有机矿质肥料(OMFs)是由涂层有机固体颗粒尿素和钾肥。两个OMF配方N: P<年代ub>2年代ub>O<年代ub>5年代ub>:K<年代ub>2年代ub>O组成:10:4:4 (OMF<年代ub>10年代ub>)和15:4:4 (OMF<年代ub>15年代ub>)在草地和耕地作物为应用程序开发。常规化肥分析进行了四批OMF和有机固体颗粒与尿素的样本以确定关键材料的物理和化学性质影响处理和传播,土壤行为,和化肥的价值。散装和粒子密度的范围在608到618公斤<年代up>−3年代up>,1297到1357公斤米<年代up>−3年代up>,分别。压缩测试表明OMF粒子进行变形由多个失败之后不解体时颗粒的垂直负载应用。静态粒子强度在1.18和4.33 N毫米之间<年代up>−2年代up>根据粒子直径。化肥的使用模型粒度分布研究表明,OMF颗粒应该介于1.10和5.50毫米直径约80%的粒子在2.25到4.40毫米,使应用程序的范围在18米电车轨道间距。本研究利用新技术提高有机的肥料价值,降低处理成本,并提供一系列的环境效益与回收。
生产污水污泥(有机)在英格兰和威尔士估计每年160万吨(干燥固体)(
回收有机农业土地是相对便宜的相对于其他处理实践,也就是说,30%到40%相比焚烧和填埋每吨生污泥(干燥固体)
预期的增加相关的全球人口增长对食品和能源的需求将增加依赖化肥输入(
近年来,已经有了进步矿产肥料价格上涨(
开发新的化肥产品要求确定材料影响的关键属性存储和传播,土壤行为,和农艺效率。描述物理特性的有机矿质肥料产品的信息是有限的(例如,
报道的文献丰富经验的使用有机矿质肥料应用于各种作物农艺表现满意。根据欧盟工作组起草修订肥料法规EC2003/2003有机矿质肥料被定义为一个化肥混合,得到的化学反应,造粒,或溶解在水中的无机肥料应申报的内容的一个或多个主要营养成分和有机肥料或土壤改良剂(
在英国,一些污水公司商业化处理有机固体颗粒可以在1吨袋农业使用,但是他们没有产生的矿物肥料(
这种发展的主要目的是设计一个产品,可以满足现代农业实践的需求,最大化利用有机作物生产,特别是地区接近生产基地,并最终减少依赖矿物肥料。GB化肥法规目前正在考虑可再生能源的磷,但仍在起步阶段的讨论。使用biosolids-based有机矿质肥料地址之间的养分循环的一个重要问题城市和农业生态系统。使用这样的产品代表了科技进步与污水污泥的方式已经在农业、传统回收,这似乎符合当前环境和监管框架。本研究的具体目标是描述化学和物理性质要求满足规范有机矿质肥料(OMFs)来自新有机固体颗粒在草地和耕地作物中的应用。
有机矿质肥料(OMFs)是由干燥消化污泥饼干燥固体(25%)在80°C滚筒式烘干机生产不同直径的颗粒,增加污泥的干燥固体含量约为80%到85%。产生的污泥饼是在曼联公用事业集团废水处理在埃尔斯米尔港在英格兰西北工作。污泥颗粒随后涂层,通过喷洒,融化了尿素(46% N)和地面钾肥(60% K<年代ub>2年代ub>O)提高氮和钾的浓度,分别。最终的产品是一个复合氮磷钾有机矿质肥料在图所示
示意图的有机矿质肥料(OMF)粒子。
污水污泥的土地应用(有机)是由污泥(用在农业)条例1989 S.I.没有。1263年实现欧盟的规定污水污泥指令86/278 / EEC (
有机矿质肥料(OMF)产品提出了广播应用程序在草地和耕地种植。磷受精超过作物需求可能躲过了满意的土壤中,土壤P索引定义在[
对样品进行了化学分析的有机固体颗粒
狭窄的N: P<年代ub>2年代ub>O<年代ub>5年代ub>比率的产品会适合低P指数土壤;例如,小于3,改正加班对目标指数(
对冬小麦作物土壤中P指数低于3,推荐的磷应用利率(籽粒产量:8 t公顷<年代up>−1年代up>)是60到85公斤公顷<年代up>−1年代up>P<年代ub>2年代ub>O<年代ub>5年代ub>(
OMF的应用<年代ub>10年代ub>或OMF<年代ub>15年代ub>并不局限于土壤P指数低于3;然而,作物要求P不应超过土壤中土壤P指数高于目标。支持这个标准P受精P和K管理的基本原则是确保足够的营养储备的维护土壤中(
化学分析进行了符合规范概述了1991年化肥(采样和分析)规定S.I.没有。973年。总N决心根据小仲马技术(
粒度分析是由筛分的样本中概述的化肥材料规格后(
未开发的体积密度(<我nline-formula>
统计分析是进行使用GenStat第14版(
化学分析的结果进行OMF和有机固体样品列于表
OMF进行化学分析<年代ub>15年代ub>,OMF<年代ub>10年代ub>和有机固体颗粒。
| 化肥的材料 |
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OMF<年代ub>15年代ub> | OMF<年代ub>10年代ub> | 有机固体颗粒 |
|---|---|---|---|---|
| 的决心 | 平均数±标准差 | |||
| 总N (%, w w<年代up>−1年代up>) | 4 |
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| 总P<年代ub>2年代ub>O<年代ub>5年代ub>(%,w w<年代up>−1年代up>) | 4 |
