Содержание к диссертации
Введение
Утилизация продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов с использованием шлама карбида кальция 11
1.1. Актуальность проблемы и анализ существующих технологий утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов 11
1.2.Эколого-экономический подход к оценке эффективности утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов 28
1.3. Постановка цели и задач исследования 31
2. Теория реагентного фракционирования продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов и методики экспериментальных исследований 33
2.1.Задачи лабораторных и полупроизводственных исследований 33
2.2. Механизм дестабилизации коллоидной системы и выбор критериев моделирования процесса отстаивания 36
2.3.Моделирование процесса отстаивания продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов после обработки шламом карбида кальция 38
2.4.Математическое описание распространения загрязняющих веществ в атмосфере 41
2.5.Объекты и методы определения параметров утилизации продук тов гидросмыва свиноводческих комплексов 43
3. Экспериментальные исследования процесса разделения продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов шламом карбида кальция 46
3.1.Определение оптимальных параметров процесса фракционирования продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов 46
3.1.1. Лабораторные исследования закономерностей процесса 46
3.1.2. Исследования изменения физических свойств и солевого состава жидкой фракции 52
3.1.3. Расчет изменения химического состава продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов 56
3.2.Изучение влияния обработки шламом карбида кальция на распространение загрязняющих веществ в атмосфере 62
3.2.1. Исследование степени дезодорации продуктов гидросмыва расчет санитарно-защитных зон 62
3.2.2. Математическое моделирование динамики полей концентраций загрязняющих веществ во времени 64
3.3.Повышение эффективности фракционирования путем использования кварц - глауконитового песка при отстаивании 69
3.4. Влияние жидкой фракции продуктов гидросмыва на изменение химического состава почв 74
3.5. Статистическая обработка результатов исследований и достоверность результатов математического моделирования 76
3.5.1. Оптимизация факторов активного эксперимента 76
3.5.2. Техническая апробация результатов исследований, сравнение экспериментальных данных с полученными математическими моделями 83
3.6. Обсуждение результатов. Выводы 85
Технология утилизации и оценка экологической безопасности получаемых продуктов 88
4.1. Разработка эффективной технологии и инженерный расчет сооружений 88
4.1.1. Технологическая схема утилизации продуктов гидросмыва 88
4.1.2. Расчет сооружений свинокомплекса 90
4.1.2.1. Определение объемов продуктов гидросмыва, образующихся на свинокомплексе 90
4.1.2.2. Определение параметров каналов навозоудаления 92
4.1.2.3. Решетки, приемный резервуар 93
4.1.2.4. Реагентное хозяйство, смесители . 95
4.1.2.5. Отстойники 96
4.1.2.6. Накопитель полученной твердой фракции и сооружения дегельминтизации осадка 100
4.1.3. Автоматизация и управление функционированием процесса обработки продуктов гидросмыва 101
4.1.4. Гидрогеологическое обоснование мелиоративной системы для использования полученных фракций 107
4.2. Определение экологических последствий применения жидкой фракции и осадка 109
4.2.1. Исследование токсичности обработанных продуктов 110
4.2.2. Оценка влияния полученных фракций на микрофлору почв 113
4.2.3. Исследование влияния твердой фракции на продуктивность сельскохозяйственных культур 116
4.2.4. Биотестирование продуктов фракционирования по токсическому воздействию на растения 118
4.3. Обсуждение результатов. Выводы 119
5. Комплексная эколого-экономическая оценка утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов с использованием шлама карбида кальция 121
5.1. Экономическая оценка эффективности замены товарной извести на шлам карбида кальция 121
5.2. Определение предотвращенных экологических ущербов за счет использования утилизируемых продуктов 132
5.3. Интегральная эколого-экономическая эффективность утилизации 142
5.4. Выводы. Обсуждение результатов 146
Рекомендации производству 151
Заключение 151
Литература 153
Приложение А 172
Приложение Б 185
Приложение В 194
- Актуальность проблемы и анализ существующих технологий утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов
- Механизм дестабилизации коллоидной системы и выбор критериев моделирования процесса отстаивания
- Расчет изменения химического состава продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Разработка и совершенствование инженерных систем, обеспечивающих экологически безопасное и эффективное использование вторичных материальных ресурсов — отходов, содержащих ценные компоненты, определение их ресурсных характеристик имеет важное хозяйственное значение.
В качестве таких отходов рассматривают продукты гидросмыва свиноводческих комплексов (ГСК) и новые реагенты для их обработки, в частности, шлам карбида кальция (СаСг), образующийся при производстве ацетилена. При эколого-экономическом анализе утилизации таких отходов их следует оценивать, прежде всего, с позиции ресурсосбережения и экологической безопасности.
В продолжение работ по использованию продуктов ГСК необходима разработка бездеструкционные ресурсосберегающих технологий их утилизации с использованием шлама карбида кальция. Применение нового кальцийсодержащего реагента, каким является шлам карбида кальция, требует детальной проработки вопросов ресуросбережения и сохранения стабильного состояния природной среды при утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов. В этом случае необходимы исследования влияния используемого реагента на экосистемы различных уровней, включая искусственные экосистемы (агроэкосистемы), в результате которого может быть достигнут дезодорирующий эффект, снижение выбросов зловонных газов в атмосферу и, следовательно, уменьшение размеров санитарно-защитной зоны. Внедрение технологий, стимулирующих эффективное использование шлама карбида кальция при утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов, обладающих высокой агромелиоративной ценностью, способствует уменьшение экологических ущербов при сокращении добычи минерального сырья для производства удобрений при эквивалентном поступлении питательных элементов (N, Р, К).
Область исследования - прикладная экология — исследование влияния антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически эффективных технологий и обеспечения нормативного воздействия на окружающую природную среду.
Объекты исследования — продукты гидросмыва от свинокомплекса им. Ленина (Белоглинский район Краснодарского края) с поголовьем 1,5-4,0 тыс. свиней и ЗАО «Батайское» (Азовский район Ростовской области) с поголовьем 15 тыс. свиней, экосистемы почвы, гидросферы, атмосфера и шлам карбида кальция.
Цель работы - научное обоснование экологических принципов и технологических решений, обеспечивающих эффективную утилизацию продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов с использованием шлама карбида кальция при сохранении стабильности состояния природной среды.
Задачи исследования:
установить кинетические закономерности и оптимальные параметры процесса фракционирования продуктов ГСК с использованием шлама карбида кальция и кварц - глауконитового песка, дать математическое описание процесса, изучить влияние шлама карбида кальция на распространение загрязняющих веществ в атмосфере;
разработать ресурсосберегающую технологию утилизации продуктов ГСК и ценить экологическую безопасность получаемых продуктов;
обосновать комплексную эколого-экономическую оценку утилизации продуктов ГСК с учетом минимизации ресурсопользования и предотвращенных экологических ущербов;
Научная новизна работы:
впервые установлены кинетические закономерности процесса фракционирования продуктов ГСК шламом СаСг в сочетании с кварц -глауконитовым песком, определены его оптимальные параметры, дано математическое описание процесса, исследованы агромелиоративные свойства полученных фракций;
разработана ресурсосберегающая технология утилизации продуктов ГСК с использованием шлама карбида кальция;
разработаны: математическая модель распространения полей концентраций метилмеркаптана и сероводорода над отстойниками продуктов ГСК; модель процесса фракционирования, позволяющая определять динамику скорости осаждения и порозности под влиянием
8 шлама СаСг в зависимости от высоты вертикального отстойника и времени;
- исследовано влияние шлама карбида кальция на динамику
численности популяций основных санитарно-показательных
микроорганизмов почвы и водной среды; установлены экологически
обоснованные нормы поступления в окружающую среду продуктов ГСК,
обработанных шламом СаСг;
Практическая значимость работы:
внедрена бездеструкционная технология утилизации продуктов ГСК, позволяющая получить экологически безопасное, ценное органо -минеральное удобрение, обеспечивающая ресурсосбережение и нормативное воздействие на природную среду;
дезодорация жидкой и твердой фракций продуктов ГСК, достигнутая при обработке их шламом СаСг, позволяет уменьшить загрязнение атмосферного воздуха и сократить (в 3-4 раза) размеры Ъанитарно -защитной зоны, а разработанная математическая модель дает возможность прогнозировать распространение метилмеркаптана и сероводорода в приземном слое атмосферы;
впервые разработана и реализована в виде программы для ЭВМ «SURFEK - ECONOMIC» интегральная эколого-экономическая оценка ресурсосберегающей технологии утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов с использованием шлама карбида кальция, включающая расчеты предотвращенных ущербов при сокращении добычи сырья для производства минеральных удобрений (N, Р, К), а также учитывающая дополнительный доход от сокращения использования чистой воды для орошения и получения повышенного урожая кормовых культур.
