Дификат сахарных заводов как удобрение

Дификат сахарных заводов как удобрение

Среди перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса наиболее материалоемкой является сахарная промышленность, в которой объем сырья и вспомогательных материалов, используемых в производстве в несколько раз превышает выход готовой продукции. Она же является источником многотоннажных отходов производства, которые являются загрязняющими веществами (сырой свекловичный жом, меласса, фильтрационный осадок).

При среднем выходе сахара 12 — 13 % свеклосахарное производство России дает массе переработанной свеклы 80 — 83 % сырого свекловичного жома, 5 — 5,5 % мелассы, 10 — 12 % фильтрационного осадка, или в физическом выражении при переработке 15 млн. тонн свеклы примерно 12 млн. тонн жома, 0,8 млн. тонн мелассы и 1,8 млн. тонн фильтрационного осадка.

— Загрязняющие вещества свекловичного производства по агрегатному состоянию делятся на:

— твердые (жом, хвостики, обломки свеклы, отсев известняка и другое);

— жидкие (сточные воды);

— густые вязкие жидкие (разбавленный фильтрационный осадок, меласса и другое);

— газообразные (дымовые газы, сульфита ионный газ и другие)

— Загрязняющие вещества, при рациональном использовании могут служить:

— для производства пищевых продуктов путем промышленной переработки (жом, меласса, свекловичные обломки и другое);

— в качестве кормов (жом, меласса, фильтрационный осадок и другое);

— для производства продукции технического назначения (жом, меласса, фильтрационный осадок, отсев и отходы известняка и другие);

— в качестве удобрений (фильтрационный осадок, сточные воды и другие);

— для строительства (фильтрационный осадок, отсев и отходы известняка и другие).

— В процессе производства неизбежно происходят также и технологические потери материалов (сырья, топлива и других материалов).

Возвратные свекловичные отходы (обломки и хвостики) могут повторно использоваться в технологическом процессе в качестве добавки к свекле (или добавляются в жом) [3].

Отбросы представляют собой отходы производства, которые на современном уровне науки и технике пока еще не могут быть использованы в народном хозяйстве либо использование их считается экономически нецелесообразным. К ним, в частности, относятся: газовые выбросы (сульфита ионный и сатурационный газы после аппаратов химической очистки сока), пылевые выбросы (пыль при работе известняково — обжигательных печей, жомовая пыль при сушке и гранулировании жома, сахарная пыль при сушке и хранении сахара), отходы (камни, щебень, песок), улавливаемые при очистке и подачи свеклы в завод, и дымовые газы при сжигании топлива в котлах [4].

Побочная продукция — это продукция, образующаяся наряду с основным продуктом в процессе переработки сырья, доведения до потребительских свойств и реализуемая на стороне либо внутри предприятия. В сахарном производстве это свекловичный жом и меласса. Сюда же могут быть отнесены вода, пар и электроэнергия, которые направляются на нужды призаводского жилого поселка, а так же по кооперации другим предприятиям.

Собственно отходы производства представляют собой остатки сырья, а также вновь образовавшиеся материалы, которые могут использоваться в виде сырья или добавок к нему при производстве новой продукции либо непосредственно как вторичная продукция другого производства. Отходы сахарного производства включают: фильтрационный и транспортерно-моечные осадки, отсев, недопал или пережег известняка, шлаки котельной (в случае применения твердого топлива), производственные сточные воды, и дымовые газы котельной. Отходы потребления представляют собой материалы и изделия, которые после физического или морального износа могут использоваться в качестве сырья или направляться для повторного применения (фильтровальная ткань, бумага, металлолом и другие) [22].

Источники загрязнения производства в атмосферу подразделяются на организованные и не организованные.

К организованным относятся выбросы от технологических процессов, их источниками являются: трубы котельной, сатураторов, сульфита торов, конденсаторов, сушки сахара, кузнечного горна, известегасильного аппарата и др.

Не организованные выбросы в атмосферу происходят от отдельных видов оборудования и механизмов: при проведении погрузочно-разгрузочных работ с известняковым камнем и твердым топливом, сортировке известнякового камня и др.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на сахарных заводах являются газо — пылевые выбросы котельной. Они образуются при сжигании топлива.

При сжигании одного килограмма мазута образуется 15,5 метров кубических дымовых газов, при сжигании 1- го кг. Природного газа — 14,5 метров кубических дымовых газов.

Состав дымовых газов зависит от вида используемого топлива. Так, при сжигании мазута и твердого топлива вместе с диоксидом углерода, парами воды и азотом в атмосферу выбрасываются такие токсичные вещества как окислы серы, азота, углерода, сажи и др. при сжигании природного газа вредные примеси представлены, в основном, окислами азота и в меньшей степени сажи.

Кроме газов, выделяющихся при сжигании топлива, источниками загрязнения атмосферы являются пыль и дым, что наносит экономический ущерб народному хозяйству и отрицательно воздействует на организм человека. Поэтому действующим законодательством установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе (таблица 1)

Таблица- 1 Количество загрязняющих веществ газо-пылевых выбросов сахарных заводов России (тыс. т)

Пыли сахар — песка

Очистные сооружения вредных выбросов в атмосферу на сахарных заводах практически отсутствуют, применяются лишь мокрые ловушки по улавливанию пыли сахара в упаковочных цехах и пыли известняка в сортировочных помещениях. Из технологических мероприятий используют уменьшение избытка воздуха в топках котлоагрегатов и рассеивание загрязняющих веществ до предельно допустимых концентраций за счет высот дымовых труб.

Таблица 2 — Годовое количество отходов от хозяйственной деятельности на сахарных заводах России, тонн [21].

Остатков масел, растворителей, красок

Дефекат — побочный продукт свеклосахарного производства

Нельзя обойти вниманием побочный продукт свеклосахарного производства, не имеющий, правда, непосредственного отношения к самому корнеплоду. Речь идет о так называемом фильтрационном осадке, иначе именуемом дефекатом, или дефекационной грязью, используемом как удобрение. В дефекате, который производится сахарной промышленностью страны только за один производственный сезон, кроме углекислого кальция, содержится приблизительно 60 тысяч тонн фосфатной кислоты, около 12 тысяч тонн азота, что равноценно 360 тысячам тонн фосфата и 70 тысячам тонн селитры.

