Утилизация гидролизного лигнина переработкой в удобрения и почвообразователи

Вопросы утилизации гидролизного лигнина – одни из наиболее важных в производстве различного рода продукции где он является побочным остаточным продуктом, загрязняющим окружающую среду.

Лигнин образуется в большом количестве при переработке целлюлозы. Его в виде пульпы как технологические отходы подают в склады-накопители на хранение. В накопителях происходит испарение влаги и образуются большие отвалы высушенной порошкообразной массы, которая способствует загрязнению окружающей среды. Учитывая процесс самовозгорания порошкового лигнина в сухом виде при температуре воздуха +35-40*С, нередки случаи его самовозгорания.

 

Результатом предлагаемой российской технологии утилизации лигнина на складах-накопителях является получение недорогого, экологически чистого в технологическом отношении органоминерального удобрения, эффективного для обедненных почв с низким содержанием органики и элементами минерального питания. Такими почвами могут быть техногенно нарушенные земли строек, отвалы и хвостохранилища горнорудных предприятий и обогатительных фабрик, земли пустынь, истощенные бросовые территории.

При этом важным аспектом технологического решения является простая и безопасная технологии производства таких удобрений, создания с их помощью качественного почвенного слоя с восстановлением землям свойств пастбищных лугов, парковых территорий, сельхозугодий, зеленых ландшафтных форм.  

Результат технологического решения достигается образованием натуральной экологически чистой почвы, содержащей в себе гидролизный лигнин, суперфосфат, хлористый калий, аммофос и аммиачную селитру, известь, жидкий (пастообразный) сапропель.

Такой состав удобрений, одновременно является и почвообразующим. В нем содержится в кг/т: суперфосфата - 10, хлористый калий - 8, аммофоса - 10, аммиачной селитры – 12, извести – 50, гидролизного лигнина – 800, сапропеля естественной влажности органического или известкового – 110.

Влажность получаемой смеси почвообразующего удобрения должна находится в пределах 50-60%.

Физико-химические показатели утилизируемого лигнина:

Влажность - 50-65%.

Непрогидролизованные (трудногидролизуемые) полисахариды - 20-30%.
Неотмытые моносахариды - 2-10%.
Вещества лигногуминового комплекса - 5-15%.
Зольность лигнина - 4-10%.
Содержание серной кислоты - 0,5-1,5%.
Размер частиц - 0,001-10 мм.
Насыпная масса сухого лигнина - 200-300 кг/м3
Влагоемкость - 300-450%.

Применение лигнина в качестве основы для образования гумусных почв    обусловлено его высокой устойчивостью к микробиологическому разложению, определяющей длительность воздействия, и способностью адсорбировать элементы питания, увеличивая тем самым коэффициент использования минеральных удобрений.

В процессе нейтрализации лигнина известью образуется биомасса, способная к его гумификации и минерализации, при этом срок нейтрализации лигнина известью от 10-15 дней и зависит от количества серной кислоты в лигниновой массе: чем больше остаточной кислоты, тем больше срок нейтрализации. Следует учесть, что при взаимодействии извести с серной кислотой лигнина образуется нейтральная соль СаSO4, эффективная как элемент питания за счет содержания в ней кальция - микроэлемента, способствующего построению скелетной части растения и по значимости как элемент питания для растений занимающего 4-е место после азота, фосфора и калия. Вторая составляющая - соли SO4 является микроэлементом серы, которая способствует синтезу белка в растениях. Нейтрализацию лигнина известью осуществляют путем простого механического перемешивания, при этом известь не только нейтрализует лигнин, но и благодаря своим гигроскопическим свойствам понижает влажность готового продукта до 45-50%, придавая ему вид сыпучего порошка, удобного в использовании. Нейтрализованный известью лигнин улучшает структурирование и разрыхление почвы, уменьшает коркообразование на почве. Эффективная способность нейтрализованного известью лигнина к гумификации и минерализации почвы, а также оптимальное количественное соотношение минеральных добавок - суперфосфата, хлористого калия, аммофоса и аммиачной селитры, выбранное с расчетом обеспеченности сельскохозяйственных культур элементами питания, позволяет получать эффективное органоминеральное удобрение для обедненных и пустынных почв с низким содержанием органики и элементами минерального питания. Недостающее минеральное питание, витамины, природные биоинструментарии и антибиоты поступают в смесь из сапропеля. Сапропель также обогащает почвообразующее удобрение гумусом, микро- и макроэлементами, создает «клеящий» эффект между компонентами смеси и окружающих обедненных почв, препятствующий ветровой и водной их эрозии.

Технология предлагает использование доступного дешевого нейтрализующего компонента извести и исключение специального оборудования для нейтрализации, в разы снижает себестоимость готового почво-удобрения.

Процесс нейтрализации лигнина известью исключает образование химически опасных смесей и является безопасным для работников предприятия его производства и окружающей среды.

Полученное лигно-сапропеле-минеральное удобрение-почва в виде смеси обладает высокой мульчирующей способностью, улучшает структурирование, увеличивает число микроорганизмов в почве, способствует увеличению синтеза белков, ускоряет созревание урожая на 8-10 дней. Полное отсутствие семян сорняков в продукте делает его эффективней навоза в 2-2.5 раза.

Полученная смесь придает почве темную окраску, способствует поглощению и сохранению тепла.

В зависимости от исходного плодородия или свойств облагораживаемых земельных территорий норма внесения удобрения-почвы на 1 сотку составляет от 300 до 800 кг.

Срок действия такого удобрения чрезвычайно длителен. Урожайность от внесения такого почво-удобрения из-за чрезвычайно высоких сорбционных свойств составляет от 4 до 7 лет. Такое почво-удобрение применяется как основное и вносится осенью под зябь и весной под перепашку. Прирост урожайности составляет не менее 35-40%.

Исходное сырье для производства почво-удобрений заявленного состава:

- лигнин гидролизный как отходы производства целлюлозы,

- органический или известковистый сапропель естественной влажности,

- известь по ГОСТ 9179-77;
- суперфосфат по ГОСТ 5956-78;
- хлористый калий по ГОСТ 4568-95;
- аммофос по ГОСТ 18918-85;
- аммиачная селитра по ГОСТ 2-85.

Для производства предлагаемого продукта потребуются значительные площади промдвора предприятия. Большая часть территория промдвора отводится под бурты компонентов и площадки их приготовления.

Почвообразующее органоминеральное удобрение производится следующим образом: предварительно очищенный от механических примесей гидролизный лигнин в количестве 800 кг укладывают равномерным слоем высотой 20-30 см на бетонную площадку. Для нейтрализации остаточной серной кислоты лигнина на него равномерным слоем рассыпают известь в количестве 50 кг. Все это тщательно перемешивают и комплектуют в бурт. Выдерживают 15-20 дней. Берут пробу на рН. Если рН достигает нормы 6,5-6,8, бурт оставляют на дозревание еще на 10 дней. При достижении рН=6,5-6,8 бурт разворачивают и добавляют минеральные удобрения, кг/т:
суперфосфата – 10, хлористого калия – 8, аммофоса – 10, аммиачной селитры – 12.

Все компоненты перемешиваются и вновь собираются в бурт. Выдерживаются 1,5-2 месяца, в течение которых в компостируемой смеси протекает ферментация, в процессе которой разлагаются органические компоненты с выделением энергии в виде тепла. Повышение температуры является показателем интенсивной ферментации и успешного процесса компостирования. Разогрев компостируемой смеси начинается вскоре после закладки бурта в течение 3-10 дней. Максимально температура может достигать 50-60oС. После достижения максимума температуры наблюдается ее снижение. В это время проводится первое перемешивание, а в течение 1,5-2-х месяцев компостирования перемешивание проводят 2-3 раза. По мере созревания смеси в бурте интенсивность ферментации затухает, температура поднимается медленно, затем разогревание прекращается полностью.

В процессе ферментации происходит синтез гумусовых соединений из продуктов распада высокомолекулярных компонентов органических остатков. По мере созревания смеси возрастает скорость гумусообразования. В связи с возрастанием количества гуминовых кислот по мере созревания смеси исходная масса чернеет, приобретая в конце ферментации темно-коричневую окраску. После окончательной ферментации органических остатков смесь считается зрелой. Ее зрелость определяется визуально по ряду признаков:
- снижение температуры компостируемой смеси в бурте;
- почернение компостируемой массы;
- отсутствие запаха, свойственного для лигнина;
- появление запаха лесного перегноя или земли;
- мягкая структура органических остатков.