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| 总K<年代ub>2年代ub>O (%, w w<年代up>−1年代up>) | 4 |
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| 总Cd(毫克公斤<年代up>−1年代up>DS) | 3 |
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| 总铜(毫克公斤<年代up>−1年代up>DS) | 3 |
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| 总锌(毫克公斤<年代up>−1年代up>DS) | 3 |
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| 可溶性P (%, w w<年代up>−1年代up>) | 3 | < 0.10±0.02 | < 0.10±0.02 |
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| N: P<年代ub>2年代ub>O<年代ub>5年代ub>比 | 4 |
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(标准偏差(SD)显示为±平均值;DS是干燥的固体)。
图
OMF样品<年代ub>15年代ub>与颗粒直径1.18 - 5.50毫米的范围。
重金属(Cd,铜和锌)含量低于推荐值限定在欧共体污水污泥指令86/278 / EEC (
物理性质测量的结果列于表
OMF物理性质决定的<年代ub>15年代ub>,OMF<年代ub>10年代ub>、有机固体颗粒和尿素。
| 化肥的材料 |
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OMF<年代ub>15年代ub> | OMF<年代ub>10年代ub> | 有机固体颗粒 |
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尿素 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 物理性质 | 平均数±标准差 | 均值±SD(或价值) | ||||
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4 |
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1 | 2.52 |
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4 |
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1 | 3.03 |
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4 |
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1 | 3.73 |
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| 助教(%) | 4 |
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1 | 20.0 |
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4 |
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1 | 1.61 |
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4 |
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1 | 57.3 |
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4 |
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3 |
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One hundred. |
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One hundred. |
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4 |
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3 |
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| 一个年代up>
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2 |
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2 |