В процессе варки сахара для чистки сиропов применяется известняк, который, взаимодействуя с сиропом, отбирает (адсорбирует) из них несахара, препятствующие процессу кристаллизации. Выход дефеката составляет при этом 8-12% от всего объема перерабатываемой свеклы. На крупном сахарном заводе, где за сутки через технологическую цепь проходит 6-9 тысяч тонн свеклы, как легко посчитать, образуется в среднем 800 тонн дефеката. Состав дефеката зависит от характера и количества несахаров в свекловичном соке и количестве извести. Обычно в нем до 50% воды, а сухие вещества примерно на 80% состоят из углекислой и едкой извести. Сюда же входят прочие минеральные соли, азотистые вещества, безазотистые органические соединения и сахара.

По содержанию питательных веществ дефекат приближается к навозу. Азота в нем содержится 0,6% фосфорной кислоты и калия по 0,2%. Полученный в процессе производства дефекат обычно выдерживают в отстойниках от 1 до 2 лет, после чего используют для известкования или нейтрализации кислых почв. В этом качестве дефекат эффективнее, применяемого для тех же целей молотого известняка, так как включает элементы питания растений.

По данным Всесоюзного научно- исследовательского института сахарной свеклы, внесение 4.5 тонны дефеката на 1 гектар обеспечивает прибавку урожая до 30 центнеров. Интересно, что последствия дефеката наблюдаются на протяжении 10-12 лет [28].

Внесение дефеката обусловлено дефицитом в кислых почвах такого важного для жизнедеятельности полезной микрофлоры элемента, как кальций. Растения на таких почвах испытывают кальциевый голод. Кальций же, как указывал выдающийся русский почвовед академик К.К. Гедройц, является поглощающим катионом придающим почве структуру, наиболее прочную и благоприятную в сельскохозяйственном отношении. Кальций, кстати, единственный катион, который может полностью насыщать почву без всякого вреда для растений [21].

Перспективы использования сахарного дефеката в Республике Беларусь

Дефекат — вторичный продукт свеклосахарного и сырцового сахарного производства — является ценным по своим химическим и потребительским свойствам продуктом.

В более ранний период он выводился с территории сахарных заводов на поля фильтрации в виде грязевой суспензии и был известен, как «фильтрационная грязь».

В условиях современной усовершенствованной технологии он выходит из производства в виде спрессованных комьев с массовой долей сухих веществ 65–70 % и имеет краткое, удобное для производителей название «дефекат». В то же время, согласно ТУ РБ 37602662.630–99, официальное название данного отхода — «осадок фильтрационный». Предназначение осадка — для известкования (нейтрализации) кислых почв; порядок применения — в соответствии с «Инструкцией по известкованию кислых почв сельскохозяйственных угодий Республики Беларусь», Минск, 1997 г.

Поскольку во всем мире наиболее признанной схемой очистки сахарных растворов от несахаров и красящих веществ признана схема с использованием процессов дефекосатурации, то с каждым годом в сахаропроизводящих странах количество дефеката возрастает.

В Республике Беларусь за последние 4–5 лет значительно увеличился объем выхода дефеката по всем сахарным заводам и в 2012 году достиг 362 тыс. т. В то же время использование дефеката в народном хозяйстве ограничено. В 2012-м в качестве известковых раскисляющих материалов для сельскохозяйственных организаций республики было отгружено 152 тыс. т дефеката, остальное количество (230 тыс. т, или 60 %от объема производства) вывезено в карьеры и незначительная его часть размещена возле сахарных заводов. С каждым годом с увеличением объемов производства сахара усложняется и вопрос утилизации дефеката, особенно обостряется он в ОАО «Жабинковский сахарный завод» и ОАО «Слуцкий сахарорафинадный комбинат». В последнее время в разных странах предпринимаются попытки использования дефеката в различных технических отраслях: в производстве стройматериалов, удобрений, в создании новых видов эффективных сорбентов и др.

В конце XX столетия в ОАО «Слуцкий сахарорафинадный комбинат» были проведены масштабные исследования по повторному использованию дефеката на очистке соков сахарного производства. Работы не завершены ввиду невозможности создания на основе дефеката топочных газов с высоким содержанием СО2. В данном направлении использования дефеката проводятся исследования в ряде зарубежных стран. Учитывая уникальность состава дефеката, важное значение отводят ему как компоненту в составе кормов для домашних животных и птиц, способному заменить карьерный кормовой мел. Физико-химические показатели дефеката в том виде, в каком он выходит из производства, не соответствуют требованиям ни комбикормовых предприятий, ни предприятий сельхозхимии. Высокая влажность (около 30–35 %) и полидисперсный состав (от пыли до крупных комьев) не позволяют организовать процесс дозирования осадка и равномерного смешивания его в составе комбикормов. Эти же показатели не дают организовать равномерное внесение фильтрационного осадка в раскисляемые почвы методом выдувания из цистерн, что сейчас повсеместно применяется при использовании мелкодисперсной доломитовой муки.

Следует особо подчеркнуть, что для получения осадка кормового назначения фильтрационный осадок необходимо подвергать досушиванию сразу же после его выхода с производства, поскольку благодаря обогащению органическими компонентами при выходной температуре около 50 °C уже на вторые сутки в нем появляется неестественный гнилостный запах. Это снижает кормовую ценность осадка, однако не влияет на раскисляющую способность и свойства, как компонента удобрений. Мел, присутствующий в фильтрационном осадке, состоит практически из чистых химических соединений CaCO3 + MgCO3, не содержащих механических включений типа песка, поскольку сам процесс получения мелового соединения на сахарном заводе предусматривает двукратное выделение механических примесей (песка) при приготовлении известкового реагента перед обработкой сахарных растворов. В пищеварительном тракте животных такой мел практически весь переходит в усвояемое состояние.

Карьерный кормовой мел содержит в своем составе песок, который, как бы ни был мелко измельчен, в организме животных не претерпевает изменений. Установлено, что кормовой карьерный мел зачастую является причиной возникновения родильных порезов у дойного стада. Помимо мела в фильтрационном осадке содержится до 8 % органических веществ, в том числе сахар — 2–6 %, сырой протеин — 4 –5 %, фосфор — 1–2 %, калий — 0,5–1 %, микро- и ультра- микроэлементы, чего нет в кормовом меле. Фильтрационный осадок не оказывает эмбриотоксического и аллергенного действия, более благоприятно влияет на животных по сравнению с кормовым мелом. В России при использовании фильтрационного осадка в составе добавок к комбикормам для КРС и свиней во всех случаях отмечены улучшение общего состояния животных и увеличение привесов по сравнению с контролем до 5 %.

Содержание кальция в фильтрационном осадке такое же, как и в карьерном меле — 33–38 %, или 82–95 % в пересчете на CaCO3 (чистый мел). Цена кормового мела для потребителей в 2012 году составляла 643 200 руб./т. Фильтрационный осадок не имеет начальной стоимости. Объем потребления кормового мела в Республике Беларусь только из Красносельского мелового карьера в 2012 году составил 72 000 т на общую стоимость 46 310 400 тыс. рублей.

Замена кормового мела фильтрационным осадком позволит получить многомиллиардную эффективность, при этом сократить количество неутилизируемого фильтрационного осадка в масштабах республики еще на 70 тыс. т.

Замена кормового мела сухим кормовым дефекатом позволит также благотворно повлиять на охрану окружающей среды, с одной стороны, за счет снижения объема сбрасываемых отходов, с другой — за счет снижения объемов разрабатываемых меловых карьеров.

М. ШАБЕТА; А. ТАНАНА РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию», г. Минск

Утилизация отхода сахарного завода и использование его в сельском хозяйстве приморского края

Внесение дефеката привело к существенному увеличению величины рНюд и уменьшению Нг. Установлено статистически достоверное увеличение урожайности зеленой массы люцерны в первый год на 18%, выхода сена — на 29%, во второй год — соответственно на 15,0 и 19,9%. Сбор кормовых единиц и переваримого протеина повышается в 1,3 и 1,5 раза.

Исходя из накопленного за предыдущие годы количества дефеката расчетная площадь мелиорированных земель составит 125 тыс. га, или 28% от всего объема нуждающихся в известковании почв Приморского края. Практическая значимость проведенных исследований заключается в возможности утилизации отхода предприятия Уссурийского городского округа Приморского края и защите окружающей среды при одновременном повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Ключевые слова: известкование, плодородие почв, люцерна изменчивая, урожайность, протеин.

Около 15% территории России по экологическим показателям находятся в критическом или околокритическом состоянии.

Экономический подъем при сохранении современного уровня негативного воздействия и непринятии мер по сокращению накопленного экологического ущерба может привести к дальнейшему обострению экологических про-блем.Важнейшим фактором воздействия на окружающую среду является производственная деятельность человека.

Все предприятия, будь то крупные или мелкие, осуществляют значительное влияние на окружающую среду. В основе деятельности любого предприятия лежит производственный процесс — совокупность операций по добыче и переработке исходных материалов (сырья) в определенную продукцию с образованием, в большинстве случаев, отходов. Твердые отходы являются главным загрязнителем поверхностных слоев литосферы. На территории Приморского края в год образуется 50-60 млн т отходов, из которых 2-3 млн т — опасные отходы [1]. Экологическая обстановка в Приморском крае, в том числе проблема размещения и утилизации отходов, остается достаточно напряженной.

Отходы не только занимают полезную территорию, но и отравляют окружающую среду продуктами своего разложения или превращения в другие соединения, загрязняют среду за счет перемещения с потоками воздуха или воды. Однако отходы наносят столь существенный вред окружающей среде вследствие неправильного к ним отношения. Еще Д.И. Менделеев отмечал, что в производстве нет отходов, а есть неиспользованное сырье.

Одним из таких отходов является дефекат — крупнотоннажный отход сахарной промышленности (фильтрационный осадок, на который сорбируют красящие вещества, содержащиеся в сырце). Дефекат ООО «Приморский сахар» содержит СаО, крайне необходимый почвам Приморского края в качестве известкового удобрения. По данным Ю.И. Слабко, 452,3 тыс. га — 68 % почв Приморского края — относятся к кислым [2], известкование кислых почв является первоочередной задачей для повышения плодородия. Снижение поддержки государства на осуществление известкования почв (стоимость известкования с учетом транспортных расходов достигает 8-10 тыс. рублей на га) и внесения удобрений, а также отсутствие собственных средств вынуждает сельхозпроизводителей использовать нетрадиционные агрохимикаты.

Поэтому снова актуальным стал вопрос о возможности использования дешевых известьсодержащих отходов для проведения известкования кислых почв. Широко известно применение для известкования кислых почв металлургических шлаков, золошлаков, дефеката, отходов производства строительных материалов и химической промышленности и др. Большим числом исследователей показана высокая агрохимическая эффективность этих материалов, которые не уступают стандартным агрохимикатам, а в ряде случаев и превосходят их. Тем не менее отходы имеют существенный недостаток — значительные количества опасных примесей, что требует специальных мер для исключения негативного влияния на состояние окружающей природной среды [3].

По данным ВИУА, дефекат превосходит по эффективности известь при внесении в эквивалентном по СаО количестве. Основной компонент дефеката — карбонат кальция (СаСОз),обладающий буферными свойствами и сохраняющий рН в заданных пределах (7-7,5). Известкование мобилизует запасы элементов питания в почве, особенно фосфора, находящегося в недоступной для растений форме. Как отмечают А.П. Ващенко, А.А. Моисеенко [4], в дальневосточном земледелии это единственно возможный путь. Кроме того, известкование почв, загрязненных тяжелыми металлами, является одним из методов снижения их негативного влияния на окружающую среду.

