+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype
ГлавнаяО ТБОЛитератураПроблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производстваТехнология производства гумусосодержащеи суспензии для ускоренной рекультивации отвальных пород

Технология производства гумусосодержащеи суспензии для ускоренной рекультивации отвальных пород

Введение. Современный техногенез сопровождается рядом отрицательных последствий, оказывающих многостороннее влияние на все компоненты ландшафтов и прежде всего на почвенный покров. К таковым относится и такой элемент техногенеза, как добыча полезных ископаемых. Среди последних значительную роль играет добыча угля. Технологии его добычи при шахтном способе сопровождаются образованием терриконов, а при прогрессивном современном открытом способе - формированием обширных карьеров и отвалов вскрышных пород, что нарушает естественные ландшафты не только в месте скопления отходов угледобычи, но и приводит к загрязнению воздуха, поверхностных вод, прилегающих почвенных массивов.

Научное обоснование технологий рекультивационных работ по своей природе должно быть комплексным, поэтому включает изучение всей цепочки составных элементов (Костенков, Ознобихин, 2002). При выполнении исследований была поставлена цель: разработать технологические элементы приготовления гумусосодержащей суспензии (ГСС) и этапы рекультивации отвальных пород при добыче угля.

Представлен наиболее перспективный для рекультивации отвальных пород метод, основанный на применении гумусосодержащей суспензии, приготовленной при использовании некондиционных бурых углей, переработанных активными штаммами микроорганизмов. В разработанной технологии для стимулирования этих процессов предусматривается применение ГСС и осеменение территории рудеральной травянистой и древесной растительностью. Особое внимание при этом уделяется технологии производства активированной гумусосодержащей суспензии.

Общая характеристика производства

Для успешного развития растений, поселяющихся на отвалах и терриконах, необходимо сбалансированное питание. Внесение минеральных удобрений на щебнистых породах нерационально, так как они все будут смыты в нижнюю часть терриконов и станут недоступны. Использование традиционных органических удобрений (навоза, торфокомпостов) затруднено из-за технологической невозможности их внесения на крутых склонах. В идеальном случае удобрение для таких условий должно представлять собой массу, входящую в мелкоземистую часть, которую легко можно было транспортировать и вносить в жидкой суспензионной форме. При таком внесении мелкозем концентрируется на нижней стороне щебнистых отдельностей, в местах стыка их граней, и закрепляется корневой системой растений. Питательные вещества такого удобрения должны постепенно мобилизоваться и удерживаться под воздействием микроорганизмов. Желательно, чтобы они содержали и стимулирующие компоненты для прорастания семян и развития растений вещества типа гуматов. Соответствуют таким требованиям разнообразные по производству, широко распространенные удобрения под названием «Биогум» (Терещенко, 2000, 2004; Гареев и др., 2001; Петрова и др., 2002; Шеуджен и др., 2004).

«Биогум» - продукт переработки бурого угля, его отходов микроорганизмами. При этом осуществляется трансформация углей с использованием отдельных видов или консорциумов микроорганизмов в углегуминовые удобрения (Демидов, Друдж, 1991). Последовательные этапы биотехнологии получения такого продукта следующие:

  • формирование биогеоценоза микроорганизмов для направленной переработки угля,
  • отработка технологических условий осуществления процесса,
  • регулирование направленности и глубины процесса переработки,
  • адаптация процесса к свойствам конкретной угольной массы.

Разработана опытная установка по получению углегуминовых удобрений -ГСС или ее твердой фазы, т.е. «Биогума» методом биоконверсии. Это обеспечивает трансформацию труднорастворимых органических компонентов угля в легкодоступные формы.

Полученный продукт хорошо усваивается высшими растениями и активизирует биохимические процессы в почвах и отвальных породах. Продукт используется в качестве экологически чистого углегуминового удобрения. Содержит в своем составе растворимые гуминовые кислоты, азот, фосфор, калий, микроэлементы. «Биогум» можно применять на истощенных почвах и для биологической рекультивации отвалов пород горно-рудных и угольных месторождений. Он способствует усиленному росту и развитию корневой системы, формированию структуры почвы, накоплению в ней гумуса.

«Биогум» способствует быстрому зарастанию и самозарастанию отвалов угольных пород за счет внесенных гумусовых соединений, основных питательных элементов и микроэлементов. Углегуминовые удобрения являются одновременно и клеющими веществами, предотвращающими смывание и выдувание семян. Удобрение не имеет запаха, при передозировке не оказывает вредного влияния. Замачивание семян в «Биогуме» повышает их всхожесть. При использовании «Биогума» отпадает необходимость внесения в отвалы пород органо-минеральных компостов или удобрений (Костенков, Ознобихин, 2007).

Впервые принципиальную схему технологического процесса получения «Биогума» разработал институт «КАТЭКНИИуголь» Минтопэнерго РФ. Предложено использовать в производстве продукта: торф, бурый уголь, а для процесса биоконверсии - культуры Pseudomonasdenitrificans - № 2 (номер ВКПМ В - 4884), Acineto-bactercalcoactticus № 10 (номер ВКМП В - 4883), Pseudomonas longa - № 57 (номер ВКМП В-4885). Проверка эффективности углегуминовых удобрений в виде ГСС на почвах проведена Биолого-почвенным институтом ДВО РАН. Установлено, что одноразовое применение ГСС повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 20% (Костенков и др., 1994).

Общая технологическая схема производства и процесс получения ГСС. Технологический процесс получения ГСС состоит из следующих стадий:

  • 1) прием и складирование угля,
  • 2) прием фосфорной муки или извести-пушонки и других корректирующих добавок,
  • 3) подача угля и фосфорной муки на помол,
  • 4) помол угля и фосфорной муки с получением углеродсодержащего однородного сырья для дальнейшей биоконверсии (можно применять известь-пушонку для доведения рН до 7,0),
  • 5) приготовление жидкой ГСС,
  • 6) добавление суспензии в углеродсодержащее сырье (бурый уголь) для получения «Биогума»,
  • 7) перемешивание бурого угля с добавленной суспензией из рабочего ферментатора,
  • 8) готовое сырье и его складирование.

Для получения «Биогума» возможен совместный помол угля и фосфорной муки или извести-пушонки в мельницах мокрого помола с соотношением твердая: жидкая фазы 1:4. При необходимости вносят питательные добавки в количестве до 30%. Как питательные добавки можно использовать отходы древесной зелени, опилки, торф и другое растительное или углеродсодержащее сырье.

Водоугольная суспензия (ГСС) готовится в рабочем ферментере, куда добавляется и ассоциация микроорганизмов из лабораторного ферментатора, полученных ранее на средах, содержащих растворимые фракции угля и первичной бактериальной массы. После ферментации в течение 24 часов жидкий (рабочий) ГСС можно использовать для твердофазной ферментации, т.е. получения «Биогума».

Ферментер полностью не разгружают, а оставляют 20% инокулянта для следующего цикла ферментации ГСС. Эту процедуру повторяют при последующих циклах приготовления жидкой рабочей суспензии. Баланс получения ГСС, рассчитанный на один производственный цикл, т.е. нарабочий ферментер емкостью 5м , по приходно-расходным статьям одного цикла представлен в таблице.

Таблица. Приходные и расходные составляющие ГСС

Продукты

Количество, кг

Содержание %

Приход

Уголь

1581

35,4

В т. ч. влага угля

158

3,5

Инокулянт первичный

1050

-

В т.ч. влага инокулянта

750

-

Вода

2841

63,6

Известь-пушонка

50

1,0

В т.ч. влага извести

5

0,1

Итого:

5522

-

В т.ч. влага

3754

-

Всего без инокулянта

4472

100,0

В т.ч. влага

3004

67,2

Расход

Инокулянт рабочий

4200

93,9

В т.ч. влага

3004

67,2

Инокулянт первичный

1050

-

В т.ч. влага инокулянта первичного

750

-

Продукты инокулянта и потери процесса 272

6,1

Итого:

5522

-

В т.ч. влага

3754

-

Всего без инокулянта первичного

4472

100,0

В т.ч. влага

3004

67,2

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока