RU2729366C1 - Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method - Google Patents
Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729366C1 RU2729366C1 RU2020111369A RU2020111369A RU2729366C1 RU 2729366 C1 RU2729366 C1 RU 2729366C1 RU 2020111369 A RU2020111369 A RU 2020111369A RU 2020111369 A RU2020111369 A RU 2020111369A RU 2729366 C1 RU2729366 C1 RU 2729366C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bioreactor
- bark
- dump
- processing
- bww
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 6
- 230000001461 cytolytic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001533 ligninolytic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 21
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 18
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186321 Cellulomonas Species 0.000 description 1
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000192710 Microcystis aeruginosa Species 0.000 description 1
- 108010024026 Nitrile hydratase Proteins 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000187562 Rhodococcus sp. Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- 230000002479 lignolytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007003 mineral medium Substances 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к сфере экологической и сельскохозяйственной биотехнологии, а именно, к утилизации и переработке материала короотвала - кородревесных отходов (КДО) целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих производств с получением жидкого и твердого органического удобрения.The group of inventions relates to the field of environmental and agricultural biotechnology, namely, to the disposal and processing of material from a bark heap - bark and wood waste (BWW) of pulp and paper and woodworking industries to obtain liquid and solid organic fertilizers.
Отходы деревообработки являются одним из самых распространенных видов промышленных отходов в России. Так как они представляют собой ценное углеродсодержащее сырье, необходимы рациональные способы его использования. В настоящее время многие короотвалы содержат десятки миллионов кубометров кородревесных отходов, которые мало используются для получения товарной продукции или извлечения энергии, а представляют собой объекты накопленного экологического ущерба, экологическая опасность которых для окружающей среды состоит в закислении почвы и воды не нейтрализованными кислотами - продуктами разложения КДО, поступлении в водоемы дополнительных источников углерода, способствующих цветению воды, в склонности к возгораниям.Wood waste is one of the most common types of industrial waste in Russia. Since they are valuable carbonaceous raw materials, rational ways of using them are necessary. Currently, many bark dumps contain tens of millions of cubic meters of bark and wood waste, which are little used to obtain marketable products or to extract energy, but are objects of accumulated environmental damage, the environmental hazard of which to the environment consists in acidification of soil and water with non-neutralized acids - decomposition products of BWW , the entry of additional carbon sources into water bodies, contributing to water bloom, in a tendency to fire.
В короотвалах, ввиду открытости системы, идут естественные процессы биодеструкции и гумификации, однако данные процессы очень длительны. Как показали результаты наших исследований, эти процессы лимитированы низким содержанием ряда биогенных элементов (N, Р, Mg, S), так и другими факторами, такими, как герметизация и глубокий анаэробиоз обводненных нижележащих слоев, что, практически, приводит к их консервации и остановке биодеструкции. Очевидно, что в таком состоянии материал КДО может сохраняться сотни лет без переработки в грунт. А биодеструкции подвержены в большей степени вышележащие, более поздние слои. (Максимов А.Ю., Максимова Ю.Г., Шилова А.В., Колесова О.В., Simonetti G. Исследование свойств и микробиологического состава кородревесных отходов короотвала г. Краснокамск // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. - 2018. - Вып. 4. - С. 98-112.).In the bark heaps, due to the openness of the system, there are natural processes of biodegradation and humification, but these processes are very long. As the results of our research have shown, these processes are limited by the low content of a number of biogenic elements (N, P, Mg, S) and by other factors, such as sealing and deep anaerobiosis of the watered underlying layers, which practically leads to their conservation and stoppage. biodegradation. Obviously, in this state, BWW material can be stored for hundreds of years without being processed into soil. And the overlying, later layers are more susceptible to biodegradation. (Maksimov A.Yu., Maksimova Yu.G., Shilova A.V., Kolesova O.V., Simonetti G. Investigation of the properties and microbiological composition of bark and wood waste from a bark dump in Krasnokamsk // Bulletin of PNRPU. Chemical technology and biotechnology. - 2018. - Issue 4. - S. 98-112.).
Распространенными способами утилизации материала короотвалов и других древесных отходов являются их применение в качестве топлива для получения энергии, а также пиролиз с получением древесного угля или сжигание с целью ликвидации без добычи энергии (Патент US 4235174, МПК: F23G 5/02, F23G 5/04, F23G 5/46, опубл. 25.11.1980. Патент RU 64209 МПК: С10В 1/04, опубл. 27.06.2007. Патент RU 171632, МПК: F23B 10/00, F23B 30/10, F23G 5/24, F23H 3/02, F23H 9/02, опубл. 07.06.2017. Патент RU 2654664, МПК: F23G 5/16; F23G 7/06, опубл. 21.05.2018). Однако в качестве топлива для получения энергии хорошо подходит только высушенный древесный материал. Большинство же короотвалов сложено из материала, накопленного в течение десятилетий, частично окисленного, увлажненного, имеющего даже в высушенном состоянии низкую теплоотдачу. Применение способов пиролиза и сжигания в целях ликвидации материала корооотвалов приводит к нерациональному использованию ценного органического ресурса, высоким энергозатратам и загрязнению атмосферного воздуха.Common methods of disposal of material from bark heaps and other wood waste are their use as a fuel for energy production, as well as pyrolysis to obtain charcoal or combustion for disposal without energy production (US Patent 4235174, IPC:
Известны способы использования древесных отходов для получения композиционных материалов различного назначения (Патент RU 2515839, МПК: C08L 97/00, опубл. 20.05.2014. Патент US 10227460, МПК: C08J 5/00, опубл. 12.03.2019). Однако для получения качественных материалов необходимо сырье постоянного состава, не подвергнутое существенной природной окислительной деградации и биодеструкции, без гетерогенных примесей. Не свежий материал короотвалов не подходит для получения качественных композитов.Known methods of using wood waste to obtain composite materials for various purposes (Patent RU 2515839, IPC: C08L 97/00, publ. 05/20/2014. US patent 10227460, IPC:
Также известны способы переработки органических отходов, в том числе древесных, путем компостирования и ускорения природных процессов их биодеградации в емкостях, ямах, кучах или реакторах емкостного типа в ограниченном объеме. Часть подобных способов предусматривает смешивание и двухкомпонентное компостирование древесных отходов с фекальными отходами животноводства (навоз, птичий помет) или антропогенными (бытовые сточные воды или их осадки), что существенно ускоряет процессы компостирования за счет добавления источника лимитирующих процессы естественной биодеградации биогенных элементов, количество которых в древесных отходах низко (например, азота), а также из-за наличия ферментирующей микрофлоры (Патент RU 2126779, МПК: A23K 1/00, C05F 9/00, опубл. 27.02.1999. Патент RU 2186048, МПК: C05F 11/00, C05F 3/00, опубл. 27.07. 2002. Патент SU 1733433, МПК: C05F 11/00, опубл. 15.05.1992).Also known are methods for processing organic waste, including wood waste, by composting and accelerating the natural processes of their biodegradation in containers, pits, heaps or reactors of a capacitive type in a limited volume. Some of these methods involve mixing and two-component composting of wood waste with faecal waste from animal husbandry (manure, poultry droppings) or anthropogenic (domestic wastewater or their sludge), which significantly speeds up the composting processes by adding a source of limiting natural biodegradation of biogenic elements, the amount of which in wood waste is low (for example, nitrogen), and also due to the presence of fermenting microflora (Patent RU 2126779, IPC:
Недостатками данных способов является необходимость затрат на экскавационные работы и тот факт, что количество перерабатываемый массы древесных отходов ограничивается объемом емкости или площадки для переработки. В случае совместного компостирования с фекальными отходами большие затраты связаны с транспортировкой обоих компонентов к месту компостирования. Также известно, что процессы биологической переработки длительны, что в совокупности с ограниченным объемом ведет к низкой производительности данной технологии и несущественности ее использования в отношении короотвалов ЦБК, содержащих миллионы кубометров отходов.The disadvantages of these methods are the need for costs for excavation work and the fact that the amount of processed wood waste is limited by the volume of the container or site for processing. In the case of co-composting with faecal waste, large costs are associated with transporting both components to the composting site. It is also known that the processes of biological processing are long-lasting, which, together with a limited volume, leads to low productivity of this technology and the insignificance of its use in relation to pulp-and-paper mills containing millions of cubic meters of waste.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому, является способ переработки короотвала (патент RU 2520022, МПК: C05F 11/00, опуб. 20.06.2014 Бюл. №17), по которому в образованный короотвал вводят осадки сточных вод (ОСВ) очистных сооружений, содержащие, мас. %: влажность 92-96; массовая доля органических веществ 62-66; массовая доля общего азота 5,6-7,3; массовая доля общего фосфора (P2O5) 4,8-6,5; тяжелые металлы 0,02-2,0; остаточная нефть 0,015-0,25; рН 6,8, в соотношении кора : реагент (ОСВ) соответственно 8:2 с последующей аэрацией короотвала атмосферным воздухом, при этом в качестве разбавителя для реагента используют дренажные воды короотвала, а для получения органического удобрения процесс прокачки тела короотвала реагентом и воздухом повторяют неоднократно. Ввод ОСВ в короотвал осуществляют из смесителя по прямоугольной сетке нагнетательных скважин, снабженных перфорационными трубами для закачки раствора, а также последующей прокачки скважин с помощью компрессора атмосферным воздухом, при этом в основании короотвала выполнена траншея с защитной дамбой, подключенной трубопроводом через насос к третьему входу смесителя. В патенте также описан реактор емкостного типа, объем переработки КДО в котором ограничен объемом реактора.The closest in technical essence to the claimed one is a method for processing a bark dump (patent RU 2520022, IPC:
Недостатками данного способа являются использование осадков сточных вод бытовой канализации, которое не является безопасным в санитарно-гигиеническом и экологическом отношении, а также предусматривает затраты на транспортировку данного отхода в место утилизации короотвала, отсутствие возможности точной регуляции количества биогенных элементов, необходимых для ускорения биодеструкции, сбор дренажных вод в дренажной траншее, отсутствие получения жидкого органического удобрения, отсутствие механизма усреднения рециркуляции и перемешивания ожиженной фазы по высоте короотвала.The disadvantages of this method are the use of sewage sludge from the domestic sewage system, which is not safe in sanitary, hygienic and environmental terms, and also provides for the costs of transporting this waste to the disposal site of the bunker dump, the lack of the possibility of accurate regulation of the amount of biogenic elements necessary to accelerate biodegradation, collection drainage water in the drainage trench, lack of liquid organic fertilizer production, lack of a mechanism for averaging recirculation and mixing of the liquefied phase along the height of the dump.
Также из уровня техники известен башенный биореактор (патент RU 2019526, МПК: C02F 3/12, опубликован 15.09.1994), включающий цилиндрический корпус (К), аэратор с аэрационной трубой, цилиндрический кольцевой отстойник с коническим днищем и силовыми щелями, устройства ввода сточной и отвода очищенной воды, снабженный системой насосов и трубопроводов для циркуляции иловой смеси и ввода реагента, (К) в нижней части снабженный нижней и верхней коаксиально расположенными коническими диафрагмами с центральными отверстиями и струенаправляющим диффузором, на (К), под иловыми щелями отстойника, установлен кольцевой отражатель, устройство ввода сточных вод расположено в нижней части К, а отстойник выполнен встроенным и расположенным по периферии, своей цилиндрической частью образует горловину биореактора с отводом отходящих газов и снабжен отверстиями с шиберами для циркуляции иловой смеси и цилиндрической коаксиальной полупогружной перегородкой, создающей воздухоотделительное кольцевое пространство, аэратор может быть выполнен струйным или эрлифтным, причем эрлифтный аэратор может быть снабжен коаксиально расположенным кожухом в виде трубы. Данный башенный биореактор взят как прототип для заявляемого биореактора, используемого при осуществлении заявляемого способа. Недостатками башенного биореактора, устраняемыми заявляемым биореактором, является: ограничение объема перерабатываемого материала, в котором проходят процессы биодеструкции, внутренним объемом реактора; возможность переработки только жидких отходов, отсутствие возможности использования реактора для биодеструкции твердых отходов, таких, как КДО.Also known from the prior art is a tower bioreactor (patent RU 2019526, IPC: C02F 3/12, published on September 15, 1994), which includes a cylindrical body (K), an aerator with an aeration pipe, a cylindrical annular clarifier with a conical bottom and power slots, waste injection devices and removal of purified water, equipped with a system of pumps and pipelines for circulation of the sludge mixture and input of the reagent, (K) in the lower part, equipped with lower and upper coaxially located conical diaphragms with central holes and a jet diffuser, on (K), under the sludge slots of the settler, installed an annular reflector, a wastewater inlet device is located in the lower part of K, and the sump is built-in and located on the periphery, with its cylindrical part it forms the neck of the bioreactor with exhaust gases removal and is equipped with holes with gates for circulation of the sludge mixture and a cylindrical coaxial semi-submersible baffle that creates an air-separating annular space You, the aerator can be jet or air-lift, and the air-lift aerator can be provided with a coaxially located casing in the form of a pipe. This tower bioreactor is taken as a prototype for the inventive bioreactor used in the implementation of the inventive method. The disadvantages of the tower bioreactor, eliminated by the inventive bioreactor, are: limitation of the volume of the processed material, in which the biodegradation processes take place, by the internal volume of the reactor; the possibility of processing only liquid waste, the lack of the possibility of using a reactor for the biodegradation of solid waste, such as BWW.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является технологическая площадка (патент RU 2520022, МПК: C05F 11/00, опубл. 20.06.2014 Бюл. №17) для переработки и утилизации короотвала, включающая последовательно установленное и связанное трубопроводами с запорной арматурой следующее оборудование: смеситель для приготовления реагента, подключенный первым входом к емкости для разбавителя реагента, вторым входом - к емкости с ОСВ, а выходом - к насосной станции через компрессор к системе скважин, установленных в тело короотвала, например, по прямоугольной сетке нагнетательных скважин, снабженных перфорационными трубами для закачки реагента, а также последующей прокачки с помощью компрессора скважин атмосферным воздухом тела короотвала, при этом в основании короотвала выполнена траншея с защитной дамбой, подключенной трубопроводом через насос к третьему входу смесителя.The closest in technical essence to the claimed one is the technological site (patent RU 2520022, IPC: C05F 11/00, publ. 20.06.2014 Bull. No. 17) for processing and disposal of a boulder dump, including the following equipment installed in series and connected by pipelines with valves: mixer for preparation of the reagent, connected by the first inlet to the reservoir for the diluent of the reagent, the second inlet to the reservoir with the WWS, and the outlet to the pumping station through the compressor to the system of wells installed in the body of the bunker, for example, along a rectangular grid of injection wells equipped with perforation pipes for pumping the reagent, as well as subsequent pumping with the help of a compressor of the wells with atmospheric air of the body of the bunker dump, while at the base of the bunker dump a trench is made with a protective dam connected by a pipeline through a pump to the third inlet of the mixer.
Недостатками данной технологической площадки, устраняемыми заявляемым изобретением, являются: применение сточных вод, являющихся небезопасными с точки зрения санитарных норм; необходимость расположения короотвала вблизи источника бытовых стоков, либо расходы на транспортировку последних; отсутствие регулирования состава биогенных элементов, необходимых для биодеструкции; отсутствие процесса получения жидкого биоудобрения, введение реагента, содержащего осадки сточных вод, через перфарированные трубы без равномерного распределения и усреднения по глубине.The disadvantages of this technological site, eliminated by the claimed invention, are: the use of wastewater, which is unsafe from the point of view of sanitary standards; the need to locate the dump near the source of domestic wastewater, or the cost of transporting the latter; lack of regulation of the composition of nutrients required for biodegradation; the absence of a process for obtaining liquid biofertilizer, the introduction of a reagent containing sewage sludge through perforated pipes without uniform distribution and averaging over depth.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении настоящего изобретения, является обеспечение переработки кородревесных отходов в теле короотвала, многократное ускорение процессов биодеструкции КДО и превращение его массы в полезные продукты - жидкое и твердое органическое удобрение с небольшими затратами на использование дополнительных материалов.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to ensure the processing of bark and wood waste in the body of a bark dump, multiple acceleration of the processes of biodegradation of BWW and the transformation of its mass into useful products - liquid and solid organic fertilizer with low costs for the use of additional materials.
Этот результат достигается тем, что биологическая деструкция и переработка КДО происходит внутри тела короотвала, без их извлечения, с использованием открытых биореакторов нового типа, создающих зону ускоренной биологической переработки; оптимизацией состава среды биодеструкции введением лимитирующих биогенных элементов в толщу короотвала в виде активирующего раствора, представляющего собой сбалансированную по содержанию биогенных элементов смесь химических соединений и введением сообществ микроорганизмов - биодеструкторов КДО, в результате чего происходит переработка материала короотвала в твердое органическое удобрение с формированием также жидкого органического удобрения, которое подлежит выкачиванию и транспортировке на место его использования.This result is achieved by the fact that biological destruction and processing of BWW takes place inside the body of the dump, without removing them, using open bioreactors of a new type, creating a zone of accelerated biological processing; optimization of the composition of the biodegradation medium by the introduction of limiting biogenic elements into the thickness of the dump in the form of an activating solution, which is a mixture of chemical compounds balanced in the content of biogenic elements and the introduction of communities of microorganisms - biodegradants of BWW, as a result of which the material of the dump is processed into a solid organic fertilizer with the formation of a liquid organic fertilizer, which must be pumped out and transported to the place of its use.
Технический результат достигается с помощью способа, включающего получение активирующего раствора, сбалансированного по содержанию биогенных элементов - азота, фосфора, калия, магния, микроэлементов, а также включающего сообщества микроорганизмов-биодеструкторов КДО, введение в толщу короотвала активирующего раствора через биореакторы с перфорированной стенкой (что многократно ускоряет процесс биодеструкции), периодическую аэрацию материала короотвала через биореакторы с перфорированной стенкой, периодическое выкачивание образующегося в результате ускоренной биодеструкции жидкого биоудобрения из емкости биореактора.The technical result is achieved using a method including obtaining an activating solution balanced in terms of the content of biogenic elements - nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, microelements, as well as including communities of microorganisms-biodestructors of BWW, introducing an activating solution into the thickness of the bunker dump through bioreactors with a perforated wall (which repeatedly accelerates the process of biodegradation), periodic aeration of the material of the bunker dump through bioreactors with a perforated wall, periodic pumping of the liquid biofertilizer formed as a result of accelerated biodegradation from the bioreactor tank.
Способ осуществляется посредством технологической линии переработки и утилизации короотвала, включающей последовательно установленное и связанное трубопроводами с запорной арматурой и фильтрами следующее оборудование: бункер-смеситель для приготовления активирующего раствора, подключенный выходом через реверсивный насос к системе биореакторов, установленных в тело короотвала в виде гексагональной или прямоугольной сети, компрессор для аэрации, также подключенный выходом к системе биореакторов через трубопроводы, приемный бункер для сбора ожиженной фазы, представляющей собой жидкое биоудобрение, подключенный к системе биореакторов через реверсивный насос. Система биореакторов включает по меньшей мере один биореактор, а максимальное количество биореакторов не ограничено.The method is carried out by means of a technological line for processing and disposal of a bunker dump, which includes the following equipment installed in series and connected by pipelines with valves and filters: a bunker-mixer for preparing an activating solution, connected by an outlet through a reversible pump to a system of bioreactors installed in the body of a boulder dump in the form of a hexagonal or rectangular networks, a compressor for aeration, also connected with the outlet to the bioreactor system through pipelines, a receiving hopper for collecting the liquefied phase, which is a liquid biofertilizer, connected to the bioreactor system through a reversible pump. The bioreactor system includes at least one bioreactor, and the maximum number of bioreactors is not limited.
Применяемый в технологической линии биореактор представляет собой цилиндрическую конструкцию из легких прочных коррозионно-стойких материалов, с перфорированным корпусом, внутренней трубой и трубами для подвода от бункера-смесителя активирующего раствора и подачи воздуха, а также отвода ожиженной фазы в приемный бункер.The bioreactor used in the production line is a cylindrical structure made of light, durable corrosion-resistant materials, with a perforated body, an inner pipe and pipes for supplying the activating solution from the mixing hopper and air supply, as well as removing the liquefied phase into the receiving hopper.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: многократное ускорение процессов биодесрукции КДО, переработка и утилизация короотвала с получением твердого и жидкого органического удобрения непосредственно в месте складирования, в теле короотвала.The above set of essential features allows to obtain the following technical result: multiple acceleration of the processes of BWW biodegradation, processing and disposal of the bark dump to obtain solid and liquid organic fertilizers directly at the storage site, in the body of the bark dump.
Изобретение дает возможность получить органическое удобрение при переработке органических отходов, исключить источник загрязнения воздуха, являющийся результатом самовозгорания массива короотвала, а также очистить и рекультивировать площадь, занимаемую телом короотвала.The invention makes it possible to obtain organic fertilizer during the processing of organic waste, to exclude the source of air pollution resulting from spontaneous combustion of the bark dump array, and also to clean and reclaim the area occupied by the bark dump body.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема биореактора для переработки короотвала; А-А - вид биореактора вы разрезе;The invention is illustrated in the drawings, where FIG. 1 shows a diagram of a bioreactor for processing a bark dump; A-A - sectional view of the bioreactor;
на фиг. 2 - схема подключения биореактора в технологическйю линию переработки и утилизации короотвала;in fig. 2 - diagram of the connection of the bioreactor to the technological line of processing and disposal of the dump;
на фиг. 3 - схема технологической линии с расположением системы биореакторов на короотвале.in fig. 3 is a diagram of a technological line with an arrangement of a bioreactor system on a dump.
Условные обозначения:Legend:
1 - наружная перфорированная стенка корпуса биореактора;1 - outer perforated wall of the bioreactor housing;
2 - отверстия в корпусе биореактора;2 - holes in the bioreactor body;
3 - внутренняя труба;3 - inner pipe;
4 - трубка для подачи активирующего раствора;4 - tube for activating solution supply;
5 - трубка для аэрации;5 - aeration tube;
6 - крышка биореактора6 - bioreactor cover
7 - биореактор,7 - bioreactor,
8 - емкость-смеситель,8 - mixing tank,
9 - клапан,9 - valve,
10 - фильтр,10 - filter,
11 - реверсивный регулируемый насос,11 - reversible variable pump,
12 - манометр,12 - pressure gauge,
13 - реверсивный регулируемый компрессор,13 - reversible variable compressor,
14 - приемный бункер14 - receiving hopper
15 - подача активирующего раствора;15 - supply of an activating solution;
16 - отвод ожиженной фазы - жидкого биоудобрения16 - removal of the liquefied phase - liquid biofertilizer
Биореактор (Фиг. 1) представляет собой цилиндрическую емкость наружные стенки 1 которой выполнены с перфорацией. Перфорация наружной стенки 1 корпуса биореактора представляет собой равноудаленные друг от друга по высоте и по окружности биореактора круглые отверстия 2. Внутри цилиндрической емкости биореактора по центру установлена внутренняя труба 3 без перфорации, приточная трубка 4 проложена между стенкой 1 корпуса биореактора и внутренней трубой 3. Свободный конец приточной трубки 4 открывается в пространство цилиндрической емкости биореактора. Вторая приточная трубка 5, предназначенная для аэрации, так же проложена в пространстве между внешней стенкой 1 биореактора и внутренней трубой 3, а конец трубки 5 через загиб выходит в центр трубы 3 в нижней части биореактора; верхняя часть биореактора закрывается крышкой 6.The bioreactor (Fig. 1) is a cylindrical container, the
Биореактор (Фиг. 1), монтируется в тело короотвала и действует следующим образом: через приточную трубку 4 подается активирующий раствор для ускорения биодеструкции, усредняется за счет перемешивания во внутреннем объеме биореактора и через отверстия 2 в его корпусе поступает в тело короотвала, что обеспечивает формирование в теле короотвала вокруг биореактора зоны, в которой происходит многократное ускорение биодеструкции. Через приточную трубку 5 периодически подается атмосферный воздух в нижнюю часть биореактора и его восходящий поток во внутреннем объеме трубы 3, создает эффект эрлифтного перемешивания, а через отверстия 2 в корпусе биореактора происходит аэрация зоны ускоренной биодеструкции, что дополняет анаэробные процессы биодеструкции более быстрыми - аэробными. Также поток воздуха используется для продувки биореактора изнутри в случае закупоривании отверстий. Внутренняя труба 3 биореактора служит для усреднения, перемешивания и равномерного распределения активирующего раствора. Образующаяся при биодеструкции КДО в зоне короотвала снаружи биореактора жидкая фаза представляет собой жидкое биоудобрение, которое путем диффузии заполняет внутренний объем биореактора и далее откачивается из внутреннего объема биореактора путем реверсивной подачи через трубку 4 или 5. После работы биореактора в течение 6 месяцев окружающий его материал короотвала представляет собой твердое биоудобрение.The bioreactor (Fig. 1), is mounted in the body of the bunker dump and acts as follows: an activating solution is supplied through the supply pipe 4 to accelerate biodegradation, it is averaged by stirring in the internal volume of the bioreactor and through
Биореактор выполнен из полимерных или композиционных материалов, таких, как полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, полиакрилаты, композиционные материалы на основе эпоксидных смол и армирующих волокон или др. Такая особенность исполнения биореактора дает следующие преимущества:The bioreactor is made of polymeric or composite materials, such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyacrylates, composite materials based on epoxy resins and reinforcing fibers, etc. This feature of the bioreactor design provides the following advantages:
- легкость конструкции при достаточно высокой ее прочности, что важно при применении на короотвалах ввиду рыхлости, подвижности и неоднородности материала короотвала, ограничивающих применение тяжелых металлических или иных конструкций;- lightness of the structure with a sufficiently high strength, which is important when used on bunkers due to the looseness, mobility and heterogeneity of the material of the bunker, which limits the use of heavy metal or other structures;
- легкость монтажа конструкции, не требующая применения тяжелого оборудования, что также важно ввиду рыхлости, подвижности и неоднородности материала короотвала;- ease of installation of the structure, which does not require the use of heavy equipment, which is also important due to the looseness, mobility and heterogeneity of the material of the bunker blade;
- коррозионная стойкость конструкции, что важно ввиду работы в условиях увлажнения и присутствия растворенных солей;- corrosion resistance of the structure, which is important in view of work in conditions of humidification and the presence of dissolved salts;
- мобильность, возможность быстрой переустановки по мере необходимости на соседний участок.- mobility, the ability to quickly reinstall as needed to a neighboring site.
Технологическая линия для переработки короотвала (Фиг. 2) включает в себя следующие элементы: по меньшей мере один биореактор 7, установленный в тело короотвала; бункер-смеситель 8 для приготовления активирующего раствора, снабженный мешалкой для принудительного перемешивания, подключенный через запорный вентиль 9, фильтр 10, реверсивный регулируемый насос 11 и вентиль, снабженный манометром 12, к приточной трубке 4 биореактора; реверсивный регулируемый компрессор 13, снабженный фильтром 10 на входе и присоединенный выходом через клапан 9, снабженный манометром 12, к входу трубки 5 для аэрации биореактора; приемный бункер 14 для сбора жидкого биоудобрения, присоединенный через трубопроводы, снабженные клапанами 9, фильтром 10, реверсивным регулируемым насосом 11, манометром 12, к трубкам 4 и 5 биореактора.The technological line for processing the bark dump (Fig. 2) includes the following elements: at least one
К одному бункеру-смесителю 8 для приготовления активирующего раствора через реверсивный насос 11 и разводку трубопроводов может быть присоединено несколько биореакторов 7 в виде гексагональной или прямоугольной сети с шагом от 3 до 10 м, как показано на Фиг. 3. Количество биореакторов, подключенных в технологическую линию зависит от перерабатываемой площади короотвала. Рекомендуется размещать 1 биореактор на 12-100 квадратных метров в зависимости от желаемой скорости переработки. Все трубопроводы подачи активирующего раствора и воздуха, а также отведения жидкого биоудобрения снабжены фильтрами 10.
Технологическая линия для переработки короотвала (Фиг. 2) действует следующим образом.The technological line for processing the bark dump (Fig. 2) operates as follows.
Активирующий раствор подается в биореактор 7 из бункера-смесителя 8, с помощью реверсивного насоса 11, через трубопровод, снабженный запорным вентилем 9, подключенный к приточной трубке 4 биореактора. Для приготовления активирующего раствора в бункер-смеситель 8 подают его компоненты в сухом виде или в виде концентратов, а также воду для разбавления из внешнего водопровода или емкости для воды. Все выходы трубопроводов снабжены запорными вентилями 9, фильтрами 10 и манометрами 12. Атмосферный воздух для аэрации забирается из внешней среды, фильтруется через фильтр грубой очистки и подается реверсивным регулируемым компрессором 13 в трубку 5 для аэрации биореактора. Ожиженная фаза из биореактора 7 периодически выкачивается по мере переработки КДО путем реверсивной подачи и переключения соответствующих клапанов 9 в приемный бункер 14.The activating solution is supplied to the
Способ переработки кородревесных отходов осуществляют следующим образом.The method for processing bark and wood waste is as follows.
В бункере-смесителе 8 готовят путем растворения в воде активирующий раствор, содержащий мг/л: N - 120-150; Р - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5; сообщество микроорганизмов -биодеструкторов КДО, обладающих целлюлолитической и лигнинолитической активностями 1010 КОЕ/л; рН - 7,5-8. По трубопроводу через реверсивный насос (11) готовый активриующий раствор периодически подают в биореакторы 7, погруженные в тело короотвала, при этом активирующий раствор усредняется и через отверстия 2 в наружной стенке 1 биореактора распределяется в теле короотвала, чем создается благоприятная среда для активации и многократного ускорения процесса биодеструкции. Также периодически проводят аэрация среды путем продувки КДО атмосферным воздухом, который нагнетается в реактор 7 компрессором 13. Для предотвращения засорения реверсивных насосов (11) все трубопроводы подачи активирующего раствора и воздуха, а также отведения жидкого биоудобрения снабжены фильтрами 10. По мере прохождения биодеструкции образуется жидкое биоудобрение, которое периодически выкачивают из емкости биореактора через реверсивный насос 11 в приемный бункер 14, а основная часть КДО превращается в твердое биоудобрение.In the bunker-
Технический результат - ускорение в 1000 и более раз процессов биодеструкции КДО, переработка и утилизация короотвала с получением твердого и жидкого органического удобрения непосредственно в месте складирования, в теле короотвала - достигается за счет активирования роста аборигенной микрофлоры путем добавления необходимых биогенных элементов, отсутствующих в материале короотвала в необходимом количестве, внесения сообщества культур - биодеструкторов, а также за счет аэрации и частичного замещения медленных процессов биодеградации, характерных для анаэробных процессов, быстрыми аэробными процессами. Переработка КДО в теле короотвала, без извлечения и одновременное использование сети из множества легко монтируемых биореакторов, создающих вокруг себя зону ускоренной биодеградации и гумификации КДО, обеспечивает одновременную непрерывную переработку больших объемов короотвала, что компенсирует длительность процесса и делает его технологичным.EFFECT: acceleration of BWW biodegradation processes by 1000 or more times, processing and utilization of a bark dump to obtain solid and liquid organic fertilizer directly at the storage site, in the body of a bark dump - is achieved by activating the growth of aboriginal microflora by adding the necessary biogenic elements that are absent in the material of the bark dump in the required amount, the introduction of the community of cultures - biodestructors, as well as due to aeration and partial replacement of slow biodegradation processes, characteristic of anaerobic processes, by fast aerobic processes. Processing of BWW in the body of the dump, without extraction and the simultaneous use of a network of many easily assembled bioreactors, creating around itself a zone of accelerated biodegradation and humification of BWW, ensures the simultaneous continuous processing of large volumes of the dump, which compensates for the duration of the process and makes it technologically advanced.
В результате активированного процесса биодергадации происходит переработка материала КДО с образованием органоминерального удобрения, которое может быть использовано в тепличном и полевом земледелии, а также в приусадебном сельском хозяйстве.As a result of the activated biodergation process, the BWW material is processed to form an organic fertilizer, which can be used in greenhouse and field agriculture, as well as in home farming.
Для активирования микробиологических процессов раз в 1-4 дня производят прокачку биореакторов атмосферным воздухом со скоростью 30 м3/ч/1 м3 объема биореактора в течение 30-60 минут.To activate microbiological processes, once every 1-4 days, the bioreactors are pumped with atmospheric air at a rate of 30 m 3 / h / 1 m 3 of the bioreactor volume for 30-60 minutes.
Введение активирующего раствора значительно повышает обводненность верхних пересыхающих в жаркое время года, слоев короотвала, что значительно снижает его пожароопасность.The introduction of an activating solution significantly increases the water content of the upper layers of the bark dump, which dry up in the hot season, which significantly reduces its fire hazard.
Способ поясняется следующими примерами:The method is illustrated by the following examples:
Пример 1.Example 1.
Переработка КДО в присутствии активирующего реагента (минеральных солей).BWW processing in the presence of an activating reagent (mineral salts).
Переработку кородревесных отходов короотвала производят в лабораторных условиях в колбах Эрленмейера объемом 300 мл, в которые помещают 200 г материала КДО и доливают 50 мл стерильного активирующего раствора, содержащего, мг/л: N - 100-150; Р - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5-8.Processing of bark-wood waste of a bark dump is carried out in laboratory conditions in Erlenmeyer flasks with a volume of 300 ml, into which 200 g of BWW material are placed and 50 ml of sterile activating solution containing, mg / l: N - 100-150; P - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5-8.
Варианты состава активирующего раствора, мг/л:Variants of the composition of the activating solution, mg / l:
1) N - 100; Р - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5.1) N - 100; P - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5.
2) N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5.2) N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5.
3) N - 100; Р - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8.3) N - 100; P - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.
4) N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8.4) N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.
5) N - 100; Р - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8,5.5) N - 100; P - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.5.
6) N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8,5.6) N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.5.
Культивирование проводят при комнатной температуре в течение 6 месяцев. Аэрацию осуществляют путем периодической продувки атмосферным воздухом со скоростью 30 л3/ч/1 л объема реакционной среды в течение 30-60 минут.The cultivation is carried out at room temperature for 6 months. Aeration is carried out by periodic blowing with atmospheric air at a rate of 30 l 3 / h / 1 l of the volume of the reaction medium for 30-60 minutes.
Многократное ускорение процесса переработки КДО при добавлении минеральных солей и аэрации обусловлено тем, что внесенные добавки компенсируют дефицит необходимых биогенных элементов в КДО и активируют в нем микробиологические процессы биодеструкции, а периодическая аэрация приводит к дополнению медленных анаэробных процессов биодеструкции быстрыми аэробными. Об интенсивности переработки КДО свидетельствует убыль сухой биомассы и увеличение количества экстрагируемых органических соединений. Результаты эксперимента приведены в табл. 1. По убыли сухой массы процесс биодеструкции ускоряется в 1000 и более раз. Получаемая ожиженная фаза представляет собой жидкое биоудобрение, а переработанный материал КДО - твердое биоудобрение.The multiple acceleration of the process of BWW processing with the addition of mineral salts and aeration is due to the fact that the introduced additives compensate for the deficiency of necessary biogenic elements in BWW and activate microbiological processes of biodegradation in it, and periodic aeration leads to the addition of slow anaerobic biodegradation processes with fast aerobic ones. The intensity of BWW processing is evidenced by a decrease in dry biomass and an increase in the amount of extracted organic compounds. The experimental results are shown in table. 1. According to the loss of dry mass, the biodegradation process is accelerated by a factor of 1000 or more. The resulting liquefied phase is a liquid biofertilizer, and the processed BWW material is a solid biofertilizer.
Пример 2.Example 2.
Переработка КДО сообществами микроорганизмов-биодеструкторов КДО, выделенных из верхних слоев короотвала.Processing of BWW by communities of microorganisms-biodegradants of BWW isolated from the upper layers of the bark dump.
Для выделения сообществ микроорганизмов-биодеструкторов КДО используют минеральную среду N (Максимов А.Ю. Влияние нитрилов и амидов на рост и нитрилгидратазную активность штамма Rhodococcus sp. gt1 // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. №1. С. 63-68, с. 64) с добавлением промытого дистиллированной водой и простерилизованного материала КДО в количестве 10 г/л.To isolate communities of microorganisms-biodestructors of BWW, use the mineral medium N (Maksimov A.Yu. The effect of nitriles and amides on the growth and nitrile hydratase activity of the Rhodococcus sp. Gt1 strain // Applied Biochemistry and Microbiology. 2003. No. 1. P. 63-68, p. 64) with the addition of BWDW washed with distilled water and sterilized in an amount of 10 g / l.
Биодеструкцию КДО короотвала проводят как в примере 1. Колбы предварительно простерилизованных образцов КДО инокулируют предварительно выделенными из верхних слоев КДО короотвала сообществами микроорганизмов в концентрации 1010 КОЕ/л, содержащими целлюлолитические, лигнолитические и сбраживающие углеводы бактерии, например, представителей Cellulomonas, Streptomices и Lactobacillus. Об интенсивности процессов биодеструкции свидетельствует убыль сухой биомассы и увеличение количества экстрагируемых органических соединений.Biodegradation of BWW of bark dump is carried out as in example 1. Flasks of pre-sterilized BWW samples are inoculated with communities of microorganisms previously isolated from the upper layers of BWW of bark dump at a concentration of 10 10 CFU / l, containing cellulolytic, lignolytic and carbohydrate fermenting bacteria, for example, representatives of Cellulomonas, Streptomices and Lactobacillus. The intensity of biodegradation processes is evidenced by a decrease in dry biomass and an increase in the amount of extracted organic compounds.
Аэрацию осуществляют путем продувки атмосферным воздухом со скоростью 30 л3/ч/1 л объема реакционной среды в течение 30-60 часов. Культивирование проводят при комнатной температуре в течение 6 месяцев. Результаты эксперимента приведены в табл. 2. По убыли сухой массы процесс биодеструкции ускоряется в 1000 и более раз.Aeration is carried out by blowing atmospheric air at a rate of 30 L 3 / h / 1 L of the volume of the reaction medium for 30-60 hours. The cultivation is carried out at room temperature for 6 months. The experimental results are shown in table. 2. According to the loss of dry mass, the biodegradation process is accelerated by 1000 and more times.
Пример 3.Example 3.
Переработка КДО с использованием биореактора открытого типаBWW processing using an open-type bioreactor
Переработку КДО проводят в месте складирования КДО или в теле короотвала с использованием биореактора (фиг. 1). В качестве активирующего используют раствор, содержащий мг/л: N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8,0, сообщество микроорганизмов - биодеструкторов КДО, обладающих целлюлолитической и лигнинолитической активностями 1010 КОЕ/л; рН - 7,5-8,0. Проводят периодическую подачу активирующего раствора и аэрацию. Соотношение КДО : активирующий раствор варьируют в пределах 30:1-300:1. Аэрацию осуществляют путем периодической продувки биореактора воздухом 30 л3/ч/1 л в течение 6 месяцев.BWW processing is carried out at the BWW storage site or in the body of a bark dump using a bioreactor (Fig. 1). A solution containing mg / l is used as an activator: N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.0, the community of microorganisms - biodegradants of BWW, with cellulolytic and
Аэрацию осуществляют путем продувки атмосферным воздухом со скоростью 100 л3/ч в течение в течение 30-60 минут. Биодеструкцию проводят в течение 6 месяцев. Результаты эксперимента приведены в табл. 3.Aeration is carried out by blowing with atmospheric air at a rate of 100 l 3 / h for 30-60 minutes. Biodegradation is carried out within 6 months. The experimental results are shown in table. 3.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111369A RU2729366C1 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111369A RU2729366C1 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2729366C1 true RU2729366C1 (en) | 2020-08-06 |
Family
ID=72085514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020111369A RU2729366C1 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2729366C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4135907A (en) * | 1977-05-17 | 1979-01-23 | Aerotherm, Inc. | Pulp tree bark treatment |
| SU1654295A1 (en) * | 1988-01-28 | 1991-06-07 | Архангельский институт леса и лесохимии | Method of producing organic fertilizer from bark |
| SU1733433A1 (en) * | 1990-03-12 | 1992-05-15 | Клайпедский Комбинат Древесных Материалов | Method for production of organic fertilizer |
| RU2249583C2 (en) * | 2001-01-29 | 2005-04-10 | Туев Николай Антонович | Method for production of organic fertilizers from wood bark |
| JP2005230000A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Abe Sogyo:Kk | A soil improvement method using wood chips and lactic acid bacteria. |
| RU2520022C2 (en) * | 2011-09-08 | 2014-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермский научно-исследовательский институт бумаги" | Method of processing of bark-dump and process area for its implementation |
-
2020
- 2020-03-18 RU RU2020111369A patent/RU2729366C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4135907A (en) * | 1977-05-17 | 1979-01-23 | Aerotherm, Inc. | Pulp tree bark treatment |
| SU1654295A1 (en) * | 1988-01-28 | 1991-06-07 | Архангельский институт леса и лесохимии | Method of producing organic fertilizer from bark |
| SU1733433A1 (en) * | 1990-03-12 | 1992-05-15 | Клайпедский Комбинат Древесных Материалов | Method for production of organic fertilizer |
| RU2249583C2 (en) * | 2001-01-29 | 2005-04-10 | Туев Николай Антонович | Method for production of organic fertilizers from wood bark |
| JP2005230000A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Abe Sogyo:Kk | A soil improvement method using wood chips and lactic acid bacteria. |
| RU2520022C2 (en) * | 2011-09-08 | 2014-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермский научно-исследовательский институт бумаги" | Method of processing of bark-dump and process area for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7297274B2 (en) | Fixed-film anaerobic digestion of flushed waste | |
| KR101375343B1 (en) | Waste for energy production system | |
| US9163207B2 (en) | Anaerobic treatment system and device | |
| Cheng et al. | Swine wastewater treatment in anaerobic digesters with floating medium | |
| CN102557368A (en) | High-temperature aerobic composting treatment process for municipal sludge | |
| KR101044445B1 (en) | Pig company circulation type eco-friendly manure processing device and method | |
| EP2678295A1 (en) | Method and system for sanitization of pathogen containing liquid waste in composting applications | |
| CN205874405U (en) | A reactor for adopting anaerobic digestion is by living beings bio gas | |
| US6982035B1 (en) | Biphase orbicular biodigester | |
| CN105330096B (en) | A kind of sewage disposal external whole process deodoration system and application | |
| US7879236B2 (en) | Micro gas attendant system | |
| KR100453806B1 (en) | High concentrated organic wastewater treatment apparatus and method thereof | |
| CN101643276A (en) | Alga combined pond device | |
| KR101316089B1 (en) | Manufacturing method of liquid fertilizer aerobic fermentation and method for growing plants using liquid fertilizer | |
| RU2729366C1 (en) | Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method | |
| KR101595184B1 (en) | Composting method organic waste | |
| CN210620525U (en) | Water-fertilizer co-production device for breeding manure | |
| IL281480A (en) | Process and apparatus for the treatment of organic feedstock | |
| RU2186475C2 (en) | Manure water reprocessing method and apparatus | |
| KR101977930B1 (en) | Cohesion disposal apparatus for animal excretion | |
| CN211946744U (en) | Reaction system for sludge resource utilization | |
| Ghaly | Biogas production from dairy manure using continuous mix and no-mix mesophilic reactors | |
| RU2655795C1 (en) | Device for producing pig breeding sewage wastes biogas and fertilizers | |
| RU2646873C1 (en) | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank | |
| JP2001239241A (en) | Device and method of treating organic waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210120 |