Нами рассмотрен достутшый, экологически и экономически выгодный способ вторичного использования отходов — утилизация и использование отходов (дефеката) ООО «Приморский сахар» в сельском хозяйстве. Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях Приморского края изучалось влияние дефеката на плодородие лугово-бурой отбеленной почвы, на урожайность и качество люцерны сорта нового поколения Вега 87.

Люцерна считается непревзойденной по продуктивности и кормовым достоинствам культурой. Кроме того, как бобовая культура, она является источником биологического азота в почве и дешевого растительного белка в кормах, что весьма значимо в экологическом и экономическом аспектах. В связи с вышеизложенным, целью исследований явилось установление влияния отхода сахарного завода (дефеката) ООО «Приморский сахар» на плодородие почвы и продуктивность люцерны изменчивой.

В 2009-2011 гг. в условиях юга Приморского края на территории коллекционного питомника отдела кормопроизводства ГНУ Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии нами были заложены полевые опыты по изучению влияния дефеката ООО «Приморский сахар» на плодородие лугово-бурой отбеленной почвы, а также урожайность и питательную ценность люцерны изменчивой.

Исследования в опыте, учеты и наблюдения осуществляли по Методическим указаниям по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (ВНИИ кормов, 1997). Экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985). Химический анализ почвенных образцов и дефеката сахарного завода был проведен в агрохимической лаборатории ПримНИИСХ, а также в Уссурийском филиале ФГУ «Приморская межобластная ветеринарная лаборатория».

Почва участка — лугово-бурая отбеленная, тяжелый суглинок по гранулометрическому составу, рНсол. — 4,9, Нг — 2,94 мг-экв. на 100 г почвы, содержание Р2О5 и К2О — 5,44 и 8,04 мг/100 г почвы соответственно, нитратного азота N03 — 1,63 мг/100 г почвы, гумуса — 4,16 %. Расчет дозы дефеката произвели по полной гидролитической кислотности. Содержание кальция в дефекате ООО «Приморский сахар» составляло 78-80 % в абсолютно-сухом веществе, Бе — до 3 %, М§ — до 3, К — до 3, Р — 0,9, 81 — 0,1, 2п — 0,01 %, а также в тысячных долях процента следующих элементов: Мп, Т1, Мо, Си, РЬ, Сг и Со (не превышает ПДК).

В результате проведенных исследований нами установлено, что внесение дефеката привело к существенному увеличению величины рНс(Ж на 1,41. Выражено действовал мелиорант и на Нг, которая уменьшилась с 2,94 до 1,86 мг-экв./100 г почвы. Несколько увеличилось содержание обменного калия в лугово-бурой отбеленной почве. В среднем по трем закладкам опыта (2009-2011 гг.) установлено, что при внесении дефеката урожайность зеленой массы люцерны достоверно повышается на 18,2% и еще более существенно увеличивается выход сена — на 29,0%. Положительное действие дефеката ООО «Приморский сахар» на урожайность зеленой массы и сена люцерны сорта Вега 87 сохранялось и во второй год жизни травостоев, хотя прибавки были ниже, чем в первый год.

Так, в среднем за два года исследований (2010-2011 гг.) прибавки зеленой массы составили 15,0, а сена — 19,9%. Внесение дефеката положительно влияет и на качество растительной массы люцерны. Так, при внесении дефеката выход переваримого протеина повышается в 1,5 раза, сбор кормовых единиц с гектара увеличивается в 1,3 раза, сбор кормопротеиновых единиц в 1,4 раза, а обеспеченность 1 кормовой единицы переваримым протеином повышается на 21,8 г.

Ежегодно предприятием ООО «Приморский сахар» перерабатывается 150 тыс. т сахарного сырца и образуется 12 тыс. т дефеката. Исходя из годового количества образующегося отхода и накопленного за предыдущие годы (500 тыс. тонн), нами проведен расчет площади пашни, на которой можно провести известкование. Расчетная площадь мелиорированных земель составит 125 тыс. га, что соответствует 28% от всего объема нуждающихся в известковании почв Приморского края.

Таким образом, внесение дефеката с целью повышения плодородия лугово-бурой отбеленной почвы и урожайности люцерны организационно и экономически оправдано, что позволяет рекомендовать его к внедрению в сельскохозяйственное производство Приморского края. Повышая плодородие почвы, дефекат способствует рациональному использованию почвенных ресурсов, а это — важнейшая задача современности, которая и заключает в себе один из главных компонентов экологической модернизации России.

Читайте также  Чем кормить декоративного кролика в домашних условиях

Практическая значимость проведенных исследований заключается в возможности утилизации отхода предприятия Уссурийского городского округа Приморского края и защите окружающей среды при одновременном повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Практическая реализация данного проекта решает совокупные проблемы экологического, технологического, экономического, эстетического характера.

Применение дефекатов для повышения плодородия почв

Применение дефекатов для повышения плодородия почв фото, иллюстрация

На сегодня в Украине увеличиваются объемы сельскохозяйственных площадей с оподзоленными и выщелоченными черноземами со слабо- и даже среднекислой реакцией среды, которые требуют соответствующих агроприемов для улучшения их плодородия.

Эти почвы интенсивно обедняются основаниями и, несмотря на высокую буферность, очень неустойчивы к подкисляющему действию минеральных удобрений. Известно, что основные азотные удобрения требуют внесения такого эквивалентного количества СаСО3 на 1 ц: аммиачная селитра — 75 кг, карбамид — 80, сульфат аммония — 125 кг. Использование физиологически кислых минеральных удобрений приводит к обеднению пахотного слоя почвы кальцием и магнием.

По данным научных учреждений, ежегодные потери оснований с пахотных почв составляют 350-450 кг/га (в пересчете на СаСО3). Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальный уровень рН находится в пределах 5,6-6,0. Для его поддержания нужно вносить известковые удобрения или мелиоранты по расчетам баланса кальция. Известно, что чем выше показатель рН, тем большим должен быть расход известняковых удобрений на каждое его смещение на 0,1 коэффициента. Например, если рН находится в интервале 5,6-6,5, то на его повышение на 0,1 необходимое количество таких удобрений будет в 2-2,5 раза больше, чем в случае, если рН 4,5-5,5. О.К. Кедров-Зихман установил, что для нормального развития растений является важным благоприятное соотношение не только между катионами кальция и водорода в поглощающем комплексе почвы и почвенном растворе, но и между кальцием и магнием.

Эффективность внесения дефеката

В районах свеклосеяния материалом для известкования почв может быть дефекат, выход которого составляет 9-12% от веса перерабатываемой свеклы, а выход сухого дефеката — не менее 5%. Отходы образуются при очистке свекловичного сока негашеной известью и в среднем содержат значительное количество окиси кальция и магния (до 70% в пересчете на СаСО3), 0,3-0,5% азота, 0,2-0,6 — Р2О5, 0,6-0,9 — К2О и около 15% органических веществ. По образному выражению П. Ф. Баракова, эти отходы являются «известняковым навозом, в котором в количественном отношении подстилка заменена известью». Дефекат выгодно отличается от мела и гипса тем, что он является не только мелиорантом, но и удобрением для почвы. Его растворимость в воде значительно ниже, чем гипса, но выше по сравнению с мелом.

Фосфогипс — это побочный продукт производства фосфорных удобрений — суперфосфата двойного и преципитата, который содержит 70-75% CaSO4 и 2-4% P2O5.

Эффективность внесения дефеката на почвах подзолистого типа установлена многими исследователями. Положительные результаты получены на выщелоченных черноземах. В частности, установлено, что внесение в почву дефеката не только усиливает мобилизацию питательных веществ и процесс нитрификации, но и улучшает физические и физико-химические свойства почв. И.Л. Штанина отмечает, что использование дефеката при внесении удобрений в рядки на оподзоленных почвах повышает устойчивость проростков сахарной свеклы против корнееда.

Для изучения использования кальцийсодержащих отходов в течение трех лет в лабораторных условиях проводили вегетационный опыт: как модель-аналог использовали образец пахотного слоя чернозема южного остаточно осолонцованного, на котором выращивали овес.

Было установлено, что внесение дефеката в расчете 8 г на лабораторную посудину сопровождается увеличением выхода зерна на 49% (табл. 1). Дальнейшее увеличение урожая зерна и соломы овса наблюдается после внесения дефеката в дозе 80 г/посудину. После внесения максимальной дозы дефеката выход зерна и соломы овса резко снижается. В то же время внесение мелиорантов уже в минимальной дозе сопровождалось увеличением содержания белка в зерне овса на 1%. Максимальное увеличение этого показателя (на 2,8% по сравнению с контролем) наблюдали после внесения дефеката в дозе 80 г/посудину.

Для варианта опыта с внесением фосфоритов в той же дозе увеличение содержания белка в зерне овса было несколько меньше (на 2,1% по сравнению с контролем). В то же время совместное применение дефеката и фосфогипса имело в этом плане некоторое преимущество. Увеличение содержания белка в зерне овса по сравнению с контролем в таком случае составляет 4,7%.

Результаты влияния мелиорантов на агрохимические и физико-химические свойства почвы приведены в табл. 2. Установлено, что характер действия дефеката и фосфогипса на поглотительную емкость почвы диаметрально противоположен. Если повышение доз дефеката сопровождается снижением емкости поглощения почвы до 20,6 ммоль/100 г почвы, то увеличение доз фосфогипса, наоборот, приводит к росту этого показателя до 27,16-34,08 ммоль/100 г почвы. Наибольшее повышение активности кальция в почве (от 5,01 до 7,41 ммоль/г) было отмечено после внесения дефеката и фосфогипса в дозе 8 г на посудину. Так же высокую активность кальция в почве (7,76 ммоль/г) отмечено после совместного внесения дефеката и фосфогипса (по 24 т каждый в пересчете на 1 га). Наибольшую нитрификационную способность почвы наблюдали после внесения дефеката или фосфогипса в максимальной дозе.

Значительное увеличение содержания подвижного фосфора в почве отмечено после внесения максимальных доз дефеката и фосфогипса. Увеличение содержания подвижного калия в почве после внесения дефеката и фосфогипса было практически одинаковым. Для обоих мелиорантов увеличение их дозы более 40 г на посудину уже не способствовало повышению содержания подвижного калия в почве — наибольшее увеличение этого показателя (по сравнению с контролем) отмечено после внесения дефеката с фосфогипсом и навоза.

В ходе опыта установлено, что внесение растущих доз дефеката не влияет на снижение содержания поглощенного натрия в почве в отличие от фосфогипса, внесение которого способствует снижению этого показателя. Самым эффективным при этом оказалось использование смеси дефеката и фосфогипса.

Внесение 8, 40 и 80 г дефеката на посудину (или, соответственно, 4, 8, 24 и 48 т в пересчете на 1 га) практически не сопровождалось подщелачиванием. Только внесение максимальной дозы дефеката (96 т в пересчете на 1 га) приводило к заметному увеличению рН водной вытяжки.

Внесение дефеката в этой дозе также характеризовалось снижением гидролитической кислотности почвы. Использование фосфогипса значительно подкисляет почву (особенно после внесения 40 г на посудину). Последнее сопровождалось снижением рН солевого раствора и увеличением гидролитической кислотности почвы.

Также установлено, что внесение дефеката сопровождается увеличением содержания гидрокарбонатов в составе водной вытяжки почвы, особенно при максимальной дозы дефеката. Снижение дозы фосфогипса (48 т/га) приводит к снижению концентрации этого иона в водной вытяжке почвы (табл. 3). После внесения фосфогипса из расчета 24 т/га содержание гидрокарбонатов достигало своего наименьшего значения (0,25 ммоль/100 г почвы).