Новизна и приоритет технических разработок и решений в изучаемой области защищены 3 авторскими свидетельствами РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ и 2 положительными решениями на выдачу патентов на изобретение.
Достоверность сделанных выводов обусловлена использованием современных физико-химических, агрохимических, химических и микробиологических методов анализа, методов математического
9 моделирования и статистики, а также удовлетворительного соответствия расчетных результатов экспериментальным данным. На защиту автором выносятся:
кинетические закономерности и оптимальные параметры процесса фракционирования продуктов ГСК под влиянием шлама СаСг и в сочетании с кварц - глауконитовым песком, а также математическая модель распространения полей концентраций загрязняющих веществ в атмосфере;
ресурсосберегающая технология утилизации продуктов ГСК и оценка экологической безопасности получаемых продуктов;
интегральная эколого-экономическая оценка эффективности утилизации продуктов ГСК, учитывающая факторы ресурсосбережения и воздействия на окружающую среду.
Реализация разработанных принципов и практических мер, направленных на сохранение устойчивости природной среды как на уровне микроорганизмов, так и на уровне сложной агроэкосистемы, позволяет обеспечить эффективную утилизацию продуктов ГСК, минимизировать негативное воздействие их на водные объекты и атмосферу, улучшить состояние почв, уменьшить потребление природных ресурсов.
Личный вклад соискателя: анализ проблемы и решение основных задач; теоретические и экспериментальные исследования; анализ результатов, формулировка выводов; участие во внедрении результатов научной работы; разработка технологии утилизации и математических моделей; обоснование структуры эколого - экономической оценки эффективности использования шлама СаСг при утилизации продуктов ГСК.
Реализация результатов работы. Разработанная экологически безопасная технология бездеструкционной утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов внедрена в СПК им. Ленина (2003 г.) и в ЗАО «Батайское» (2004 г.).
Предложенная комплексная эколого-экономическая оценка эффективности использования шлама карбида кальция при утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов на участках орошения, реализована с помощью средств Turbo Pascal 1998 и Excel 2000 в программы для ЭВМ, на которые получены авторские свидетельства.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на Международных научно-практических конференциях в г.г. Ростове - на - Дону (2000-2002 гг.), Пенза (2001-2004 гг.), Москва (2002-2003 гг.), Белгород (2004 г.), Новочеркасск (2004 г.); на ежегодных научных конференциях и семинарах кафедры «Инженерная экология и защита окружающей среды» в ЮРГТУ (2000-2004 гг.); на Международной выставке инновационных технологий «ИННОВ — 2003».
Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 23 научных публикациях, в том числе: статей в рецензируемой печати—8, материалов Международных конференций—10, авторских свидетельств РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ—3, положительных решений о выдаче патента на изобретение—2. Основные материалы опубликованы в соавторстве с научным руководителем - д-ром техн. наук О.А. Суржко (20 наименов.), без соавторов — 3 наименов. В работах с соавторами личный вклад соискателя составляет от 50 до 80 %.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, рекомендаций производству, заключения, списка цитированной литературы из 248 наименований, трех приложений и содержит 171 страницу компьютерного текста, 40 иллюстраций, 38 таблиц.
Актуальность проблемы и анализ существующих технологий утилизации продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов
Основополагающими документами, реіулирующими природоохранную деятельность в России, является Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и распоряжение Правительства РФ от 24.02.94 г. «Во исполнение Указа Президента РФ от 4 февраля 1994 г. №236 «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» [215, 210].
Устойчивым является общество, удовлетворяющее нужды сегодняшнего поколения, не лишая будущие поколения возможности удовлетворять их собственные нужды. Одним из условий устойчивого развития общества является сохранение им возможностей окружающей среды поглощать загрязняющие вещества антропогенного происхождения [14, 118].
Кроме того, что отходы производства являются мощным фактором, воздействующим на окружающую среду, они во многих случаях не только могут быть использованы, но их применение выгодно с экономической точки зрения. Отходы можно использовать в качестве нового сырья для промышленности. В настоящее время, когда запасы полезных ископаемых и минерального сырья значительно истощаются, использование отходов в качестве вторичных ресурсов особенно актуально. Их применение позволяет достичь дополнительной экономии в производстве, поскольку уменьшает затраты на сырой материал и экономит общественно полезный труд [14,147].
Прежде считалось, что разработка способов эффективной очистки твердых, жидких и газообразных отходов, безопасного их захоронения позволяет решить проблемы защиты окружающей среды. Однако опыт развитых стран показывает, что поступать таким образом - значит перемещать загрязнитель из одной среды в другую. Стало абсолютно очевидным, чтобы сохранить окружающую среду, отходы надо не производить, а эффективно утилизировать. Образующееся во всем мире и, особенно, в развитых странах огромное количество отходов производства и потребления ставит на повестку дня современного общества необходимость их очистки, обезвреживание и утилизации.
В литературе обоснована необходимость создания ресурсосберегающих технологий [137, 206, 146,]. Европейской экологической комиссией ООН при ресурсосберегающей технологии предполагается создание оптимальных технологических схем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками. Концепция создания ресурсосберегающих технологий в особой степени относится к сточным водам животноводческих комплексов, представляющим наибольшую опасность для окружающей природной среды ввиду их непосредственного загрязняющего воздействия на биосферу. Важное значение имеет экологически безопасное, эффективное использование вторичных ресурсов, в частности, продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов, содержащих ценные биогенные и минеральные компоненты [184]
При эколого-экономическом анализе утилизации таких отходов их следует оценивать, прежде всего, с позиции ресурсосбережения и экологической безопасности [215, 147].
При решении вопроса утилизации продуктов ГСК, следует руководствоваться стратегией устойчивого развития, основным элементом которой является проблема природных ресурсов и рационального природопользования [215, 206, 214].
Даже в такой экономически развитой стране как США, где вопросы использования продуктов ГСК имеют более чем сорокалетнюю историю, американская наука оказалась неподготовленной к удовлетворительному решению этой проблемы и к выдаче научно обоснованных рекомендаций [131].
Как известно, для крупных ферм и комплексов по производству животноводческой продукции характерно размещение большого поголовья в помещениях на ограниченной территории, бесподстилочное содержание животных и гидравлическая система навозоудаления, что сопровождается образованием значительных объемов органических отходов высокой влажности в виде бесподстилочного полужидкого и жидкого навоза. По ориентировочным расчетам, ежегодный выход продуктов ГСК в нашей стране превышает 100 млн. м3, и бессистемная их утилизация может привести к загрязнению почв, растений и водных объектов [ПО]. Согласно литературным данным, объем природных вод, загрязняемых стоками, достигает 300 км [33].
Изучению различных сторон данной проблемы в теоретическом и практическом аспектах посвящены труды многих зарубежных и отечественных ученых аграрников, экологов, экономистов. В их числе У. Лэл и Б. Цеш мар (Германия, 1985), Ed. Williams Y.N. (Великобритания, 1985), В. Мисков,
Б. Яжоцевска (Будапешт), В.Романюк (Польша), Л. Баридео (Франция, 1986), М. Хилер (США, 1984), В.М. Гольдберг, М. Хвесик, В.И. Дмитриева, В. Никитин, В.И. Желязко (РФ) и другие.
Актуальность использования продуктов ГСК обусловлена их свойствами и особенностями. Продукты ГСК представляют собой универсальное органическое удобрение [6, 58, 73] в виде суспензии, дисперсной средой которого является водный раствор минеральных солей, органических соединений, а также коллоидных растворов, а дисперсной фазой - твердые частицы экс "jjr крементов, кормов и некоторое количество минеральных включений. Сухое вещество, содержащееся в коллоидных растворах, можно выделить только при использовании специальных методов обработки [6, 114, 10].
Продукты ГСК в зависимости от содержания сухого вещества делятся на 3 вида: полужидкий навоз - содержит 8 % сухого вещества, жидкий - от 3 до 8 % и навозные стоки - 3 %. [67, 66, 49, 149, 70]. Состав и свойства продуктов ГСК зависят от рациона и типа кормления животных, их вида, пола и возраста, технологии содержания (табл.1.1) [70, 144, 59, 130].
Содержание сухого вещества в продуктах ГСК зависит от количества добавляемой в экскременты воды. Содержание органического вещества зависит от вида животных и составляет 75-85% сухого вещества [130].
Первоначальная влажность кала, мочи, смеси мочи и кала у свиней составляет 76-78%, 94-95% и 87-88%. При разбавлении экскрементов она возрастает в 5 раз [67, 66, 49, 70].
Важной характеристикой продуктов ГСК является плотность. Установлено, что плотность сухого вещества кала свиней составляет 1,28-1,32 г/см , мочи - 1,014-1,016 г/см3. При разбавлении продуктов ГСК водой, его плотность уменьшается (табл. 1.2.) [149, 13, 25, 27].