Полученная смесь пневмоколесным погрузчиком с прямой лопатой загружается в один из двух бункеров перерабатывающей линии. Во второй бункер выгружается органический или известковистый сапропель естественной влажности (W=87-92%) в соотношении 110 кг на 890 кг смеси. Данная композиция перемешивается на валковом или планетарном смесителе и подается на расфасовку.

Физико-химические показатели полученного удобрения-почвообразователя:

Внешний вид - влажная, сыпучая, темно-коричневая до темной масса, с запахом лесного перегноя.
Массовая доля органического вещества, % - 70-75.
Реакция среды, рН - 6,5-6,8
Влажность, % - 50-60
Массовая доля азота (на сухое вещество), %, не менее - 0,4
Массовая доля фосфора P2O5 (на сухое вещество), %, не менее - 1,5
Массовая доля калия (K2O) (на сухое вещество), %, не менее - 0,4
По показателям безопасности удобрение-почвообразователь соответствует нормам допустимым ОДК химических веществ в почве по ГН 2.1.7.020-94:
Массовая доля меди, мг/кг - 33.00.
Массовая доля цинка, мг/кг - 55.00.
Массовая доля кадмия, мг/кг - 0.50.
Массовая доля свинца, мг/кг - 32.00.
Массовая доля мышьяка, мг/кг - 2.00.
Массовая доля ртути, мг/кг - 2.10.


Проведенные опыты в 1987-89 г.г. на отвалах вскрышных пород рудника ПО «Эстонфосфорит» показали, что при внесении в истощенные земли отвалов почвообразующее удобрение на основе известкованного лигнина, сапропеля и добавки минеральных удобрений дает увеличение числа водопрочных агрегатов размером 1-3 мм с 15 до 24%, упорядоченность почвенной структуры и, как результат, увеличение массы, т.е. урожайности зерновых, на 25-35%.

Полученное удобрение-почвообразователь вносили в песчаные почвы Средней Азии (Казахстан) и эмирата Абу Даби (ОАЭ), имеющих низкое естественное плодородие, плохую структуру и кислую реакцию (рН=3-4), малое содержание гумуса (до 2-2,2%), азота, фосфора и калия (до 6 мг/100 г). Удобрение-почвообразователь вносился в почву из расчета 380 кг на сотку почвы под посев сои.

В результате улучшились показатели почвы, в том числе структура, мульчирующая способность. Повышение рН составило до 5,4, гумуса стало больше на 2,4-2,8%, снижение сроков созревания урожая на 10 дней; в злаковых культурах увеличилась масса зерна, а урожай повысился на 21-24%.

В 2001 г. в частной сельскохозяйственной фирме на истощенных землях Урала продукт применяли для выращивания в открытом грунте картофеля, овощей и цветов. В результате с одной сотки земли был получен урожай картофеля 4-4.2 кг/м, моркови, свеклы - до 5.2 кг с 1 м2.

На участке отвала вскрышных пород рудника ПО «Эстонфосфорит» высаживался картофель с междурядьем 60 см. Производилось высокое окучивание каждого стебля. Почвообразующее удобрение вносилось по 0,8 кг в лунку перед посадкой или под перепашку из расчета 440 кг на сотку. Повышение урожайности достигалось до 40-42%.

Обладатель технологии производства почвообразующих лигнин-сапропелевых органо-минеральных удобрений – Центр по сапропелю (www.sapropex.ru). Он занимается изучением складов-навалов гидролизного лигнина, выполняет технические проекты его утилизации путем переработки в высокоэффективные продукты, пользующиеся спросом в сельском хозяйстве и идущие на экспорт в страны Ближнего Востока и Средней Азии.

По проектным спецификациям поставляется оборудование производства и фасовки почвообразующего удобрения в мешки или биг бэги. Оборудование выполняется различной производительности и комплектации: от 8 до 100 м3/час готового продукта. Сроки проектирования предприятия – до 2.5-3 мес.  

Смотрите в PDF Производство лигнин-сапропелевых органо-минеральных удобрений и почвообразователей на экспорт в страны Средней Азии, Африки и Ближнего Востока

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Другие материалы

Новые почвообразователи и рекультиванты на основе сапропеля, производимые в России, дают возможность значительно улучшить урожайность сельхозкультур на истощенных землях, восстанавливать засоленные и пустынные территории, рекультивировать, озеленять и возвращать их в севооборот, удобрять и снабжать гумусом бросовые и техногенно нарушенные площади...
Центр по сапропелю в 2012 г. предложил российскому рынку экологических продуктов свое новое  решение: технологию производства и применения торфо-сапропелевых капсул (матов) для территориальной локализации нефтезагрязняющих веществ с последующей биоремедиацией и восстановлением почв после их проливов и утечек. Теоретическое и опытно-...
Жители города Челябинска и Челябинской области требуют остановить строительство Томинского ГОКа. Это предприятие строит "Русская медная компания" на площадке  возле пос. Томинский (в 7 км от Челябинска). Руда там будет добываться из карьеров глубиной до 540 м., с помощью взрывов, соответственно возникнет опасность разрушения домов и распространения облака пыли на многие километры вокруг. Медь будет выделяться из пород с помощью кислоты - а это кислотные хвостохранилища, испарения,...
10 мая 2019 года ушел из жизни Виктор Георгиевич Горшков - профессор, доктор физико-математических наук,  автор научной концепции биотической регуляции окружающей среды.  Отличительная черта Виктора Георгиевича, как ученого, была способность видеть проблемы не со “стереотипной” стороны, как её видело и продолжает видеть подавляющее большинство специалистов, а с другой – позволяющей открывать в  ней новые, совершенно неожиданные...
Более 70 лет прошло с момента окончания Великой Отечественной Войны. Все меньше остается её участников и свидетелей. За героическими военными кинолентами и помпезными парадами, как-то на второй план уходят человеческие судьбы, трагедии и страдания людей, переживших это страшное время. В 1950 году по указу Верховного Совета Карело-Финской ССР на острове Валаам в старых монастырских постройках организовали Дом инвалидов войны и труда. В 1974 году художник Геннадий Добров решил нарисовать портрет...
9 мая - день победы и  памяти
В Алтайском крае активно продолжается работа по проекту «Добровольцы на страже лесов Алтая». Грант на развитие общественного лесного контроля был выделен Фондом президентских грантов, реализует его краевая общественная природоохранная организация «Экологический актив». В течение весны в трёх районах Алтайского края состоялись встречи руководителя и координаторов проекта с волонтёрами. В Косихинском, Заринском, Мамонтовском районе собрались неравнодушные люди – это т...
Активисты ОНФ направили в департамент жилищно-коммунального хозяйства города Москвы предложения, которые касаются создания комплексной стратегии раздельного сбора отходов в столице. Такая система должна включать раздельный сбор, хранение и утилизацию всех видов отходов, в том числе опасных, а с этим в столице есть проблемы, уверены представители Народного фронта. Народный фронт предоставил профильному департаменту информацию о выявленных нарушениях в этой сфере. Она получена по итогам мониторинг...

Другие материалы

19.04. | Гость | Событие
27.12. | Гость | Новость
  •  
  • Страница 1 из 30
  • ››
В группе: 1,508 участников
Материалов: 537

Весной 2010 стартовал проект «Зеленые изобретения», поддержанный некоммерческой организацией Global Greengrants Fund (США)

Весной 2010 стартовал проект «Зеленые изобретения», поддержанный некоммерческой организацией Global Greengrants Fund (США) и Департаментом природных ресурсов и охраны окружающей среды Администрации Томской области (научный руководитель профессор ТГАСУ О.Д. Лукашевич, исполнители-тренеры С.А. Филичев, инженер, Н.Т. Усова, учитель). В соответствии с намеченными целями и задачами...

Фотогалерея

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

размешен 23.05.19 | Тип: Новость

Активисты Общероссийского народного фронта направили в министерство энергетики и ЖКХ Кировской области обращение с предложением провести совещание с участием всех задействованных...

размешен 23.05.19 | Тип: Статью

10 мая 2019 года ушел из жизни Виктор Георгиевич Горшков - профессор, доктор физико-математических наук,  автор...

размешен 23.05.19 | Тип: Статью

В Южно-Сахалинске состоялся 4-дневный стартовый тренинг для обучения российских активистов и ветеринаров техникам оказания помощи тюленям при запутывании их в пластиковом мусоре,...

размешен 22.05.19 | Тип: Статью

Псевдо-санитарные рубки в областном заказнике "Туколонь" -  самый известный и один из двух самых крупных случаев варварских рубок леса на территориях со специальны...

размешен 21.05.19 | Тип: Новость

Выявленные ранее кировскими активистами Общероссийского народного фронта многочисленные факты загрязнения кировских рек опасными веществами привели к назначению штрафа подрядчику...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал