Спосіб виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур

Реферат: Спосіб виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур включає: виділення рідкого осаду (95-98 % вологи) в процесі очищення міських стічних вод, зневоднення осаду стічних вод шляхом витримування на мулових майданчиках до настання вологості 60-70 %, формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування. При цьому під час формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування до нього додають відповідну масу адсорбенту, зокрема агроперліту (фракція 2,5-5,0 мм) або вермикуліту (фракція 2-8 мм) та відповідну масу мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних). При цьому для забезпечення оптимального співвідношення азоту, фосфору і калію в органо-мінеральному добриві додають до зневодненого осаду стічних вод під час формування його в бурт для компостування відповідну масу аміачної селітри (34 % N), суперфосфату (19 % Р2О5) та калімагнезії (29 % K2О). UA 114649 U (12) UA 114649 U UA 114649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, зокрема до технологій виробництва добрив на основі осаду стічних вод. Відомий спосіб виробництва добрив на основі осаду стічних вод (Технологічні та агроекологічні нормативи використання осадів стічних вод міських очисних споруд у сільському господарстві. КНД 33-3.3-02-99 / Т.Л. Сало, В.Є. Дишлюк, А.В. Чорнокозинський, М.С. Герасимчук та ін. - К.: Аграрна наука, 2000. - 40 с.). Цей спосіб характеризується такими ознаками: виділення рідкого осаду (95-98 % вологи) в процесі очищення міських стічних вод, зневоднення осаду стічних вод шляхом витримування на мулових майданчиках до настання вологості 60-70 %, формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування. Відомий спосіб має такі спільні із запропонованою корисною моделлю ознаки: виділення рідкого осаду (95-98 % вологи) в процесі очищення міських стічних вод, зневоднення осаду стічних вод шляхом витримування на мулових майданчиках до настання вологості 60-70 %, формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування. Але, незважаючи на наявність у відомому способі цих спільних ознак, не завжди забезпечується внаслідок компостування осаду стічних вод зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція), не забезпечується необхідний вміст поживних речовин (азоту, фосфору, калію) та їх оптимальне співвідношення в добриві для якісного живлення рослин сільськогосподарських культур. У зв'язку з цим через застосування некондиційних добрив не забезпечується дотримання екологічних вимог щодо удобрення рослин, не забезпечується необхідне співвідношення доз внесення азотних, фосфорних та калійних добрив для удобрення рослин, що призводить до їх хімічного забруднення, до зниження врожайності сільськогосподарських культур та погіршення якості продукції. Отже, відомий спосіб виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод не забезпечує отримання безпечного для навколишнього середовища, збалансованого за вмістом азоту, фосфору та калію добрива для удобрення рослин сільськогосподарських культур. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб виробництва органомінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур шляхом додавання до зневодненого осаду стічних вод під час формування в бурт для компостування відповідної маси адсорбенту, зокрема агроперліту (фракція 2,5-5,0 мм) або вермикуліту (фракція 2-8 мм), за встановленим співвідношенням для зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція), та додавання за встановленим співвідношенням відповідної маси мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних), для забезпечення необхідного вмісту поживних речовин, а також забезпечення оптимального співвідношення азоту, фосфору і калію в органомінеральному добриві для удобрення рослин сільськогосподарських культур. Поставлена задача вирішується тим, що у способі, який включає: виділення рідкого осаду (95-98 % вологи) в процесі очищення міських стічних вод, зневоднення осаду стічних вод шляхом витримування на мулових майданчиках до настання вологості 60-70 %, формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування, згідно з корисною моделлю, під час формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування до нього додають відповідну масу адсорбенту, зокрема агроперліту (фракція 2,5…5,0 мм) або вермикуліту (фракція 2-8 мм), та відповідну масу мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) за співвідношенням: С=В+А+Д, де: С - маса органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, В=0,6 C - маса зневодненого осаду стічних вод у масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, А=0,1 С - маса агроперліту або вермикуліту в масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, Д=0,3 С - маса мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) у масі органомінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, причому для забезпечення оптимального співвідношення азоту, фосфору і калію в органомінеральному добриві додають до зневодненого осаду стічних вод під час формування його в бурт для компостування відповідну масу аміачної селітри (34 % N), суперфосфату (19 % Р2О5) та калімагнезії (29 % K2О) за співвідношенням: Д=ас+сф+км, де: Д - маса мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних), т, ас=0,41 Д - маса аміачної селітри (34 % N), т, 1 UA 114649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сф=0,26 Д - маса суперфосфату (19 % Р2О5), т, км=0,33 Д - маса калімагнезії (29 % K2О), т. В запропонованій корисній моделі нова (відмінна) ознака - під час формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування до нього додають відповідну масу адсорбенту, зокрема агроперліту (фракція 2,5-5,0 мм) або вермикуліту (фракція 2-8 мм), для зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція), та додають для забезпечення необхідного вмісту поживних речовин в органомінеральному добриві відповідну масу мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) за співвідношенням: С=В+А+Д, де: С - маса органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, В=0,6 С - маса зневодненого осаду стічних вод у масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, A=0,1 С - маса агроперліту або вермикуліту в масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, Д=0,3 С - маса мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) у масі органомінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т. Наприклад, за формування в бурт для компостування 1 т органо-мінеральної суміші, для виробництва органо-мінерального добрива для удобрення рослин сільськогосподарських культур, до 0,6 т зневодненого осаду стічних вод додають 0,1 т агроперліту або вермикуліту та 0,3 т мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних). Додавання відповідної маси адсорбенту (агроперліту або вермикуліту) та відповідної маси мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) за встановленим співвідношенням залежно від маси зневодненого осаду стічних вод при формуванні його в бурт для компостування покращує проходження процесів зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція), забезпечує застосування оптимальної маси адсорбенту (агроперліту або вермикуліту) та маси мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних), необхідний вміст поживних речовин в органо-мінеральному добриві для удобрення рослин сільськогосподарських культур. Нова (відмінна) ознака - під час формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування до нього додають для забезпечення оптимального співвідношення азоту, фосфору і калію в органо-мінеральному добриві відповідну масу аміачної селітри (34 % N), суперфосфату (19 % Р2О5) та калімагнезії (29 % K2О) за співвідношенням: Д=ас+cф+км, де: Д - маса мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних), т, ас=0,41 Д - маса аміачної селітри (34 % N), т, сф=0,26 Д - маса суперфосфату (19 % Р2О5), т, км=0,33 Д - маса калімагнезії (29 % K2О), т. Наприклад, за додавання до зневоднених осадів стічних вод при формуванні в бурт для компостування 0,3 т мінеральних добрив, у тому числі додають 0,123 т аміачної селітри (34 % N), 0,078 т суперфосфату (19 % Р2О5) та 0,099 т калімагнезії (29 % K2О). Додавання до зневоднених осадів стічних вод при формуванні в бурт для компостування відповідної маси аміачної селітри (34 % N), суперфосфату (19 % Р2О5) та калімагнезії (29 % K2О) забезпечує оптимальне співвідношення азоту, фосфору і калію в органо-мінеральному добриві для удобрення рослин сільськогосподарських культур. Нові (відмінні) ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей корисної моделі. Додавання до зневодненого осаду стічних вод під час формування в бурт для компостування відповідної маси адсорбенту (агроперліту або вермикуліту) та відповідної маси мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) за встановленим співвідношенням, а також за встановленим співвідношенням додавання відповідної маси аміачної селітри (34 % N), суперфосфату (19 % Р2О5) та калімагнезії (29 % K2О) залежно від маси мінеральних добрив, що додаються до зневодненого осаду стічних вод під час формування в бурт для компостування, забезпечує застосування оптимальної кількості адсорбенту (агроперліту або вермикуліту) та мінеральних добрив (азотних, фосфорних і калійних), необхідне зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція), збагачення добрива елементами живлення рослин, оптимальне співвідношення азоту, фосфору і калію в органо-мінеральному добриві для удобрення рослин сільськогосподарських культур. 2 UA 114649 U 5 10 Отже, забезпечується отримання безпечного для навколишнього середовища, з оптимальним співвідношенням азоту, фосфору і калію органо-мінерального добрива пролонгованої дії для удобрення рослин сільськогосподарських культур. Наслідком виявлення цих властивостей є одержання технічного результату, що проявляється в підвищенні врожайності сільськогосподарських культур, зокрема, застосування нового виду добрива на основі осаду стічних вод на сірому лісовому ґрунті в дозі N150P90K90 забезпечило в прямій дії підвищення врожайності зеленої маси кукурудзи на силос в середньому за три роки досліджень з 28,5 т/га до 55,6-58,0 т/га, приріст урожаю зеленої маси становив 27,1-29,5 т/га порівняно з контролем (без внесення добрив), що підтверджується результатами досліджень, одержаних в Інституті землеробства УААН (нині - ННЦ "Інститут землеробства НААН") у польовому досліді, який було закладено на дослідній ділянці Дослідної станції утилізації стічних вод Інституту гідротехніки і меліорації УААН (нині - Державне підприємство "Центральна лабораторія якості води та ґрунтів" Інституту водних проблем і меліорації НААН) (таблиця). 15 Таблиця Оцінка запропонованого способу виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур за врожайністю зеленої маси кукурудзи на силос та приростом урожаю Спосіб виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур Урожайність зеленої маси кукурудзи на силос в середньому за три роки досліджень, т/га Приріст урожаю порівняно до контролю (без внесення добрив), т/га 55,6 27,1 58,0 29,5 42,4 13,9 Запропонований: - добриво на основі осаду стічних вод з агроперлітом та мінеральними добривами в дозі N150Р90K90; - добриво на основі осаду стічних вод з вермикулітом та мінеральними добривами в дозі N150Р90K90. Відомий: осад стічних вод після зневоднення в дозі N150 + мінеральні добрива в дозі Р90K90. 20 25 30 35 Запропонований спосіб виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур виконують так. На станції аерації в процесі біологічного очищення стічних вод виділяють рідкі осади стічних вод (95-98 % вологи), які подають на мулові майданчики. Витримуючи осади стічних вод на мулових майданчиках, зневоднюють їх до настання вологості 60-70 %. Потім формують зневоднені осади стічних вод у бурт для компостування з додаванням відповідної маси адсорбенту, зокрема агроперліту (фракція 2,5-5,0 мм) або вермикуліту (фракція 2-8 мм), для зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція), та з додаванням для забезпечення необхідного вмісту поживних речовин в органо-мінеральному добриві відповідної маси мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних). При цьому в масі органо-мінеральної суміші С, т, що формують у валок для компостування, маса зневодненого осаду стічних вод В, т, маса адсорбенту (агроперліту або вермикуліту) А, т та маса мінеральних добрив Д, т повинна становити відповідно В=0,6 С, А=0,1 С, та Д=0,3 С. Для забезпечення оптимального співвідношення азоту, фосфору і калію в органо-мінеральному добриві, у складі мінеральних добрив Д, т маса аміачної селітри (34 % N) ас, т, суперфосфату (19 % Р2О5) сф, т та калімагнезії (29 % K2О) км, т повинна становити відповідно ас=0,41 Д, сф=0,26 Д та км=0,33 Д. Запропонований спосіб забезпечує зв'язування і переведення рухомих форм хімічних забруднювачів (важкі метали) у фіксований стан (адсорбція) за додавання оптимальної маси адсорбенту, збагачення добрива елементами живлення рослин (азотом, фосфором і калієм), отримання безпечного для навколишнього середовища, з оптимальним співвідношенням азоту, фосфору і калію органо-мінерального добрива пролонгованої дії для удобрення рослин, підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Застосування нового виду добрива на 3 UA 114649 U основі осаду стічних вод на сірому лісовому ґрунті в дозі N150P90K90 забезпечило в прямій дії збільшення врожайності зеленої маси кукурудзи на силос в середньому за три роки досліджень з 28,5 т/га до 55,6-58,0 т/га, приріст урожаю зеленої маси становив 27,1-29,5 т/га порівняно до контролю (без внесення добрив). 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 Спосіб виробництва органо-мінерального добрива на основі осаду стічних вод для удобрення рослин сільськогосподарських культур, що включає: виділення рідкого осаду (95-98 % вологи) в процесі очищення міських стічних вод, зневоднення осаду стічних вод шляхом витримування на мулових майданчиках до настання вологості 60-70 %, формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування, який відрізняється тим, що під час формування зневодненого осаду стічних вод у бурт для компостування до нього додають відповідну масу адсорбенту, зокрема агроперліту (фракція 2,5-5,0 мм) або вермикуліту (фракція 2-8 мм) та відповідну масу мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) за співвідношенням: С=В+А+Д, де: С - маса органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, В=0,6С - маса зневодненого осаду стічних вод у масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, А=0,1С - маса агроперліту або вермикуліту в масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, Д=0,3С - маса мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних) у масі органо-мінеральної суміші, сформованої в бурт для компостування, т, причому для забезпечення оптимального співвідношення азоту, фосфору і калію в органомінеральному добриві додають до зневодненого осаду стічних вод під час формування його в бурт для компостування відповідну масу аміачної селітри (34 % N), суперфосфату (19 % Р 2О5) та калімагнезії (29 % K2О) за співвідношенням: Д=ас+сф+км, де: Д - маса мінеральних добрив (азотних, фосфорних та калійних), т, ас=0,41Д - маса аміачної селітри (34 % N), т, сф=0,26Д - маса суперфосфату (19 % Р2О5), т, км=0,33Д - маса калімагнезії (29 % K2О), т. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4