Механизм дестабилизации коллоидной системы и выбор критериев моделирования процесса отстаивания
Продукты гидросмыва свиноводческих комплексов являются дисперсной системой, обладающей избытком поверхностной энергии, поэтому в них самопроизвольно идут процессы укрупнения частиц. Такие системы называют агрегативно неустойчивыми.
При естественном отстаивании продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов происходит слипание частиц дисперсной фазы и в конечном ито 37 ге расслоение фаз (далее по тексту «фаза» = «фракция») [228, 179]. Однако процесс самопроизвольного разделения продуктов ГСК на жидкую фазу и осадок происходит очень медленно и значительно затрудняет их использование для орошения и удобрения. При этом образуется большой объем осадка, так как частицы сохраняют то случайное взаимное расположение, в котором они оказались при первом же контакте [183 ].
Исследования Суржко О.А. показали высокую эффективность дестабилизации продуктов ГСК путем применения взаимной коагуляции разнородных дисперсных систем - гетерокоагуляции [183, 30, 34, 39, 183, 184]. Поверхности дисперсных фаз продуктов ГСК и известкового молока имеют заряды противоположного знака и происходит нейтрализация зарядов частиц. При изготовлении суспензии известкового молока из извести - пушенки в результате химической реакции образуется малорастворимый в воде гидро-ксид, частицы которого приобретают положительный заряд [228]: Са2++2Н20 ++ Са(ОН)2+2Н+ Гидроксиды выделяются преимущественно на гетерогенных частицах загрязняющих веществ, образуется двойной электрический слой, происходит укрупнение частиц и выпадение осадка. Наиболее эффективное фракциони рование продуктов ГСК и уплотнение осадка происходит при достижении в смеси значений рН=10,5-11,5 и последующей нейтрализацией суспензией простого суперфосфата, при этом протекают следующие химические реак ции: И + Реаг. 1 + Реаг.2 = Ж + Т, где И - исходные продукты ГСК; Реаг. 1 -Са(ОН)2; Реаг.2- Са(Н2Р04); Ж- CaS04; КНС03; NaHC03; NH4HC03; MgCl2; СаС12; MgNH4P04; NH4; T- твердая фракция (осадок) продуктов ГСК: СаСОэ; Mg(OH)2; CaS04. Процесс выпадения осадка после введения известкового молока подобен осаждению укрупненных частиц и хлопьев в стесненных условиях, хорошо изученному многими учеными [ 30, 31, 39, 138, 145, 158]. Важно отметить, что подготовка продуктов ГСК с применением известкового молока, изготовленного из Са(ОН)2, содержащего до 98 % актив 38 ного СаО, требует значительных материальных затрат. В то же время имеется многотоннажный отход производства ацетилена - шлам СаС2, проблема утилизации которого пока не решена. Шлам использовали после получения ацетилена из СаС2. Согласно ГОСТ 1460-81, в образующемся шламе карбида кальция содержится до 80% оксида кальция. Ранее для получения использовали известковое молоко, приготовленное из товарной Са(ОН)2. По содержанию активной СаО шлам практически не уступает товарной извести. В шламе содержится 12 % воды, остальное приходится на долю сульфидной серы, СаС03 и почвы [46].
Расчет изменения химического состава продуктов гидросмыва свиноводческих комплексов
Проводили исследования подготовки продуктов ГСК для сельскохозяйственного использования, включающие последовательное введение щелочного коагулянта - известкового молока до рН=10-12 и подкисляющего реагента до рН=6,5-8,0 с выделением образующегося осадка. В качестве щелочного коагулянта использовали отход производства ацетилена - суспензию шлама СаС2 или смесь известкового молока с суспензией шлама СаСг, а в ка честве подкисляющего реагента - суспензию простого суперфосфата или двойного суперфосфата. После этого вводили глауконит в количестве 5,0-20 % от объема обрабатываемых продуктов ГСК при следующем соотношении компонентов (г/дм3): :известковое молоко в пересчете на СаО 1,2-1,5 или суспензию шлама СаС2 в пересчете на СаО 2,0-3,0 или смесь известкового молока и шлама СаСг, соответственно, в отношении 0,5-1:1-2,5 простой суперфосфат в пересчете на Р2О5 2,5-4,5 или двойной суперфосфат в пересчете на Р2О5 1,0-2,5. Зависимости объема образующегося осадка от дозы шлама карбида кальция и суперфосфата приведены на рис.3.17.Исследования данного этапа было направлено на создание техническо го решения (способа), способного снизить стоимость реагентной обработки продуктов ГСК, ускорить процесс отстаивания смеси при увеличении эффективности разделения ее на жидкую и твердую фракции, повысить агромелиоративную ценность фракций; уменьшить количество стадий подготовки щелочного реагента, снизить содержание в подкисляющем реагенте ионов тяжелых металлов, а, следовательно, повысить степень использования действующего вещества.
Поставленная цель достигается тем, что в продукт ГСК для сельскохозяйственного использования вводится щелочной коагулянт до рН=10-12, затем - подкисляющий реагент до рН 6,5-8,5, затем глауконит с последующим выделением образующегося осадка. В качестве щелочного коагулянта использовали отход производства ацетилена - суспензию шлама СаС2 в количестве по оксиду кальция 2,0-3,0 г/дм , а в качестве подкисляющего реагента -суспензию простого суперфосфата в количестве по Р2О5 - 2,5 -4,5 г/дм3, а затем вносится глауконит в количестве 5-20 % от общего объема обрабатываемой жидкости. Или в качестве щелочного коагулянта используют отход производства ацетилена - суспензию шлама СаС2 в количестве по оксиду кальция 2,0-3,0 г/дм3, а в качестве подкисляющего реагента - суспензию двойного суперфосфата дозой 1,0-2,5 г/дм с последующим внесением глауконита в количестве 5-20 % от общего объема жидкости. Или в качестве щелочного коагулянта используют смесь Са(ОН)2 и шлама СаС2 в пропорции 0,5-1:1-2,5, а в качестве подкисляющего реагента используют суспензию простого суперфосфата дозой по Р2О5 2,5 -4,5 г/дм3, а затем вносят указанное количество глауконита. Или в качестве щелочного коагулянта используют смесь Са(ОН)2 и шлама СаС2 в пропорции 0,5-1:1-2,5, а в качестве подкисляющего реагента используют суспензию двойного суперфосфата дозой 1,0-2,5 г/дм3 с последующим внесением глауконита в количестве 5-20 % от обрабатываемого объема жидкости (рис.3.18, рис.3.19).
Использование шлама СаС2 обусловлено необходимостью снижения числа операций при приготовлении его суспензии, чем при работе с Са(ОН)2. Так как шлам СаС2 представляет собой пластичный однородный осадок влажностью 75-80 %, при приготовлении его суспензии можно исключить операцию фильтрования, обязательную при работе с Са(ОН)2. Кроме того, время перемешивания шлама СаС2 с водой с целью гомогенизации смеси сокращается на 15-20 минут по сравнению с приготовлением суспензии Са(ОН)2 При этом решается не только задача снижения себестоимости peaгентной обработки, но и достигается дополнительный эффект, т. к. утилизируется отход производства ацетилена. Использование в качестве щелочного коагулянта смеси суспензий Са(ОН)2 и шлама СаСг связано с необходимостью снижения стоимости реагентной обработки при сохранении высокой удобрительной ценности получаемых жидкой и твердой фракций. Известковое молоко Са(ОН)2, шлам СаСг или их смесь взаимозаменяемы при использовании их в вышеуказанных дозах в качестве щелочного коагулянта.
Присутствие в техническом решении двойного или простого суперфосфата необходимо с целью нейтрализации обрабатываемой смеси до рН=6,5-8,5. Двойной суперфосфат по сравнению с простым суперфосфатом отличается более высоким содержанием действующего вещества (Р2О5) и низким содержанием ионов тяжелых металлов и других примесей, являющихся источниками вторичного загрязнения обрабатываемой среды. При использовании в указанных дозах в качестве подкисляющего реагента простой суперфосфат и двойной суперфосфат являются взаимозаменяемы.
Введение глауконита - природного цеолита, обладающего высокой сорбирующей способностью и содержащего значительные количества К, Na, Р, обусловлено необходимостью повышения степени разделения продуктов ГСК на жидкую и твердую фракции, уплотнения образующегося осадка с улучшением его физических показателей и удобрительной ценности.
Эффект разделения на жидкую и твердую фракции при известном способе обработки составляет 70-75 %. Для достижения более полного разделения на фракции в продукт ГСК сразу же после нейтрализации суспензией двойного или простого суперфосфата вносим глауконит в размере 5-40 % от объема обрабатываемой жидкости. Это позволяет повысить эффективность реагентного фракционирования продуктов ГСК до 90 % при сокращении времени отстаивания с 2 до 1,2 часов. Кроме того, в отстоявшейся твердой фазе продуктов ГСК отмечается повышение содержания питательных элементов (N, Na, К) на 5-25 % по сравнению с осадком, обработанным без глауконита.
