Технологии извлечения питательных веществ.Часть 2 | Accord

Технологии извлечения питательных веществ 

Часть 2

Извлечение питательных веществ позволяет фермам с избыточным их количеством привести в соответствие объёмы их внесения в почву с потребностью выращиваемых растений. Поскольку большинство ферм КРС нуждаются в снижении количества вносимого в почву фосфора, такие технологии позволяют извлекать из навоза или дигестата небольшое количество азота по сравнению с количеством извлекаемого фосфора, выравнивая их соотношение до необходимой пропорции.

В настоящее время в Северной Америке и Европе имеется много таких технологий. Все они существенно различаются используемыми процессами, стоимостью и объемами извлекаемых питательных веществ. Основная причина такого разнообразия кроется в противоречивых нормативах в отношении использования питательных веществ на разных территориях Северной Америки и Европы. Все используемые технологии NRT можно разделить на физико - механические, химические и биологические.

Физико - механические технологии

Чаще всего в Северной Америке и Европе используются механические технологии менеджмента навоза и дигестата. Эти технологии удаляют из навоза и дигестата более крупные по размеру волокна, которые после очистки могут быть повторно использованы в качестве подстилки. Эти технологии используются на фермах КРС с 1970-х годов для снижения затрат на подстилку для животных. Они используют различные ленточные, винтовые и вибрационные пресса и имеют достаточно низкий выход фосфора и азота - примерно 10-20% от общего их содержания. По причине низкого КПД в дальнейшем в данном докладе они рассматриваться не будут.

Более 85% фосфора в навозе и дигестате находится в составе небольших взвешенных частица. Поэтому для увеличения количеств извлекаемого фосфора были развиты более передовые физико - механические технологии - центрифуги, мембраны и сушки. В центрифугах материал вращается с высокой скоростью и под воздействием центростремительной силы происходит разделение веществ, имеющих различную плотность, в нашем случае - жидкости и взвешенных частиц. Мембраны действуют наподобие фильтра, позволяя жидкости протекать через мельчайшие поры и задерживая взвешенные частицы и другие субстанции. В сушилках происходит испарение требуемых объемов воды, с образованием твёрдых субстратов требуемой влажности.

Химические технологии

Широко распространённой химической технологией извлечения питательных веществ является флокуляция, при которой для связывания между собой мелких взвешенных частиц в навозе и дигестате используются флокулянты (коагулянты) и различные полимеры. Благодаря чему такие частицы легче собирать и сепарировать, а затем увеличивать содержание сухого вещества при помощи винтовых или ленточных прессов.

Ещё одна химическая технология извлечения питательных веществ - струвитное осаждение фосфатов. При этом используется свойство сред, содержащих магний, фосфор и азот, при высоком уровне pH образовывать кристаллы струвита (осадок фосфата магния - аммония).

Биологические технологии

В первую очередь - это выделение аммиака, при котором растворённый в воде аммиак при определённой температуре и величине pH переходит в газообразную форму. После этого его можно адсорбировать в виде раствора или кристаллов. Затем из этого дигестата можно удалить содержащие фосфор взвешенные частицы. Эта технология лучше подходит для дигестата, чем для навоза, поскольку процесс анаэробной ферментации повышает уровень pH и аммиачную часть азота и, зачастую, обеспечивает избыточное тепло, которое может использоваться в процессе выделения аммиака.

Другим видом биологической технологии, которая широко используется на муниципальных водоочистных сооружениях, - это удаление фосфора и других химических веществ (например, магния) при помощи аккумулирования фосфора специальными микроорганизмами. Откладывая фосфор в своих клетках, эти микроорганизмы концентрируют его в своей биомассе, откуда его затем легче извлечь. Поскольку этот процесс требует наличия двуокиси углерода, которая удалена в процессе анаэробной ферментации в составе биогаз, данная технология неприемлема для дигестата.

Еще одна, пока недостаточно изученная технология, - это использование микроводорослей, которые активно потребляют питательные вещества для своего роста. После выращивание водоросли используются в качестве кормов или для производства биоэнергетических продуктов (например, биодизеля).

Продолжение следует ......

На данном изображении может находиться: небо и на улице