RU2038345C1

RU2038345C1 - Method for production of organic-mineral fertilizer

Info

Publication number: RU2038345C1
Application number: SU914941908A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Петров; Е.С. Махнев; В.П. Семакин
Original assignee: Институт прикладной механики Уральского отделения РАН
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves mixing the sewage sediment with a sulfuric acid solution, concentration 0.52-0.86 mole/cu dm at 40-70 C for 10-20 min. The resulting mixture is filtered on a drum-type vacuum filter. The residual acidity of the sediment is neutralized with alkaline agents. EFFECT: higher quality of fertilizer obtained by extraction of heavy metals from sewage sediment, and prevention of pollution of ambient medium. 1 tbl

Description

Изобретение относится к получению удобрений путем обработки отстоя промышленных сточных вод и может быть использовано при производстве удобрений. The invention relates to the production of fertilizers by processing sludge from industrial wastewater and can be used in the production of fertilizers.

Известен способ утилизации осадка сточных вод (ОСВ) с получением органоминерального удобрения, в котором ОСВ обрабатывают последовательно с помощью FeSO₄, HNO₃ и NH₃ в соотношении 1:2:9. При этом изменяется структура и свойства ОСВ, что упрощает его фильтрацию. Недостаток способа низкое качество получаемого удобрения при содержании в ОСВ большого количества тяжелых металлов (ТМ).A known method of disposal of sewage sludge (WWS) to obtain organic fertilizer, in which WWS is treated sequentially with FeSO ₄ , HNO ₃ and NH ₃ in a ratio of 1: 2: 9. At the same time, the structure and properties of the WWS are changed, which simplifies its filtering. The disadvantage of this method is the low quality of the obtained fertilizer when containing a large amount of heavy metals (HM) in WWS.

Известен способ получения органического удобрения путем обработки осадка сточных вод, при котором ОСВ смешивают с торфом в соотношении 1:1-1:8 и обезвоживают отстаиванием. Недостаток способа в заключается том, что не происходит удаления ТМ из смеси, а только распределение их в большей массе, что не обеспечивает необходимого качества удобрения. A known method of producing organic fertilizer by treating sewage sludge, in which WWS is mixed with peat in a ratio of 1: 1-1: 8 and dehydrated by settling. The disadvantage of this method is that there is no removal of HM from the mixture, but only their distribution in a larger mass, which does not provide the necessary quality of fertilizer.

Наиболее близким к изобретению является способ обработки ОСВ, в котором используют механическую фильтрацию осадка сточных вод после нейтрализации остаточной кислотности ОСВ щелочным агентом. Однако в известном способе не происходит выделения из осадка тяжелых металлов, что обусловливает низкое качество таких осадков при использовании их в качестве удобрения. Closest to the invention is a method for the treatment of WWS, in which mechanical filtration of the sewage sludge after neutralizing the residual acidity of the WWS with an alkaline agent is used. However, in the known method there is no separation of heavy metals from the precipitate, which leads to a low quality of such precipitation when used as fertilizer.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе получения органоминерального удобрения, включающем обработку осадка сточных вод, механическую фильтрацию и нейтрализацию остаточной кислотности щелочным агентом, обработку ведут раствором серной кислоты концентрацией 0,52-0,86 моль/дм³, а смешение при 40-70^оС в течение 10-20 мин.The essence of the invention lies in the fact that in the method of producing organic fertilizer, including treatment of sewage sludge, mechanical filtration and neutralization of residual acidity with an alkaline agent, the treatment is carried out with a solution of sulfuric acid at a concentration of 0.52-0.86 mol / dm ³ , and mixing at 40-70 ^about With for 10-20 minutes

Изобретение обеспечивает повышение качества и экологической безопасности получаемых продуктов за счет снижения содержания в них тяжелых металлов. The invention provides improved quality and environmental safety of the resulting products by reducing the content of heavy metals in them.

Способ получения органоминерального удобрения заключается в следующем. Осадок сточных вод помещают в реактор с мешалкой и обогревом для выщелачивания, добавляют раствор серной кислоты концентрацией 0,52-0,86 моль/дм³. Процесс выщелачивания ведут при соотношении твердой и жидкой фаз не ниже 1: 1, преимущественно из интервала 1:1-1:5 при 40-70^оС в течение 10-20 мин при перемешивании критерий Рейнольдса (≥1^. 10⁵). После выщелачивания осадок фильтруют. Обезвоженный осадок подают в смеситель, где проводят нейтрализацию остаточной кислотности (т.е. установление значения рН в интервале 7-8) смеси с помощью щелочных агентов, например гидроксидов калия, кальция и аммония КОН, Са(OH)₂, NH₄OH. После фильтрации смеси фильтрат доводят с помощью NaOH до рН=9-10, а осадок гидроксидов металлов подвергают сушке и последующей переработке для разделения металлов.A method of obtaining organic fertilizer is as follows. The sewage sludge is placed in a reactor with a stirrer and heating for leaching, a solution of sulfuric acid with a concentration of 0.52-0.86 mol / dm ^{3 is} added. The leaching process is carried out at a ratio of solid and liquid phases is not less than 1: 1, preferably from the range 1: 1-1: 5, at 40-70 ^{° C} for 10-20 minutes with stirring Reynolds number (≥1 May ^{^10.).} After leaching, the precipitate is filtered. The dehydrated sludge is fed to a mixer, where neutralization of residual acidity (i.e., setting the pH value in the range of 7-8) is carried out using alkaline agents, for example, potassium, calcium and ammonium hydroxides KOH, Ca (OH) ₂ , NH ₄ OH. After filtering the mixture, the filtrate was adjusted with NaOH to pH = 9-10, and the precipitate of metal hydroxides was dried and further processed to separate the metals.

Использование для выщелачивания растворов серной кислоты приводит к эффективному выделению из ОСВ таких металлов как Zn, Ni, Cr, Cu и др. При начальной концентрации H₂SO₄, равной 0,86 моль/дм³ (5%-ный раствор), и 70^оС в течение 10 мин удаляется около 70-90% Zn, 50-60% Ni, 80-90% Cr и 50-70% Cu. Снижение концентрации кислоты ниже 0,52 моль/дм³ в свою очередь снижает скорость процесса, а увеличение более 0,86 моль/дм³ приводит к излишнему расходу реагентов. Снижение температуры до 40^оС замедляет скорость процесса, при этом не происходит термокоагуляции садка, что усложняет фильтрацию. Повышение температуры процесса до 70^оС и выше приводит к излишнему коррозионному износу аппаратуры. Увеличение времени выщелачивания более 20 мин не дает существенного результата, так как скорость процесса заметно падает, что связано с удалением трудноизвлекаемой части ОСВ.The use of sulfuric acid solutions for leaching leads to the efficient separation of metals such as Zn, Ni, Cr, Cu, and others from the WWS at an initial concentration of H ₂ SO ₄ of 0.86 mol / dm ³ (5% solution), and At 70 ^° C, about 70-90% Zn, 50-60% Ni, 80-90% Cr and 50-70% Cu are removed in 10 minutes. A decrease in the concentration of acid below 0.52 mol / dm ³ in turn reduces the speed of the process, and an increase of more than 0.86 mol / dm ³ leads to excessive consumption of reagents. Lowering the temperature ^to 40 ° C slows down the speed of the process, while not going thermocoagulation cage, which complicates the filtration. Increasing the process temperature to ⁷⁰ ° C or higher results in excessive corrosive wear of equipment. An increase in the leaching time of more than 20 minutes does not give a significant result, since the speed of the process drops markedly, which is associated with the removal of the hard to extract part of the WWS.

П р и м е р 1. Осадок подают в реактор для выщелачивания из нержавеющей стали с мешалкой и обогревом, затем добавляют воду и серную кислоту до получения концентрации Н₂SO₄ 0,52 моль/дм³ (3%-ный раствор) при соотношении твердой и жидкой фаз 1:5. Далее перемешивают смесь при значениях критерия Рейнольдса 1 ^.10⁵ и 70^оС в течение 20 мин. После выщелачивания смесь фильтруют на рамном пресс-фильтре. Отфильтрованный осадок подают в смеситель для нейтрализации остаточной кислотности при помощи гидроксида кальция до рН смеси 7,5. Фильтрат доводят при помощи NaOH до рН=10.PRI me R 1. The precipitate is fed into a stainless steel leach reactor with a stirrer and heating, then add water and sulfuric acid to obtain a concentration of H ₂ SO _{4 of} 0.52 mol / DM ³ (3% solution) at the ratio of solid and liquid phases 1: 5. Then mix the mixture with the values of the Reynolds criterion 1 ^. 10 ⁵ and 70 ^about C for 20 minutes After leaching, the mixture is filtered on a frame press filter. The filtered precipitate is fed to the mixer to neutralize the residual acidity with calcium hydroxide to a pH of 7.5. The filtrate was adjusted with NaOH to pH = 10.

П р и м е р 2. Процесс обработки ОСВ ведут аналогично приведенному в примере 1, но выщелачивание ведут раствором Н₂SO₄ концентрацией 0,86 моль/дм³ (5%-ный pаствоp) при 50^оС.EXAMPLE EXAMPLE 2. The processing SALT are similar to that given in Example 1, but the leaching solution are H ₂ SO ₄ concentration of 0.86 mol / dm ³ (5% pastvop) at 50 ° ^C.

Остаточное содеpжание металлов в очищенном ОСВ в соответствии с приведенными примерами дано в таблице. The residual metal content in the purified WWS in accordance with the examples given is given in the table.

Claims

METHOD FOR PRODUCING ORGANOMINERAL FERTILIZER, including treatment of sewage sludge, mechanical filtration and neutralization of residual acidity with an alkaline agent, characterized in that the treatment is carried out with a solution of sulfuric acid at a concentration of 0.52-0.86 mol / dm ³ , and mixing is carried out at 40-70 ^o C for 10-20 minutes.