při použití pásových tlakových Iiltrů, které vykazují nice o něco aeněí spotřebu energie než-li odstředivky, ale vysoké pořizovací a provozní náklady zůstávají, stejně jako vysoká spotřeba polykoagulentů.Obdobnč je toau í v případě zpracování kejdy hospodářských zvířat, kdy převedení organických látek a živín do pevná fáze, vhodné pro další zpracování koapootování je velai náročný proces, který doposud vyžadoval koaplexní vícestupíový technologický postup. Jako příklad doposud používané technologie zpracování kejdy je nožnć uvéet víceatupňový aechauicko-cheaický postup, sestávající z aechanické aeparace hrubé frakce kejdy, koagulace kejdy hydroxidea vápenatýa 3 následnou separací vykongulovanć suopenze a gravitačnía zahuštčnía odseparovaných kalů. Takto oddělená pevná frakce kejdy je pak odvodňováaa pDlOCĺ mechanického separátoru, např. tlakověho pásovćho filtru za součaanćho dävkování polykoagulentů.Dopoaud používaný výše popaaný vícestupňový aechaaicko-cheaický proces převodu látek z kejdy do pevného stavu je značně složitý a nákladný. Mimo to se oavčdčil pou ze pro kcjdu prasat. Y případě kejdy skotu vykazuje značné potíže, vyplývající 2 vysokého podílu nechanicky hůře oddělitelně vláknitć hrubá Irakce a vzniku velkého po dílu špatnč aeparovatelné suspenze při koagulaci kejdy hydroxidea vápenatýl. To vy~ žaduje složitó, na obsluhu náročná zařízení pro lechanickě předčistění kejdy skotu n velké objely zařízení pro separaci vykoagulovanć suspenze.U obou druhů kejdy hospodářských zvířat, t.j. bravu a ekotu, vyžaduje vlastní odvcdnlní odscparovanć pevné fáze složité a tí i nákladné zařízení, např. tlakový pásový filtr, ktorý pro svoji funkci vyžaduje dávkování polykoagulentů, což dále prodražuje provoz.Složitost a nákladnost doposud používaných postupd pro přcvádšní organických látek a živín z kejdy do foray pevného suhstrátu vhodného pro další zpracování konpoetováaía, přiapívá podstatnou aírou k neúaěrnč vysoký nákladů na výrobu organickćho hnojiva z kejdy, což tvořilo hlavní překážku širšího využití této progresivní technoogíe pro zpracování kejdy hospodářských zvířat.To platí obdobné i pro další druhy kapalných koncentrovaných organických substrátů, jako jsou biologické kaly a pod.Uvedené nevýhody odstraňuje převedení organických látek a živín z koncentrovaných kapalných organických substrátů, jako jsou biologické kaly nebo kejda hospodářských zvířat, nechanickou separací do pevné fáze, unožñující její další zpracování konpostovánín s produkcí organickěho hunusovćho hnojiva, podle vynálezu. Podstata způeobu podle vynálezu epočívá v ton, že kapalný suhstrát se nejprve koaguluje hydroxiden vápenatýn na hodnotu pH od 10,5 až 14, načež je vykoagulovaný kapalný substrát před nechanickou separací podroben adsorbčnínu procesu přidání hunueovćho substrátu vzniklého koupostovánín oddelené pevné fáze kapalnćho eubetrátu, čínž je dosaženo převedení látek kapalněho substrátu do suspenze s nechanickýni vlaetnostni,vhodnýni pro nechanickou separaci.Další význaken je, že do Vykoagulovanćho kapalného suhstrátu je přidán hunusový substrät v nnožství odpovídající jedná patnáctině až jedné pětinč objenu zpracovávaného kapalnáho suhatrátu. Podle vynálezu je rovněž výhodná, že oddělená pevná fáze kapalného subatrátu je koapostovâna společně s přídavnýni organiekýni pevnýni substráty, jako např. druhotnou dřevní hnotou, čínž se dosáhne vytvoření žádoucí struktury produkovaného huausovćho substrátu pro zvýšení nechanickć separovatelnosti suspenze, vznikající procesy koagulačně-sorbčního zpracování kapalnćho substrátu.Z hlediska zvýšení intenzity procesu konpostace a pro zvýšení organicky vázaného obsahu dusíku a íosforu v konečně produktu se do sněei, tvořeně oddčlenou pevnou fází z kapalného substrátu a přídavnýn organickýn pevnýn substráten přidávají konponenty s vysoký otsahen živín ve fora dusíku a Iosroru pro dosažení žádoucího pončru uhlíku C k dusíku N a k fosíoru P vsádky do konpostovacího procesu s optinálnín pončren obsahu uhlíku C k dusíku N, činícín 15 až 25.Jako příklad způsobu podle výnálezu může sloužit zpracování kejdy hospodářskýchzvířat na hunusovć hnojivo.Xapalná kejda hospodářských zvířat, např. prasat nebo skctu, přivádčna přívoden ł do sněšovače g se nejprve koaguluje hydroxidea vápenatýn jehož přívod 1 je zaústěn do přívodu l tak, aby výsledná hodnota pH kejdy po koagulaci byla větší než 10,5 s výhodou nad 11,5. Tato vysokd podnota pH zaručuje vysrážení velké části koloidních a jennč dispergovaných látek a částí rozpučtěných látek kejdy do forny nechanicky separovatelné suspenzc. Význannýn efekten koagulace při hodnotě pH nad 10,5 je, že dochází k úplné inaktivaci patogenních nikroorganisnů V kejdč v důsledku toxickěho působení vysokého pH.Vykoagulovaná kejda, vedena do sněšovače 3, je pak v něn podrobena sorbčnínu procesu, přidání části hunusovćho substrátu vzniklého konpostovánín oddčlenć pevné fáze kapalného substrátu a vedeného od výstupu 5 konpoatovaeího reaktoru 2. Hunusový substrát je vhodný sorbent jednak pro suspenzi vzniklou koagulací kejdy a jednak í pro část zbytkových rozpuštčných organických látek z kejdy. Množství přídanćho hunusovćho nubstrátu do sněšovače g je v roznezí jedné pztnáctiny až jedná pčtiny objenu zpracovávané kejdy. Výsledken tohoto koagulačně-sorbčního procesu zpracování kejdy je pak výhodná pevná struktura pevne frakce kejdy, umožňující její snadnou aechanickou separaci v separňtoru §, do něhcž je kejda, upravena popsanýn způsoben,přiváděna vedení 1. Ze separátoru § vystupuje Iiltrát Výstupcn Q k následněau 4 °čištění například biologickýn aktivačnía čištění a dále odseparovaná tuhá část,která je vedena do nisiče 2 na nějž navazuje konpostovací reaktor Ž e výstupen 5.Mechanické vlastnosti hunusovóho substrdtu z hlediska vhodnosti pro separační procesy je při ton nožnć do značná níry ovlivňovat i sanotnýni konpostovacíni procesy. Tak např. strukturu hunusoveho sulstrátu lze příznivč ovlivnit, že se k od cs 267 560 B 1 3dřlenć pevné fázi kcjdy přidň v mísiči 2 další vhodný organický suhetrmt, jako je např. druhctná dřevní hmota. Kvalita produkovanćho humusověho euhaträtu, zejména poměru uhIíku k dusíku a k rosforu 1.3, C N P, který rozhoduje o intenzitě procesů kompontnce. Optimální poměr C N ve vsádce, přichúzející z miaiče 2 do kompoetovacího reakLcru Ž. je 15 - 25.Dostatek ołsnhu foaforu je puk rozhodujíci pro fungicidní Išzi konpoetovueího pro» cesu, důležítou pro biotransformaci ligninových složek dřcvní hmoty, což též výrazně cvlivñuje kvalitu konečného produktu.Dosažení optimální struktury a chemického složení produkovnnćho humueovćho substrátu má pak příznivý vliv jak na jeho sorbční ýlastnoeti při zpracování kejdy, tak i účinnost mechanického eepnračního procesu. Optimalizace poměru C N P ve vgádcg pre kcmpostovňní se nejlépe dosáhne tím, že se k odseparovanć pevné frakci kejdy přídň přídavný mmteridl s vyšším obsahem N n P, jako uapř. slepičí true, močovina n podPři splnení uvedených podmínek vybilancovnneho poměru C N P přidňnf| vhod ných nosičú uhlíku, dusíku a fosforu v podobě koncentrítů jako je uvedený elepičí trus nebo uočovína k odseparované pevné fize kejdy v optimúlním množství pro průbčh konpostovncích procesů, je výsledkem kompoatoväní humusový eubsträt 5 velmi dohrými vlastnostmi pro následnou nplikaci V rastlinné výrobě n rovněž i s velmi dohrými sorbčnimi vlastnostmi I 5 vhodnou strukturou pro separnční proces prołíhajíeí v açPar§tg ru Q. Účinnost koegulnčnč-aorbčního procesu pro převod látek a živín kejdy do pevne fáze dosahuje pak pro celková látky až 90 , pro organické látky též až 90 a pro foefor 96 .Suspenze vzmiklá ve směšovačí g popsaným koagulnčmł-sorbčním proceaem 5 vysokým pcdílem vlňknitých materíílů má specifické vlastnosti, která se projevují snadnou separovntelností riltračnimi pochody 5 výrazným dělicím pomčrem, což umožňuje dosažení velké čirosti Iiltrátu. Získaní mechanická struktura suspenze vstupující do sepnrátoru Q snižuje při tom filtrační odpor, což umožňuje provoz filtru při velké tlcušĺce filtračního koláče. Tyto specifické vlastnosti euspenze umožňují jednak podstntné zjednodušení sepnrnčního zařízení, zjednodušenĺ i zařízení pro ďočištční klpalnćho podílu kejdy před jeho vypouštčním do recipientu.Jako konkretní příklnd může sloužit zpracování kejdy praaat na humusový substrät převedením organických látek a živín z kejdy do formy pevného eubetrňtu vhodného pro kompostovéní. Uvedený konkretní príklad je pro kapacitu 20.000 ks prasat s produkcí 120 m 3 kejdy zn den.Knpalnd kejd pranat představuje zředčný roztok a suspenzi organických látek a živxn /dusík n foafor/ s koncentrncí 2 - 5 sušiny. Separace těchto látek prohíhí nejprve mechanicky n pak chemicky vysrdžením hydrátem väpenatým při vysoké hodnotě pH nad 10,5. Do vápeného knlu je současně přiddván přebytečný aktivovaný kal z bioIcgíckého dočiětční kmpalne Irnkce kejdy. Do produkovmného vápeneho kalu, který je sám o sobě těžko odvodnitelný se přidá humusový substrät vzníklý následnou kclpostncí cddělené pevné frakce z kejdy. Vznikli eměe se pak fíltruje na kulolieu.Oddělení pevná frnkce kejdy se ziakd 10 - 15 13/den surové organické hmoty 5 koncenlracĺ cca 25 sušiny. Po přidání 40 - 80 prídavných organických látek jako jsou zbytky rostlinně výroby /kukuřični alian/, piliny, kůrn 2 pod. n případně koncentríty 5 vysokým obsnhem P n N, jako je napr. drúbeží true, močovine n pod., je tato smčs kompostována v kontunuílním kompoatovacíu bioreaktoru.Při kompcstovúní dojde ke značná redukci objemu veědkovćho materiílu v důsledku nikrobiologických procesů łiokonvarze organické hmoty na huninové látky, při nichž seurčitá ěaet organických látek /20 a 40 / oxiduje na C 02 a E 20.současně dojde i ke zvýšení sušiny koapostovanćho naterialu. Struktura výslednéhc kopostu a vhodné strukturälní a sorbční vlastnosti pro zpětné použití pro eeparaci knlů produkovaných při popsaněa způsoiu zpracování kejdy prasat. Podle množství a druhu doplnkové organické haoty a příand lze při kapacít 20.000 ka prasat vyprodukovat uvedený způaobe podle vynilezu až 15 IJ/den vyeokohodnotného huausu.Způsob podle vyndlezu není olezen na uvedené zpracování kejdy hospodářských zvířat. Velké uplatnění á i pro zpracování biologických kalů z čistíren, případně i pro zpracování dalších druhů koncentrovaných kapllných organických substritů. Ve všech případech je princip způsobu totožný s popsanýl příklade zpracování kejdy.Způsob převedení organických látek 1 živín z koncentrovaných kapalných subetrdtů do pevné fáze ä oproti doposud používaný způsobů četně výhody.Hlavní výhodou je podstatné zvýšení separovetelnoati látek převaděných do pevné fáze způsobe podle vyndlezu. To podstatné zjednodušuje nívazný separační proces a to jednak zjednodušení echanickáho zařízení pro separaci a jednak snížení neho úplný vyloučení přídavných koagulačních prostředků - polykongulentů - pro separaci pevná fáze od kapalně ráze.V případě kejdy hospoddřských zvířat k této výhod přistupuje i nahrazení více nupňovćho cheaicko-mechanického procesu aeparace jednostupňový procese 3 výrazný sníženín investičních a provozních nákladů 9 výraznou úsporou obsluhy a údržby.Další výhodou způaobu podle vyndlezu je zvýšení účinnosti převňdční látek z kapalných substrútů do pevné ráze, číž sc jednak zvyšuje využití látek v nich obsažených a jednak se anižují nároky na dočišĺovňní kapalného podílu před jeho vypeuätční do recipientu. To je důležité zejldna pro silně koncentrovaně kapalně suhsträty,jako je např. kejda hospodářských zvířat, kdy zhytkové zatížení odpadní vody vyžaduje intenzivní dočištění. Výsledke uvedených výhod je pak úspora investičních a provozních nákladů celých objektů na zpracování koncentrovaných kapnlných organických aubetrňtů, včetně dočištční odpadní vody a představuje přínos ve snlru řešení bezodpadkových technologií s opätovným využití druhotné organické hnoty.1. Způsob převedení organických látek a živin z koncentrovaných kapalných organických substratů, jako jsou biologické kaly nebo kajda hospodářských zvířat, echanickou separací do pevná fáze, která je následně kolpostovúna po případné doplnění organickýi substráty na hunusový suhstrit, zatínco filtrát je odváděn nspř. do procesu dočištění, a kdy kapalný organický subetrdt ae nejprve koaguluje hydroxide vdpenatý na hodnotu pH 10.5 do pH 14 a pote je před Iechanickou separací podroben sorpčnílu procesu vyznačený tím, že sorpční proces probíhd předävdní hulusového substrátu, vznikajícího konpostování pevné fáze, případně doplněná přídavnýni pevnýi or ganickýli substráty.2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tí, že objeové nnožatví huuunováho suhstrítu použitého při sorpční procesu činí jednu patndctinu až jednu pčtinu zpracovávanćho knpalného subatrdtu.

MPK / Značky

MPK: C05F 7/00, C05F 3/00

Značky: látek, fáze, kejda, převedení, kapalných, živin, zvířat, hospodářských, koncentrovaných, biologické, pevně, způsob, organických, substrátů

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-267560-zpusob-prevedeni-organickych-latek-a-zivin-koncentrovanych-kapalnych-organickych-substratu-jako-jsou-biologicke-kaly-nebo-kejda-hospodarskych-zvirat-do-pevne-faze.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob převedení organických látek a živin koncentrovaných kapalných organických substrátů, jako jsou biologické kaly nebo kejda hospodářských zvířat, do pevné fáze</a>

Podobne patenty