污泥与粉煤灰的混合堆肥工艺与技术

时间:2023-08-05来源:佚名

01污泥与粉煤灰混合堆肥的优点与作用

粉煤灰中含有磷、钾、镁、硼、钼、钙、铁、硅等农作物所必需的营养元素,成分与复合肥料相似,能促进作物生长。另外,粉煤灰还能释放土壤中潜在的肥力,显著地增加土壤中易被植物吸收的速效养分,尤其是氮、磷。据济宁地区农科所测定,在施用粉煤灰的土壤中,速效氮比不施灰的土壤增加了7倍;山西省农科院测定,在每亩施粉煤灰2t的土壤中,五氧化二磷比不施灰的土壤增加1倍以上。因此粉煤灰与污泥的混合堆肥,既发挥了粉煤灰的肥效作用,又起到疏松剂与膨胀剂的作用。

污泥与粉煤灰的混合堆肥试验证明,污泥和粉煤灰中挥发性物质随堆肥阶段或堆肥时间而有所变化。所谓挥发性物质是指堆肥中有机物在550℃的马弗炉中灼烧完全后损失的部分,其主要成分是C、H、O、N等,堆肥过程中变化较大的元素也主要是C、H、O、N。

02污泥与粉煤灰混合制肥的物料变化

城市污泥与粉煤灰混合堆肥时,其挥发性物质随堆肥时间的变化情况,如下表所列。

污泥与粉煤灰的混合堆肥工艺与技术

污泥与粉煤灰混合堆肥挥发性物质随堆肥

表中CK为纯污泥单独堆肥情况;FA10、FA25分别为加入10%和25%的新鲜粉煤灰后与污泥混合堆肥情况;LA10、LA25分别为加入10%和25%的海水浸泡过的粉煤灰与污泥混合堆肥情况。由上表可以看出,污泥与粉煤灰混合堆肥时,随堆肥时间的推移,各种堆肥方式中的挥发性物质均呈下降趋势,虽然添加粉煤灰对污泥堆肥中挥发性物质有明显稀释作用,但添加与不添加粉煤灰其挥发性物质的相对下降率基本相同,因此粉煤灰对污泥堆肥挥发性物质未产生较大影响。

03污泥与粉煤灰混合堆肥生产工艺与使用效果

污泥与粉煤灰混合堆肥的生产工艺见图1,目前已在唐山西郊污水处理厂投入使用,该厂污水处理能力为3.6×104m3/d。将处理后的污水污泥,经脱水后按1∶0.6的比例掺入粉煤灰,以降低原污泥的含水率,经自然堆肥发酵,用锯末和秸秆作为膨胀剂。工艺设计生产能力为3t/d,年产混合肥约1000t以上,肥料粒径为5mm,在农田以及葱、芥菜等蔬菜田施用肥效显著,无臭味产生。经试用认为,粉煤灰、污泥混合肥具有如下几种作用。

污泥与粉煤灰的混合堆肥工艺与技术

图1 污泥与粉煤灰混合堆肥的生产工艺

(1)施用粉煤灰与污泥混合肥可改良土壤的物理结构

粉煤灰与污泥混合肥施用于生土地时,可以起到促进土地熟化;施用于黏土地,可以起到疏松土壤的作用,促进根系生长、利于作物生长;对于盐碱地,促进土壤疏松,提高脱盐效率;施用于砂土地时,可以减轻漏水跑肥的现象;粉煤灰与污泥混合肥有利于土壤密度减轻,孔隙度增加,对土壤中的水、肥、气、热均有较大程度的改善,有助于养分的转化和微生物的活动。

(2)施用粉煤灰与污泥混合肥可提高土壤保水能力

土壤施用粉煤灰后,地面温度得到提升,促进作物早发茁壮;土壤保水能力得到提高,有利于保墒抗旱。山西省农科院、西北农学院数据结果表明,每亩施入7.5~20t粉煤灰,早春低温期,在5~10cm的土层内,地温提高0.7~2.4℃,较一般增温剂效果还好;西北农学院测定,在施用1%粉煤灰土中,在0~20cm厚度的土层中,田间持水量较生土增加2%,就饱和水而言,在0~20cm厚的土层中相差5.39%,故在0~20cm耕层中,每亩就能多容纳10t以上的水分,对于保墒十分有利。

污泥与粉煤灰的混合堆肥工艺与技术

图2 粉煤灰

(3)施用粉煤灰与污泥混合肥可增加农作物营养成分

粉煤灰中含有磷、钾、镁、硼、钼、锰、钙、铁、硅等植物必需的营养元素,近似一种复合肥料,能促进作物的生长。另外,粉煤灰还具有能释放土壤中潜在肥力的作用,显著地增加土壤中易被植物吸收的速效养分,特别是氮和磷。据济宁地区农科所测定,在施用粉煤灰的土壤中,速效氮比不施灰的土壤增加了7倍;山西省农科院测定,在每亩施灰2t的土壤中,五氧化二磷比不施灰的土壤增加1倍以上。

作物在生长期间除了需要氮、磷、钾外,还需要多种营养元素。据研究,每生产100kg小麦、玉米等谷类作物,需要从土壤中吸收Zn 4.6g、Fe 6.6g、Mn 4g、B 1.4g、Cu 0.9g、Mo 0.06g。粉煤灰中含有作物生长所必需的大部分营养元素,只有氮、磷等少量元素在燃烧过程中因挥发而损失掉,若向粉煤灰中补充部分氮、磷、钾,可以将其制成一种营养全面、均衡的复合肥料。但是,由于粉煤灰中的微量营养元素与SiO2和Al2O3结合成盐类,大部分以玻璃体的暂时介稳状态存在,在水中溶解度小,溶解速度缓慢,在土壤中难以发挥营养元素作用,通常解决方法是采用化学激发剂来破坏粉煤灰中的玻璃体结构,使粉煤灰得到活化。这种活化后的粉煤灰再与氮肥、磷肥、钾肥复合便得到粉煤灰复合肥。

研究表明,在同样管理条件下,粉煤灰多效复合肥料中的氮、磷、钾的利用率均高于单一物料,如尿素中氮的利用率从44%提高到48%,磷肥中的P2O5利用率从10%提高到22%,氯化钾中K2O利用率从40%提高到52%,粉煤灰复合肥使氮、磷、钾利用率提高,流失率减小,给这些肥料的使用、运输、保存都带来了方便。再加上粉煤灰本身有植物必需的多种微量元素及改土作用,使粉煤灰复合肥成为一种优良的肥料品种。粉煤灰复合肥的品种有高效粉煤灰复合肥、长效粉煤灰复合肥和含锌粉煤灰高效复合肥等。

(4)增加农作物的抗病能力

施用粉煤灰对小麦的麦锈病、苹果树的黄叶病、大白菜的烂心病和水稻的稻瘟病均有较好的抗病作用,对豆科植物的观察发现,施用粉煤灰后其根系发达,根瘤增大增多,固氮性能良好。

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