Содержание гемицеллюлоз составляют в среднем 5…8 % и повышается до 8…20 % (от органического вещества) в малозольных сапропелях, имеющих водорослевое происхождение. Содержание целлюлозы в среднем 1…2 % и увеличивается до 4..6 % в торфянистых сапропелях. Углеводный комплекс сапропелей, состоящий на 80 % и более из гемицеллюлоз, предопределяет возможность получения на основе сапропелей кормовых средств и удобрений.
В сапропелях различных типов содержание золы от сухого вещества колеблется в следующих пределах: в органических - 7…30 %, кремнеземистых
и карбонатных – 40…85 % и смешанных – 32…56 %. В золе сапропелей содержатся макроэлементы (кальций, фосфор, сера, калий, кремний и др.), микроэлементы (марганец, медь, кобальт, цинк, бор, молибден, кадмий, никель, фтор, хром, ванадий и другие), но их содержание зависит от типовой и видовой принадлежности того или иного отложения. Следует отметить, что содержание минеральных веществ в сапропелях по регионам страны подвержены большим колебаниям и изменениям. В сапропелях микроэлементы входят в органоминеральные соединения, сорбируются гелями кремнезема, глинозема, гидрооксидами железа. Активными комплексообразователями являются фракции гуминовых веществ (гуминовые кислоты, фульвокислоты). Они образуют с микроэлементами растворимые и нерастворимые комплексные соединения.
Происхождение
Сапропель - вещество преимущественно биологического происхождения, образующееся под водой, на дне пресноводных водоемов из остатков планктонных и бентосных организмов, при большой роли бактериальных процессов, происходящих в поверхностных слоях отложений при малом доступе кислорода.
Способы добычи
Гидравлический способ
С помощью размытия залежи струей воды с последущим всасыванием пульпы и транспортировки ее по плавучему трубопроводу на берег. Обладает большой производительностью, требует больших капитальных затрат и площадей для хранение добытого материала и его подготовки к переработке. Один из самых экологичеси небезопасных способов.
Гидромеханический способ
Включает рыхление залежи механической фрезой, частичное смешение сапропеля с водой, откачку полученного материала грязевым насосом на поверхность.Один из наиболее распространенных. Отличается хорошей производительностью. Целесообразен для добычи сапропеля идущего на удобрения, кормовые добавки, рекультиванты.
Экскаваторный способ
Применим в осушаемых озерах и с небольших глубин. Не везде возможен.
Шнековый и пневмо-шнековый способ
Извлечение сапропеля из дна водоема осуществляется при помощи шнекового насоса с подачей или без нее воздуха для разжижения извлекаемого материала. Один из перспективных методов ведения добычных работ для малого и среднего бизнеса. Отличается незначительной стоимостью оборудования, большим диапазоном по производительности, не требует отстойников и обезвоживания. Возможен забор сапропеля естественной влажности исключает ряд подготовительных стадий между добычей и перерабокой сапропеля. Экономичен.
Точечно-вакуумный способ
Извлечение сапропеля из-под воды осуществляется вертикальным вакуумным забором цилиндрической формы с запорным механизмом в нижней части. Вакуум в заборе создается в целях исключения загрязнения водоема и смешения сапропеля с водой
Малопроизводительный способ. Применим для лабораторных работ, добычи сапропеля для кормовых добавок, в лечебных целях, др. экономичен. популярен в фермерских хозяйствах и в оздоровительных грязелечебницах.
Всасывающий способ
Забор сапропеля с водоема осуществляется с помощью мощных самовсасывающих насосов для перекачки вязких веществ. Его применение целесообразно при наличии сапропеля во взвешенном состоянии незначительной плотности. Становиться популярен после появления на европейском рынке соответствующих малогабаритных и надежных насосов. Перспективный и экономичный при небольших потребностях сапропеля с доставкой его после извлечения на поверхность на небольшие расстояния.
Скреперно-всасывающий способ
Забор полезного ископаемого осуществляется скреперным наездом на сапропелевый пласт с последующей откачкой материала самовсасывающим насосом на берег. Применим при плотных залежах сапропеля на незначительной глубине. В основном пригоден для производства сапропелевых удобрения.
Применение
Сапропель как удобрение
Сапропель можно считать наиболее перспективным органическим удобрением. Производится из донных отложений пресноводных водоемов, которые сформировались из отмершей водной растительности, остатков живых организмов, из частиц перегноя, торфа и песка.
Использование ила обеспечивает замкнутый экологических цикл в системе почва-вода-растение-животное-человек с поддержанием круговорота веществ.
Сапропель как кормовая добавка
Сапропелевая кормовая добавка содержит 16 % белка, богата минеральными солями, аминокислотами и ферментами, которые способствуют более полному использованию питательных веществ кормов, усиливают функции пищеварительного тракта и использование азотистых соединений корма.
Очистка воды при помощи сапропеля
Метод сорбционной очистки воды один из наиболее эффективных способов решения проблемы обеспечения качества питьевой воды. В настоящее время при термической обработке сапропеля получают сорбенты Сибсорбент, Лесорб, Собойл-А и другие.
Использование сапропеля в качестве химического сырья и стройматериалов.
При сухой перегонке из сапропеля можно получать кокс, водный аммиак, метиловый спирт, бензин, парафиновое масло? Сапропель может широко использоваться как клей в производстве древесно-стружечных плит.
2.1.4 Торф
Состав Органическое вещество состоит из растительных остатков, претерпевших различную степень разложения. Перегной (гумус) придает торфу тёмную окраску. Относительное содержание в общей массе торфа продуктов распада растительных тканей, утративших клеточную структуру, называют степенью разложения торфа. Торф имеет сложный химический состав, который определяется условиями генезиса, химическим составом растений-торфообразователй и степенью разложения. Элементный состав торфа: углерод 50…60 %, водород 5…6,5 %, кислород 30…40 %, азот 1..3 %, сера 0,1…1,5 % (иногда 2,5) на горючую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых веществ 1…5 %, битумов 2…10 %, легкогидролизуемых соединений 20…40 %, целлюлозы 4…10 %, гуминовых кислот 15…50 %, лизинга 5…20 %. Торф – сложная полидисперсная многокомпонентная система. Текстура торфа – однородная, иногда слоистая; структура обычно волокнистая или пластичная (сильноразложившийся торф). Цвет жёлтый или бурый до чёрного.
Общие характеристики
Торф подразделяется на виды по группировке растений и условиям образования, а также на типы:
Верхово́й торф — образован олиготрофной растительностью (сосна, пушица, сфагнум, вереск) при переувлажнении, вызванном преимущественно атмосферными осадками. Плохое удобрение, поскольку беден. Содержит зольные элементы 1…5 %, органических веществ — 99 …95 %, pH = 2,8…3,6. Химический состав: азотистых веществ — 0,9…1,2 %, P2O5 — 0,03…0,2, K2O — 0,05…0,1, CaO — 0,1…0,7, Fe2O3 — 0,03…0,5 %. Окраска изменяется с повышением степени разложения от светло-желтой до темно-коричневой. Используется как топливо или теплоизоляция.
Низи́нный торф — образован эутрофной растительностью (ольха, осока, мох) при переувлажнении грунтовыми водами. Зольность 6…18 %. Преобладают серые оттенки, переходящие в землисто-серый цвет. Хорошее удобрение.
Также выделяется торф переходного типа. Переувлажнение грунтовыми водами, бедными минеральными солями. Зольность 4…6 %.
Происхождение
Происхождение торфа связано с накоплением остатков отмершей растительности, надземные органы которой гумифицируются и минерализуются в поверхностном аэрируемом слое болота, называемом торфогенным горизонтом, почвенными беспозвоночными животными, бактериями и грибами. Подземные органы, находящиеся в анаэробной среде, консервируются в ней и образуют структурную (волокнистую) часть торфа. Интенсивность распада растений - торфообразователей в торфогенном слое зависит от вида растения, обводненности, кислотности и температуры среды, от состава поступающих минеральных веществ. Несмотря на ежегодный прирост отмершей органической массы, торфогенный горизонт не прекращает своего существования, являясь природной "фабрикой" торфообразования. Поскольку на торфяных месторождениях произрастает много видов растений, образующих характерные сочетания (болотные фитоценозы), и условия среды их произрастания отличаются по минерализации, обводнённости, реакции среды, сформировавшийся торф на разных участках торфяных болот обладает различными свойствами.
Известен так называемый погребённый торф, который отложился в периоды между оледенениями или оказался перекрытым рыхлыми отложениями разной мощности в результате изменения базиса эрозии. Возраст погребенного торф исчисляется десятками тысячелетий; в отличие от современного, погребенный торф характеризуется меньшей влажностью.
Способы добычи
На сегодняшний день освоены современнейшие технологии разработок торфяных залежей. Нами активно применяется уникальный способ добычи торфа с использованием пассивных фрез.
Добыча торфа сложный и многоэтапный процесс. Разработке предшествуют осушение и подготовка поверхности. С поверхности залежи удаляется древесная, а иногда и моховая растительность, разрабатываемый слой залежи освобождается от древесных включений. Разделённая кортовыми канавами и валовыми каналами на определённые участки (карты) поверхность поля планируется в продольном направлении перпендикулярно валовым каналам и профилируется с поперечным уклоном в сторону кортовых канав шнековым профилировщиком. Удаление древесной растительности при подготовке включает срезку (валку) деревьев и кустарника с одновременным пакетированием и укладкой деревьев в пакетах на поверхность залежи специальной машиной. Пни и древесные включения корчевальными машинами извлекаются из залежи или перерабатываются машинами глубокого фрезерования с последующей сепарацией и вывозкой древесных остатков за пределы полей.