После внесения дефеката, фосфогипса и навоза содержание иона НСО3 в почве находилось на уровне контроля. После внесения дефеката происходили существенные изменения по содержанию в почве хлора (за исключением внесения максимальной дозы). Значительное снижение содержания этого иона наблюдается после внесения максимальной дозы фосфогипса, навоза и смеси дефеката с фосфогипсом.

Если внесение в почву дефеката по мере роста его доз не приводит к увеличению содержания сульфатов, то последовательное увеличение доз фосфогипса сопровождается пропорциональным увеличением их концентрации в водной вытяжке почвы. Использование навоза не увеличивало этого показателя.

Влияние максимальной дозы дефеката и минимальной дозы фосфогипса на содержание катиона кальция в водной вытяжке почвы было равноценным и примерно вдвое превышало показатели контроля. Дальнейшее увеличение доз фосфогипса в 5 и 10 раз сопровождается соответствующим пропорциональным увеличением кальция в водной вытяжке почвы. Рассмотренный характер изменений был характерен и для магния. Содержание натрия в водной вытяжке почвы разных вариантов опыта не испытывало существенных изменений.

Установлено, что существенное увеличение суммарного количества солей начинается после внесения минимальной дозы фосфогипса. Увеличение доз фосфогипса в 5 и 10 раз сопровождалось соответствующим, почти пропорциональным, увеличением суммарного количества солей в водной вытяжке почвы. После внесения навоза этот показатель был на уровне контроля.

Выводы на ос­нове про­ве­де­нно­го опыта

Дефекат — вид отходов сахарного производства, который содержит в своем составе значительное количество окислов кальция и магния (до 70% в пересчете на СаСО3), до 15-20% органического вещества, а также соединения азота, фосфора и калия, — является не только мелиорантом, но и удобрением. Его можно использовать как на кислых почвах, так и на почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией среды.

В условиях вегетационного опыта оптимальным вариантом по воздействию на урожай зерна овса и влиянию на его качество является внесение дефеката в дозе 80 г на посудину (или 48 т в пересчете на 1 га). Оптимальная норма фосфогипса по действию на урожай овса составляла 8 г на посудину (или 4,8 т в пересчете на 1 га), а по влиянию на содержание белка в растениях — 40 г на посудину (или 24 т в пересчете на 1 га).

По своему действию на поглотительную емкость почвы исследуемые мелиоранты противоположны: дефекат снижает, а фосфогипс повышает этот показатель.

Наибольшая активность кальция наблюдается при использовании минимальных доз кальцийсодержащих соединений, а также при совместном использовании дефеката и фосфогипса. Наименьшая активность кальция — при максимальной дозе дефеката и после внесения навоза. Увеличение доз дефеката не вызывает подщелачивания почвы.

Увеличение содержания кальция, сульфатов и общей суммы солей в водной вытяжке почвы находятся в пропорциональной зависимости от соответствующего увеличения доз фосфогипса. Наибольшее содержание водорастворимого кальция, наблюдающееся после внесения максимальной дозы дефеката, равно этому показателю после внесения минимальной дозы фосфогипса.

Є. Скрыль­ник, д-р с.-х. на­ук,
А. Ку­то­вая, канд. с.-х. на­ук,
Я. Фиимон­чук, на­учн. сотрудник,
ННЦ «Инсти­тут почвоведения и аг­рохимии им. О. Н. Со­ко­ловс­ко­го»

Использование отходов сахарного производства для мелиорации и повышения плодородия почв

Структура сельхозугодий Украины ныне такова, что ежегодно нужно вносить не менее 10 т/га органических удобрений. Однако в действительности этот показатель не превышает 2-4 т/га. В связи с этим возникает необходимость в изыскании дополнительных источников пополнения запасов гумуса. Таковыми могут служить отходы промышленных предприятий. В Украине большую объемную массу от общего количества отходов пищевой промышленности занимает дефекат сахарных заводов. Годовой объем его накопления составляет более 10 млн т, для хранения которых в целях предотвращения загрязнения окружающей среды необходимы значительные площади. С учетом специфики зоны свеклосеяния, где на душу населения приходится всего 0,42 га пашни, а бонитировочный балл в комплексе с климатическими условиями в 4-5 раз выше, чем в других зонах, расширять площади под свалки и очистные сооружения не только весьма затруднительно, но и нецелесообразно. А вот использование в земледелии тех или иных отходов при наличии достоверных данных по их агрохимической характеристике, влиянию на плодородие почв, урожай и качество сельскохозяйственных культур весьма и весьма перспективно.

В технологическом цикле производства сахара существуют два способа получения дефеката – смешанный и раздельный. Химический состав отхода определяет место его применения. Так, дефекат, полученный по раздельной технологии, содержит всего 1,9-2,2% органического вещества, но богат окисью кальция (38,4-47,5%) и общим фосфором (0,6-0,85%). Такой материал не обогатит почву органикой, но может быть эффективно использован для мелиоративного известкования кислых почв. Это особенно актуально сегодня, когда государственные мелиоративные программы практически не работают из-за их высокой капиталоемкости.

У дефеката, полученного по смешанной технологии, агрохимические показатели более благоприятны: 4,1-4,6% органического вещества, 0,28-0,43% азота, 0,35-0,52% фосфора, 0,48-0,62% калия. При этом минеральная форма азота составляет 15-28 мг/100 г отхода, подвижного фосфора – 12-24, обменного калия – 47-56. Внесение такого дефеката положительно сказывается на плодородии почвы и урожае основных полевых культур.

Итоги полевых опытов на землях ПрАТ «Компания «РАЙЗ», входящего в группу компаний UkrLand Farming, свидетельствуют о том, что смешанный дефекат стабилизирует содержание гумуса в лесных почвах и черноземах. Реакция почвенного раствора темно-серой лесной почвы изменяется от 6,3 до 6,8, чернозема выщелоченного – от 6,6 до 6,9, типичного – от 6,8 до 7,0.

