Способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов (варианты)
Изобретение относится к области переработки и утилизации органических и органоминеральных веществ и, прежде всего, отходов путем их компостирования и может быть использовано в сельском и огородно-дачных хозяйствах, в лесной и деревообрабатывающей промышленности, в коммунальном хозяйстве городов и населенных пунктов. В компостируемую массу вносят щелочной реагент, в качестве которого используют щелочной экстракт одного из каустобиолитов угольного ряда в виде водного раствора гумата одного из веществ, выбранных из группы, состоящей из натрия, калия, аммония. При использовании гумата натрия или гумата калия в раствор гумата добавляют по меньшей мере одно слабокислое или нейтральное азотсодержащее и/или фосфорсодержащее вещество, а при использовании гумата аммония - по меньшей мере одно фосфорсодержащее вещество. Способ обеспечивает повышение питательной ценности и увеличение мелиорирующих свойств компоста за счет ускорения процессов физико-химической и микробиологической деструкции вещества компостируемой массы и преимущественной гумификации продуктов распада органического вещества. 3. с. и 15 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области переработки и утилизации органических и органо-минеральных веществ и, прежде всего, отходов путем их компостирования и может использоваться в сельском и огородно-дачных хозяйствах для компостирования растительных отходов и навоза; в лесной и деревообрабатывающей отраслях народного хозяйства для компостирования древесных отходов, в том числе лигнина; в коммунальном хозяйстве городов и населенных пунктов для компостирования бытовых, в том числе пищевых, отходов; а также для компостирования осадков сточных вод и флотошламов.
Известен способ компостирования органических отходов, включающий внесение в массу компостируемого органического вещества - торфа (Воспроизводство гумуса и хозяйственно-биологический круговорот органического вещества в земледелии. Рекомендации. М.: ВО "Агропромиздат". 1989, с.42-44). Известный способ предполагает применение большого количества торфа, вплоть до 50% от массы компостируемого материала, что cвязано с большими затратами на его добычу, доставку, хранение, дозировку и внесение. При этом внесение больших доз торфа приводит к подкислению компостируемой массы и замедлению процессов разложения органического вещества. Это в свою очередь требует внесения извести, что еще больше усложняет и удорожает компостирование органической массы. Помимо вносимых вместе с торфом полезных для процесса компостирования гуминовых веществ и микроорганизмов, вносятся остатки трудноразлагаемых растений, а также семена сорняков, возбудители болезней растений, личинки вредных насекомых и т.д. Известен также способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, включающий внесение в компостируемую массу щелочного реагента в виде аммиачной воды (Крупнов Р.А., Базин Е.Т, Попов М.В. Использование торфа и торфяных месторождений в народном хозяйстве. М.: Недра, 1992, с. 51-53.69-72). Недостатки известного способа заключаются в том, что часть аммиака уходит в атмосферу и безвозвратно теряется, а процессы щелочного гидролиза органического вещества протекают медленно, что предопределяет низкую эффективность и значительную длительность процесса компостирования. Физическое и физико-химическое поглощение аммиака компостируемой массой приводит к тому, что он в течение длительного времени является недоступным для микроорганизмов и последующий рост микробной активности за счет усвоения азота приводит к преимущественной минерализации, а не гумификации органического вещества компостируемой массы. При минерализации происходят еще большие потери азота и других питательных веществ. Кроме этого, известный способ имеет ограниченное применение только для компостирования торфсодержащих органических и органоминеральных веществ и отходов, а получаемый компост применим в малых количествах в качестве удобрения. В основу настоящего изобретения положена задача разработать способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, обеспечивающий повышение питательной ценности и увеличение мелиорирующих свойств компоста за счет ускорения процессов физико-химической и микробиологической деструкции вещества компостируемой массы и преимущественной гумификации продуктов распада органического вещества. Поставленная задача решается тем, что в способе компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, включающем внесение в компостируемую массу щелочного реагента, согласно изобретению, в качестве щелочного реагента используют щелочной экстракт одного из каустобиолитов угольного ряда в виде водного раствора гумата одного из веществ, выбранных из группы, состоящей из натрия, калия, аммония. Поставленная задача решается также тем, что при использовании гумата натрия или гумата калия в раствор гумата добавляют по меньшей мере одно слабокислое или нейтральное азотсодержащее и/или фосфорсодержащее вещество, а при использовании гумата аммония - по меньшей мере одно фосфорсодержащее вещество. Целесообразно в компостируемую массу вносить раствор гумата с содержанием сухого вещества 0,005-0,1%, при этом однократный расход раствора может составлять 10-50 л на один кубический метр компостируемой массы. Компостируемую массу перемешивают с интервалом 1-3 недели и при каждом перемешивании в нее вводят раствор гумата. В качестве азотсодержащих веществ используют сульфат аммония или карбамид, которые берут в количестве 3-10% от массы сухого вещества гумата. В качестве фосфорсодержащих веществ используют слабокислые или нейтральные соли фосфорной кислоты, например аммофос или диаммонийфосфат, или суперфосфат, которые берут в количестве до 5% от массы сухого вещества гумата. Состав щелочного экстракта представляет собой гумат натрия, гумат калия или гумат аммония, то есть соли одновалентных катионов гуминовых кислот. При этом в гумат натрия или гумат калия добавляют слабокислые или нейтральные азотосодержащие вещества, например сульфат аммония, карбамид (мочевину) и слабокислые или нейтральные фосфорсодержащие вещества, например диаммонийфосфат, суперфосфат, а в гумат аммония добавляют вышеуказанные фосфорсодержащие вещества, то есть соли фосфорной кислоты. Гумат натрия, гумат калия и гумат аммония являются щелочными соединениями и содержат в своем составе минеральную часть в виде соответственного одновалентного катиона натрия, калия или аммония и органическую часть в виде анионов гуминовых кислот. Значения рН гуматов изменяются в пределах от 7 до 14. Более высокому значению рН соответствует более высокое содержание соответственно свободной натриевой или калиевой щелочи либо аммиачной воды. Щелочное воздействие гуматов на органическое вещество приводит к его первичному гидроксилированию и частичному гидролизу с образованием более доступных для микрофлоры органических веществ и соединений. Гумат натрия, гумат калия и гумат аммония являются эффективными биостимуляторами роста и развития нативных (природных, почвенных) микроорганизмов, простейших организмов и почвенных животных, например дождевых червей, а также простейших и высших растений. Стимуляция роста и развития микро- и макрофлоры и фауны в компостируемой массе приводит к резкому увеличению скорости деструкции органического вещества и сокращению сроков приготовления компонентов из различных органических и органоминеральных веществ и отходов. Добавка в гумат натрия или калия слабокислых или нейтральных азотсодержащих веществ, например сульфата аммония или мочевины, в которых азот находится в легкодоступной для микрофлоры и микрофауны форме, еще в большей степени увеличивает интенсивность протекания процесса компостирования за счет бурного роста микробных сообществ. Добавка в гумат натрия или калия слабокислых или нейтральных фосфорсодержащих веществ, например диаммонийфосфата или суперфосфата, которые при избытке натриевой или калиевой щелочи легко диспергируют и образуют частично истинный и в большей степени коллоидный раствор, также вызывает рост активности микрофлоры при компостировании органических и органоминеральных веществ и отходов. В гумат аммония достаточно добавить слабокислые или нейтральные фосфорсодержащие вещества, например суперфосфат. Эффективность компостирования с такой добавкой значительно возрастает за счет увеличения активности микрофлоры. Во всех случаях добавка слабокислых или нейтральных азотсодержащих и фосфорсодержащих веществ в концентрациях от 3 до 10% от массы соответствующих гуматов не должна вызывать значительного изменения рН растворов гуматов, их сильного загустевания или коагуляции гуминовых кислот. Возможна добавка щелочных компонентов, например пирофосфата натрия. Являясь сложными солями одновалентных катионов, гуматы эффективно связывают ионы тяжелых металлов, защищая тем самым микроорганизмы от токсического воздействия ксенобиотиков. При этом гуматы блокируют вредное воздействие на микрофлору таких токсичных компонентов, как углеводороды нефти и нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, полиароматических и полихлорированных соединений и остаточных количеств пестицидов, солей и других естественных и синтетических экотоксикантов. Комплексное воздействие гуматов на органическое вещество компостируемой массы, на микрофлору и токсиканты обеспечивает эффективное преобразование органического вещества за счет одновременного протекания двух разнонаправленных процессов: первого - процесса минерализации, приводящего к распаду органического вещества до простых минеральных соединений, вплоть до углекислого газа, окислов азота и воды, и второго - процесса гумификации, приводящего к прекращению распада органического вещества на стадии образования отдельных фрагментов и к синтезу из простых минеральных соединений сложных молекул, преимущественно гуминовых кислот. При этом процесс гумификации органического вещества превалирует над процессом его минерализации, в результате чего образуется компост, обладающий не только хорошими удобрительными свойствами, но и с хорошим мелиорирующим действием. То есть такой компост позволяет восстанавливать свойства и увеличивать плодородие нарушенных, деградированных и загрязненных почв и фунтов. Способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов осуществляют следующим образом. В подлежащую компостированию исходную массу органических и/или органоминеральных веществ и/или отходов вносят при перемешивании щелочной раствор гумата натрия или калия с содержанием сухого вещества 0,005-0,1% и с предварительно введенным азотсодержащим веществом, например сульфатом аммония или карбамидом (мочевины), в количестве 3-10% от массы сухого вещества гумата и фосфорсодержащим веществом, например суперфосфатом, в количестве до 5%. При введении гумата аммония в него предварительно вносят фосфорсодержащее вещество, например суперфосфат, до 5%. На 1 м3 компостируемой массы однократно вносят 10-50 л раствора гумата. По мере выдерживания компостируемую массу периодически перемешивают (аэрируют) с интервалом 1-3 недели, добавляя при каждом перемешивании щелочной раствор гумата натрия или калия с предварительно растворенным в нем сульфатом аммония или мочевины и тонко диспергированным суперфосфатом, или щелочной раствор гумата аммония с предварительно тонко диспергированным в нем суперфосфатом. Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приводятся примеры его осуществления, которые ни в какой мере не ограничивают заявляемого изобретения, так как состав, свойства и состояние органических и органоминеральных веществ и отходов изменяются в весьма широких пределах и в соответствии с ними меняются концентрации растворов гуматов, дозы их внесения и необходимая длительность компостирования, однако достигаемый результат во всех случаях остается положительным. Пример 1. Изучалось влияние растворов гумата натрия, гумата калия и гумата аммония, полученных щелочной экстракцией соответственно растворами гидроокиси натрия, гидроокиси калия и аммиачной воды из каустобиолитов угольного ряда, а именно торфа (г. Шатура), бурого и бурого окисленного угля (Канско-Ачинский угольный бассейн) на компостирование растительных отходов. Содержание гуматов в исходных растворах во всех случаях составляло 5%, значения рН изменялись в пределах 10,5-11,5. Исходную растительную массу (листья, стебли, траву и т.д.) помещали в компостные кучи размером 1,5

Формула изобретения
1. Способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, включающий внесение в компостируемую массу щелочного реагента, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют щелочной экстракт одного из каустобиолитов угольного ряда в виде водного раствора гумата одного из веществ, выбранных из группы, состоящей из натрия, калия, аммония. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в компостируемую массу вносят раствор гумата с содержанием сухого вещества 0,005-0,1%, при этом однократный расход раствора составляет 10-50 л на один кубический метр компостируемой массы. 3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что компостируемую массу перемешивают с интервалом 1-3 недели и при каждом перемешивании в нее вводят раствор гумата. 4. Способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, включающий внесение в компостируемую массу щелочного реагента, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют щелочной экстракт одного из каустобиолитов угольного ряда в виде водного раствора гумата одного из веществ, выбранных из группы, состоящей из натрия и калия, при этом в раствор гумата добавляют по меньшей мере одно слабокислое или нейтральное азотсодержащее и/или фосфорсодержащее вещество. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в компостируемую массу вносят раствор гумата с содержанием сухого вещества 0,005-0,1%, при этом однократный расход раствора составляет 10-50 л на один кубический метр компостируемой массы. 6. Способ по любому из пп. 4 и 5, отличающийся тем, что компостируемую массу перемешивают с интервалом 1-3 недели и при каждом перемешивании в нее вводят раствор гумата. 7. Способ по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего вещества используют сульфат аммония или карбамид. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что сульфат аммония берут в количестве 3-8% от массы сухого вещества. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что карбамид берут в количестве 3-8% от массы сухого вещества. 10. Способ по любому из пп. 4-7, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего вещества используют по меньшей мере одну слабокислую или нейтральную соль фосфорной кислоты. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве соли фосфорной кислоты используют аммофос, или диаммонийфосфат, или суперфосфат. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что аммофос, или диаммонийфосфат, или суперфосфат берут в количестве до 5% от массы сухого вещества гумата. 13. Способ компостирования органических и органоминеральных веществ и отходов, включающий внесение в компостируемую массу щелочного реагента, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют щелочной экстракт одного из каустобиолитов угольного ряда в виде водного раствора гумата аммония, в который добавляют по меньшей мере одно фосфорсодержащее вещество. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что в компостируемую массу вносят раствор гумата с содержанием сухого вещества 0,005-0,1%, при этом однократный расход раствора составляет 10-50 л на один кубический метр компостируемой массы. 15. Способ по любому из пп. 13 и 14, отличающийся тем, что компостируемую массу перемешивают с интервалом 1-3 недели и при каждом перемешивании в нее вводят раствор гумата. 16. Способ по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего вещества используют по меньшей мере одну слабокислую или нейтральную соль фосфорной кислоты. 17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что в качестве соли фосфорной кислоты используют аммофос, или диаммонийфосфат, или суперфосфат. 18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что диаммонийфосфат или суперфосфат берут в количестве до 5% от массы сухого вещества гумата.MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 12.12.2007
Извещение опубликовано: 27.07.2009 БИ: 21/2009