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| b年代up>
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2 |
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2 |
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| c年代up>
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2 |
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|
2 |
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| d年代up>
|
2 |
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- - - - - - | - - - - - - |
(<我nline-formula>
总的来说,体积密度有显著差异取决于肥料类型(<我nline-formula>
孔隙度的计算值没有显著差异(<我nline-formula>
尿素的表面积显著降低相比其他肥料材料是由于微粒的比例相对较低(< 1.18毫米)的样本,并比较OMF时也是如此<年代ub>10年代ub>和OMF<年代ub>15年代ub>。压缩试验表明OMF和有机固体颗粒进行变形由多个骨折没有解体之后的颗粒在垂直荷载应用(图
OMF<年代ub>15年代ub>,OMF<年代ub>10年代ub>和有机固体颗粒(范围3.35 - 4.00毫米)。箭头显示多个故障过程中产生压缩测试。
与尿素颗粒不同,OMF和有机固体颗粒塑料的方式表现,不显示力量诱导粒子的破坏特征。变形后立即开始尖杆接触颗粒和测试被允许进展,直到粒子完全压缩,通过视觉评估记录。因此,OMF和有机的价值<我nline-formula>
垂直荷载与位移记录在尿素和OMF粒子<年代ub>10年代ub>(颗粒大小范围:3.35 - 4.00毫米)。
由于行为表现出由OMF和有机固体颗粒的统计分析来确定不同的破坏力量只是进行颗粒尿素:颗粒直径在3.35到4.00毫米的范围需要显著(<我nline-formula>
OMF<年代ub>10年代ub>和OMF<年代ub>15年代ub>没有严格规范了由于在涂层过程中遇到的一些挑战。平均浓度的氮、磷、钾肥和略低于相应的配方。因此,建议是为土壤OMF应用正确的营养不足,以便它能满足作物生长所需制定规范。相关的困难发现涂层过程中尿素加热后喷洒到有机固体颗粒导致尿素氮与后续使挥发损失,从而影响金额添加到配方。优化涂层技术涉及的适用温度范围需要克服这一挑战。
相对更大的表面积(<我nline-formula>
Miserque和Pirard
平均微粒(< 1.18毫米)的比例在两个OMF产品约占4%(按重量)所有肥料样品(按重量范围:0.15% - 16.5%)。必须维护这些粒子以来最低分数低于1毫米大大地负责增加变异系数(CV)在广播传播(
压缩测试表明OMF有机固体颗粒并没有显示出力量诱导粒子的断裂特征。相反,OMF和有机固体颗粒时永久变形相对较小的力是应用和塑料的方式表现。一个重要特征是,OMF和有机固体颗粒表现出多个失败和他们不分解成更小的粒子,因为它是观察与尿素打破力量时。研究了尿素(
化肥与广泛的粒径会粘结由于接触点数量的增加和相对较高的粘结强度每单位质量的化肥
体积密度的平均值尿素与文献中报道的(
混合肥料可能会限制材料之间的规模等级数量差异很大(
范围内的粒子密度对尿素(从1250年到1500公斤米<年代up>−3年代up>)在文献中报道
Antille [
在这方面,对化肥粒度分布模型研究[
拟议中的OMF<年代ub>15年代ub>和OMF<年代ub>10年代ub>配方是基于相对较高的N: P<年代ub>2年代ub>O<年代ub>5年代ub>比率(≥2.5)这将减少的风险累积土壤P附近地区污水处理厂允许更大范围的土地银行接受有机矿质肥料。
物理性质的研究表明,它可能会进行现场应用的有机矿质肥料标准广播化肥传播设备18 m电车轨道间距。然而,这需要改善的物理性质产品的质量控制与特定粒径和粒度分布显示一些变化的样品分析。有机固体颗粒与尿素的涂层工艺需要优化,使产品配方的一致性。
优化所需的粒度和粒度分布是安全蔓延的土地对环境的负面影响降到最低,可怜的作物肥料利用效率,以及作物生产力的损失。最初的完美OMF应努力<年代ub>15年代ub>这种产品有高N含量和它可以更好地适应市场的需求接近英格兰西北地区的污水处理工程。
有机固体转化为有机矿质肥料地址之间的养分循环的一个重要问题城市和农业生态系统。这个产品开发的一个关键方面是它将有助于最大化的使用有机农业的地区接近生产基地。污水污泥处理的成本可以显著减少而使废水回收公司会议目标和保障农业途径处理。农民可以减少依赖矿物肥料,价格上升,因此减少化肥投入成本,同时保持整体土壤肥力。
本研究获得资助欧盟第七框架计划(FP7-ENV.2010.3.1.1-2 ENV)根据授权协议。265269 (