Содержание поглощенного кальция возрастает в темно-серой лесной почве с 23,4 до 30,2, в черноземах – с 25,2 до 31, 8 мг. экв./100 г почвы. В результате изменения почвенной реакции и улучшения агрофизических свойств почв значительно интенсифицируются процессы аммонификации и нитрификации, что заметно отражается на уровне доступности для культур элементов минерального питания. Так, содержание минеральных форм азота в темно-серой лесной почве возросло с 14,3 до 22,5, а в черноземах с 15,5 до 21,7 мг/100 г почвы, что наглядно отражает степень доступности биогенных элементов питания.

Столь глубокое воздействие дефеката на показатели плодородия различных почв положительно сказывается и на продуктивности культур. В производственных опытах ПрАТ «Райз-Максимко» установлено, что дефекат повысил продуктивность кукурузы на зерно на темно-серой лесной почве на 28%, на выщелоченном черноземе на 25%. Результаты были еще выше при сочетании дефеката с навозом и минеральными удобрениями, что еще раз подтверждает необходимость сбалансированного подхода к системе питания культур. В производственных условиях на базе нескольких хозяйств дефекат в первый год действия (норма дефеката рассчитывалась по гидролитической кислотности) повысил урожайность гороха на 4,7 ц/га, в сочетании с птичьим пометом – на 8,5 ц/га (урожай на контроле – 25,6 ц/га). При этом зерно гороха, полученное при удобрении дефекатом, обогатилось фосфором и калием, а показатель выхода белка возрос с 455 до 675 кг/га.

На второй год действия дефеката возрос и урожай зерна озимой пшеницы – на 16,5 ц/га (контроль – 49,8 ц/га). Еще более эффективным было действие дефеката в сочетании с птичьим пометом – прибавка урожая составила 21,3 ц/га.

При этом заметно улучшились качественные показатели зерна: на контроле содержание белка было на уровне 10,7%, клейковины – 30,5%, а с использованием дефеката эти показатели соответственно равнялись 16,5% и 33,8%. Результаты применения дефеката в овощных севооборотах также свидетельствуют о высоком эффекте, особенно на пасленовых – томатах и картофеле. И уж совсем незаменим этот материал при закладке садов и виноградников (под плантажную вспашку в сочетании с навозом).

Подытоживая сказанное, подчеркнем, что дефекат сахарных заводов с успехом применяется на основных почвах Украины не только как материал для мелиорации земель, но и как местное органическое удобрение. Наилучшие результаты по продуктивности и качеству сельскохозяйственных культур получены при сочетании дефеката с навозом и птичьим пометом. Такой подход крайне важен и выгоден, поскольку раскрывает и реализует потенциал как эффективного, так и потенциального плодородия почв. И самое главное – достигается существенная экономия в применении минеральных удобрений, что особенно актуально для современных сельхозпроизводителей.

Дификат сахарных заводов как удобрение

Фильтрационный осадок на сахарных заводах образуется в процессе очистки диффузионного сока, включающем следующие технологические операции: предварительную и основную дефекацию; I и II сатурации; сульфитацию и промежуточные фильтрации сока.

Фильтрационный осадок получается при взаимодействии несахаров диффузионного сока с известью и углекислым газом и состоит главным образом из углекислого кальция. Ниже приведен примерный состав фильтрационного осадка, образующегося на свеклосахарных заводах.

Высоложенный фильтрационный осадок удаляется с завода в земляные отстойники или отвалы. Удаление осадка производится двумя способами: гидравлическим — на подавляющем большинстве заводов и полусухим — на отдельных заводах, причем предпочтительнее полусухое удаление осадка.

При гидравлическом удалении выгруженный из фильтров осадок разбавляется в мешалке водой в соотношении 1:3 и насосом выкачивается в земляные отстойники, из которых по мере накопления выгружается на земляные площадки (отвалы) и подсушивается в естественных условиях. Весовое количество осадка (дефеката) зависит от содержания в нем влаги, колеблющегося в пределах от 20 до 30 % в зависимости от погодных условий и времени взятия из отвалов.

При полусухом способе осадок удаляется пневмотранспортом (система Укргипросахпрома) или ленточным транспортером на раздаточные площадки или в отвалы. Однако испытания схем полусухого удаления осадка на ряде сахарных заводов выявили несовершенство отдельных видов оборудования. В связи с этим необходимо дальнейшее улучшение их и создание более надежных работоспособных схем.

Выход фильтрационного осадка определяется количеством извести, расходуемой на очистку диффузионного сока. В свою очередь количество расходуемой извести определяется технологическим режимом очистки сока, параметры которого зависят от качества перерабатываемого сырья, отсюда расход извести является величиной переменной.

Применяемые в настоящее время технологические схемы очистки диффузионного сока предусматривают средний расход извести в количестве 2,5 % СаО к массе свеклы. В перспективе предусмотрено внедрение способа очистки диффузионного сока с уменьшением количества извести до 2 % и отделением предсатурационного осадка.

Объем внедрения способа очистки сока с уменьшенным расходом извести, по данным отчета ВНИИСГ1 «Разработка предложений к основным направлениям развития сахарной промышленности на 1976—1990 годы», составит около 5 % на каждые 5 лет перспективного периода.

Непосредственно в самой сахарной промышленности фильтрационный осадок не используется, хотя имеются теоретические и технические предпосылки регенерации из него извести и углекислого газа.

В ряде союзных республик фильтрационный осадок используется в сельском хозяйстве для подщелачивания кислых почв, а также в качестве известкового удобрения. В последнем случае его применение увеличивает усвояемость других неорганических удобрений и особенно азотистых и фосфорных. Однако использование фильтрационного осадка в сельском хозяйстве пока еще явно недостаточное.

Отпускная цена на фильтрационный осадок, поступающий непосредственно с производства или из отвалов, не установлена, поэтому как обременительный отход он отпускается сельскому хозяйству бесплатно.

Научные разработки по использованию фильтрационных осадков. ВНИИСПом разработан способ очистки диффузионного сока, предусматривающий отделение от него перед основной дефекацией предсатурационного осадка, содержащего основную массу несахаров.

Этот способ позволяет сокращать расход СаО на очистку сока на 0,5—0,7 % к массе свеклы. Кроме того, обогащенный органо-мине- ральными веществами предсатурационный осадок может быть использован в качестве добавки к корму животных и птиц.

Украинский научно-исследовательский институт птицеводства и киевская опытная станция «Терезино» Научно-исследовательского института животноводства лесостепи и полесья УССР провели исследования по выявлению возможности использования этого осадка для кормовых целей.

На основании проведенных исследований установлено, что пред- сатурационный осадок по своему химическому составу близок к костной муке.

В комбикормах для кур-несушек возможна:

замена 50 % костной муки предсатурационным осадком без снижения показателей продуктивности, воспроизводительной способности кур, а также содержания в желтке яиц витаминов А, В2 и каротиноидов;

полная замена в основном рационе обезфторенного фосфата предсатурационным осадком, что позволит повысить яйценоскость кур-несушек на 11 % и сократит бой яиц на 18 %.

Для повторного использования в сахарной промышленности фильтрационного осадка неоднократно выдвигались предложения о регенерации из пего окиси кальция и углекислого газа и предпринимались попытки промышленного внедрения этого способа.

ЦИНСом еще в довоенный период (Ю. М. Жвирблянский, И. П. Ле- пешкин и другие исследователи) проводились теоретические разработки и заводские опыты по регенерации брикетированного и подсушенного фильтрационного осадка в напольных, кольцевых и шахтных печах.

На Сегежском целлюлозно-бумажном комбинате (Карельская АССР) во вращающихся печах типа цементных успешно осуществлена регенерация извести из шлама, остающегося после фильтрации сульфатных щелоков.

Обжиг фильтрационного осадка возможен также в печах полочного типа и в печах с распылением обжигаемого материала.

В результате этих и других исследований предлагались различные способы регенерации фильтрационного осадка свеклосахарного производства. Однако массового практического применения ни один из этих способов пока еще не нашел.

Сложным в этом вопросе является специфичность сырья (шламовое или пылевидное состояние), для обжига которого не было найдено приемлемого технического решения.

В настоящее время регенерация фильтрационного осадка в принципе технически осуществима.

В литературных источниках имеются сведения о том, что на сахарном заводе Спрекельс (США, Калифорния) для этой цели использована непрерывно действующая вращающаяся печь, применяемая при производстве цемента для обжига цементного сырца — смеси глины и известняка. При этом известь, вырабатываемая из фильтрационного осадка, удовлетворяет потребность в ней завода на 25 %.

Однако следует отметить, что кроме громоздкой вращающейся печи, требующей больших энергетических затрат, необходимо иметь и очень сложное дорогостоящее хозяйство по улавливанию известковой пыли.

Существенным препятствием является также загрязненность фильтрационного осадка несахарами свекловичного сока, которые, накапливаясь в получаемой извести, ухудшают ее качество и требуют периодического вывода так называемого «дискардного» фильтрационного осадка.

Описанный выше способ очистки соков с выводом предсатурационного осадка, при котором избыточная известь, вводимая на сатурацию, получается в виде практически чистого углекислого кальция, расширяет возможности регенерации извести и углекислого газа из фильтрационного осадка. Однако и в этом случае требуется тщательное технико-экономическое обоснование целесообразности регенерации фильтрационного осадка.

Использование фильтрационного осадка за рубежом. Фильтрационный осадок за рубежом используется главным образом в качестве удобрения, нейтрализующего кислые почвы и компенсирующего недостаток в них кальция. Кроме того, как показали работы французских, английских и других исследователей, удобрение фильтрационным осадком эффективно не только для кислых почв, но и для суглинистых, поскольку оно увеличивает усвояемость других неорганических удобрений.

Читайте также  Бульденеж и гортензия чем отличается

Внесение в почву фильтрационного осадка улучшает ее интенсифицирует разложение целлюлозы (соломы) в навозе и азота, повышает усвояемость фосфора и активность содержащихся в почве (амидазы и уреазы), увеличивает поташа, кальция, магния.

В США на удобрение почв расходуют около 0,5 т фильтрационного осадка в расчете на 1 т других неорганических удобрений, в Англии проводились опыты по внесению его в количестве 50—75 т на 1 га .

Имеются сведения, что в ЧССР дефекат смешивают с естественно подсушенной грязью из отстойников транспортерно-моечных вод и эта смесь (компост дефекатный) отпускается поставщикам свеклы для использования в качестве удобрения.

Установлено, что рациональнее применять искусственно подсушенный фильтрационный осадок. Однако его высушивание связано с определенными трудностями, обусловленными мажущейся консистенцией сырого осадка. За рубежом созданы конструкции сушилок, специально приспособленных для высушивания фильтрационного осадка, наиболее удачной из которых является сопловая ленточная вертикальная сушилка системы Буккау-Вольф.

Высушенный осадок обычно не содержит пыли и даже при содержании 30—35 % влаги хорошо сохраняется. Однако остаточная влажность осадка, упаковываемого в мешки и используемого в качестве удобрения, не должна превышать 8—10 %.

Смотрите также:

В литературе до настоящего времени нет единых определений терминов «отходы» и «вторичные ресурсы», «попутные и побочные продукты», «утиль» и др.

Вторичные энергетические ресурсы избыточного давления — потенц. энергия газов, выходящих из технологич. агрегатов с избыточным давлением.

Неожиданные изъятия депозитов — не единственная причина, по которой банкам необходимо иметь вторичные ресурсы.

2. Продукты переработки топлива (кокс, брикеты, нефтепродукты, искусственные газы, обогащенный уголь, его отсевы и т.д.). 3. Вторичные энергетические ресурсы.

. обеспечение ритмичности процессов, сокращение оборачиваемости оборотных средств, полное использование вторичных ресурсов, повышение эффективности инвестиций.

. производство – потребление – вторичные ресурсы при условии сохранения и воспроизводства возобновляемых природных ресурсов [31, 32].

. учреждениям и организациям, в том числе природоохранным, при внедрении малоотходных и безотходных технологий и производств, использовании вторичных ресурсов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector