Способ получения органоминерального удобрения из отходов древесины

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ДРЕВЕСИНЫ(71) Заявитель Белорусский государственный технологический университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный технологический университет(57) Способ получения органоминерального удобрения из отходов древесины, включающий измельчение, увлажнение отходов и их смешение с источником азота или источником азота, фосфора и калия,биодекструкцию полученной смеси при саморазогревании и с аэрацией массы, отличающийся тем,что в качестве источника азота используют нитраты щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 3,8 - 20,0 к массе абсолютно сухого вещества, или нитрат аммония в количестве 1,5 - 6,5 к массе абсолютно сухого вещества, или в качестве источника азота, фосфора и калия - нитроаммофоску в количестве 4,5 - 12,0 к массе абсолютно сухого вещества, аэрацию осуществляют с массовым расходом кислорода воздуха 0,5 - 20,0 г/час на кг абсолютно сухого вещества, а процесс ведут в течение 20 - 50 суток.(56) 1. Даниланс З. Использование компостированных опилок для удобрения культур сосны. Труды Латвийской сельскохозяйственной академии.-Рига. Вып. 93, 1975.-С. 12-18. Изобретение относится к переработке отходов лесопромышленного комплекса и к сельскому хозяйству, а именно, к усовершенствованию способа производства органоминеральных удобрений из малоиспользуемых древесных отходов и минеральных удобрений. Наиболее близким к заявляемому способу по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения органоминерального компоста, включающий измельчение древесных отходов, увлажнение их до влажности 65-75 отн., смешение массы с источником азота, аммиачной селитрой или аммиачной водой в количестве 8,6 кг/т (2,46-3,44 к массе а.с.в.) и 14,2 дм 3/т соответственно,источником фосфора - гранулированным суперфосфатом в количестве 11,4 кг/т, источником калия хлоридом калия - 2,9 кг/т отходов, биодеструкцию полученной смеси с периодическим аэрированием путем перемешивания 1. Недостатками данного способа являются длительный срок биоконверсии, не менее 180 суток и низкая степень конверсии органического вещества древесных отходов в гумусовые. Для устранения указанных недостатков предложен способ получения органоминерального удобрения из отходов древесины, включающий измельчение, увлажнение отходов и их смешение с источником азота или ис 2163 1 точником азота, фосфора, калия, биодеструкцию полученной смеси при саморазогревании и с аэрацией массы,в котором в качестве источника азота используют нитраты щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 3,8-20,0 к массе а.с.в., или нитрат аммония в количестве 1,5-6,5 к массе а.с.в. или в качестве источника азота, фосфора и калия - нитроаммофоску в количестве 4,5-12,0 к массе а.с.в., аэрацию осуществляют с массовым расходом кислорода воздуха 0,5-20,0 г/чкг а.с.в., а процесс ведут в течение 20-50 суток. Преимущество принудительного аэрирования деструктируемой массы и использование в качестве источника азота нитратов щелочных или щелочноземельных металлов или нитрата аммония в указанных количествах, нитроаммофоски, одновременно как источника азота, фосфора и калия с указанным расходом в сравнении с прототипом состоит в существенном снижении времени конверсии органического вещества древесных отходов и его превращении в гумусовые вещества, достигающим 9-35 от массы а.с.в. в зависимости от вида используемого древесного материала. Использование принудительной аэрации деструктируемой массы кислородом воздуха ускоряет процесс аэробного развития микроорганизмов и накопления биомассы, увеличивает коэффициент использования органического вещества отходов, повышает эффективность удаления продуктов метаболизма, регулирует образование игумусовых веществ. Введение нитратов щелочных или щелочноземельных металлов, нитроаммофоски, нитрата аммония стимулирует процесс диссимиляторной денитрификации, в котором нитраты используются в качестве окислителя органических веществ отходов, что обеспечивает микроорганизмы дополнительной энергией. При этом природа катиона азотсодержащей соли оказывает заметное влияние на указанный процесс. Сочетание принудительной аэрации с денитрификацией (ассимиляторной и диссимиляторной) нитратов, позволяет существенно увеличить скорость деструкции компонентов древесного вещества и образование гумусовых веществ. Из литературных источников неизвестно совместное применение принудительной аэрации с использованием в качестве источника азота нитратов щелочных или щелочноземельных металлов, нитрата аммония, нитроаммофоски одновременно как источника и азота, и фосфора, и калия с целью ускорения процесса биоконверсии отходов древесины с получением органоминерального удобрения с высоким содержанием гумусовых веществ, и нами предлагается впервые. Массовый расход кислорода воздуха 0,5-20,0 г/ч кг а.с.в. определен из условий достаточности для жизнедеятельности микроорганизмов и накопления гумусовых веществ. Снижение расхода кислорода воздуха ниже 0,5 г/ч кг а.с.в. не обеспечивает развитие аэробных форм микроорганизмов. Увеличение расхода кислорода воздуха выше 20,0 г/чкг а.с.в. оказывает влияние на образование гумусовых веществ и снижает содержание в продукте. Массовый расход нитратов щелочных или щелочноземельных металлов, нитрата аммония, нитроаммофоски выбран из условий достижения наилучшего результата по биоконверсии отходов древесины и сбалансированности питания по азоту. Снижение расхода нитратов щелочных или щелочноземельных металлов ниже 3,8 к массе а.с.в., нитрата аммония и нитроаммофоски ниже 1,5 и 4,5 к массе а.с.в. соответственно ведет к увеличению срока биодеструкции и неоправданным потерям органического вещества. Повышение расхода нитратов щелочных или щелочноземельных металлов, нитрата аммония, аммофоски выше соответственно 20,0 6,5 12 к массе а.с.в. не оказывает заметного влияния на активность микробиологических и интенсивность минерализационных процессов. Временной интервал определен из условий достижения наибольшего эффекта деструкции древесных отходов, который характеризуется степенью конверсии гемицеллюлоз, целлюлозы, лигнина, интенсивностью компостирования и содержанием гумусовых веществ в органоминеральном удобрении. При длительности процесса деструкции менее 20 суток не достигается требуемая степень конверсии древесного вещества. Период компостирования более 50 суток заметно уменьшает содержание гумусовых веществ в готовом продукте. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В качестве сырья использовали коро-опилковые отходы от механической переработки древесины ели. Содержание коры колебалось в пределах 8-10 от массы абсолютно сухого вещества (а.с.в.). Крупные куски измельчали. Фракционный состав отходов представлен следующим образом до 510-3 м 90, до 710-3 м - 10. Степень деструкции по- Выход орлисахаридов и лигнина ганоминерального удобрения,к легкотрудно- лиг- а.с.в. гидро- гидро- нина лизуелизуемых мых 7 8 9 10 Содержание гумусовых веществ в удобрении,к а.с.в. 6 Опилки древесины ели то же то же то же Опилки древесины осины то же то же Опилки древесины ели то же то же Кора хвойнолиственных пород (11) то же то же то же Навеску подготовленных отходов древесного вещества массой 2,860 кг (1,0 кг по а.с.в.) влажностью 65 смешивают с нитратом аммония в количестве 0,045 кг или 4,5 к массе а.с.в., двойным суперфосфатом 0,410-2 кг и хлористым калием - 0,47510-2 кг и загружают в реактор проточного типа. Реактор имеет ложное дно ниже уровня которого расположен штуцер для присоединения системы подачи кислорода воздуха,включающей компрессор и расходомер. После загрузки реакционной массы в реактор подается кислород воздуха из расчета 2 г/чкг а.с.в. Процесс биоконверсии ведут в течение 50 суток, поддерживая влажность массы постоянной.В результате получают органоминеральное удобрение с содержанием гумусовых веществ 9,2 к массе а.с.в. и выходом 73,4. Таким образом, получают продукт с высоким содержанием гумусовых веществ и в сравнении с прототипом продолжительность процесса сокращается в 3,6 раза. Результаты заявленного способа представлены в таблице. 2163 1 Примеры 2-18 выполнены по схеме примера 1, отличие состоит только в количестве вводимых реагентов биодеструкции отходов древесного вещества, расходе кислорода воздуха, времени биодеструкции, сырьевом материале. Примеры 16-18 выполнены по схеме примера 1, отличие состоит только в том, что в качестве источника азота, фосфора и калия используют нитроаммофоску с варьированием ее количества. Таким образом, заявленный способ позволяет получить органоминеральное удобрение с высоким, 9-35 от массы а.с.в., содержанием гумусовых веществ при сокращении продолжительности процесса в 3,6-9,0 раз в сравнении с прототипом. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.