RU2838405C1 - Organic fertilizer from sewage sludge, method of its production and use - Google Patents
Organic fertilizer from sewage sludge, method of its production and use Download PDFInfo
- Publication number
- RU2838405C1 RU2838405C1 RU2024124689A RU2024124689A RU2838405C1 RU 2838405 C1 RU2838405 C1 RU 2838405C1 RU 2024124689 A RU2024124689 A RU 2024124689A RU 2024124689 A RU2024124689 A RU 2024124689A RU 2838405 C1 RU2838405 C1 RU 2838405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fertilizer
- organic
- dose
- soil
- sunflower
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 12
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims abstract description 70
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 claims abstract description 52
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims abstract description 51
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 35
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 30
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 43
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 14
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 12
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 21
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 description 14
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 14
- 241000219843 Pisum Species 0.000 description 13
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 13
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 11
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 11
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 9
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 8
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 8
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 7
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 6
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 4
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003359 percent control normalization Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 235000020238 sunflower seed Nutrition 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 1
- ZSOFVYSMDYXSOA-UHFFFAOYSA-N [As].[Mo] Chemical compound [As].[Mo] ZSOFVYSMDYXSOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 235000020774 essential nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000002349 hydroxyamino group Chemical group [H]ON([H])[*] 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000010198 maturation time Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- AMWVZPDSWLOFKA-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#P AMWVZPDSWLOFKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к области производства удобрений, в частности к удобрениям из отходов органического происхождения, и способам их получения.The invention relates to the field of fertilizer production, in particular to fertilizers from organic waste, and methods for obtaining them.
Уровень техникиState of the art
Осадки сточных вод (ОСВ) являются привлекательным сырьем для получения удобрений, так как содержат полезные для почвы микроэлементы, в частности, азот, фосфор, калий, а также богаты органическим веществом. Кроме того, следует отметить низкое содержание в ОСВ тяжелых металлов, а именно, свинца, меди, цинка, никеля, хрома, марганца и железа. Это обуславливает широкое применение ОСВ в качестве компонента органических, органоминеральных, органо-известковых комплексных удобрений, почвогрунтов (растительных грунтов), рекультивантов, изолирующего материала и биотоплива, см. ГОСТ P 59 748-2021 (Технические принципы обработки осадков сточных вод. Общие требования).Sewage sludge (SWS) is an attractive raw material for obtaining fertilizers, as it contains microelements useful for the soil, in particular, nitrogen, phosphorus, potassium, and is also rich in organic matter. In addition, it should be noted that SWS has a low content of heavy metals, namely lead, copper, zinc, nickel, chromium, manganese and iron. This determines the widespread use of SWS as a component of organic, organomineral, organo-lime complex fertilizers, soils (plant soils), reclamation agents, insulating material and biofuel, see GOST P 59 748-2021 (Technical principles of sewage sludge treatment. General requirements).
Однако, применение ОСВ в качестве монокомпонентного удобрения ограничено, в первую очередь, требованиями ГОСТ P 59 748-2021 (см. Приложение А, Таблица А4) в отношении массовой доли влаги и питательных элементов в органических удобрениях, производимых из ОСВ.However, the use of OSW as a single-component fertilizer is limited, first of all, by the requirements of GOST P 59 748-2021 (see Appendix A, Table A4) regarding the mass fraction of moisture and nutrients in organic fertilizers produced from OSW.
В частности, согласно требованиям ГОСТ P 59 748-2021, массовая доля влаги (влажность) органического удобрения из ОСВ должна составлять не более 70%. При этом, существующие на сегодняшний день способы осушения ОСВ требуют проведения длительных и энергозатратных операций, и применения дополнительных реагентов, что приводит к удорожанию удобрений из ОСВ.In particular, according to the requirements of GOST P 59 748-2021, the mass fraction of moisture (humidity) of organic fertilizer from waste water must not exceed 70%. At the same time, the existing methods of drying waste water require long and energy-intensive operations and the use of additional reagents, which leads to an increase in the cost of fertilizers from waste water.
Например, из RU 2457909 (МПК B09B 3/00, C02F 11/02, C02F 11/14; опубл. 10.08.2012) известен способ переработки осадков сточных вод, включающий обработку осадков аминокислотным реагентом-детоксикантом, содержащим ионы марганца, меди, цинка, свинца, хрома, кобальта, никеля и кадмия, выдержку осадков до достижения рН 7,2-7,5 с последующим их распределением на иловых картах, обработку перемешанным с водой аминокислотным реагентом-бактерицидом на основе гидратов гидроксоаминокислотных комплексных соединений меди (II) с выдержкой обработанных осадков по времени, зависящему от объема осадков на одной площадке и числа мест дозировки на иловых картах, повторную обработку осадков аминокислотным реагентом-детоксикантом, перемешанным с водой в процентном содержании 10% реагента-детоксиканта к 90% воды, выдержку осадков в течение 20 дней и компостирование полученной органоминеральной композиции. Перед каждой обработкой осадков сточных вод проводят определение их остаточного загрязнения.For example, from RU 2457909 (IPC B09B 3/00, C02F 11/02, C02F 11/14; published 10.08.2012) a method for processing wastewater sludge is known, including treating the sludge with an amino acid detoxifying reagent containing ions of manganese, copper, zinc, lead, chromium, cobalt, nickel and cadmium, holding the sludge until a pH of 7.2-7.5 is reached, followed by their distribution on sludge pads, treatment with an amino acid bactericide reagent mixed with water based on hydrates of hydroxyamino acid complex compounds of copper (II) with holding the treated sludge for a time depending on the volume of sludge on one site and the number of dosing points on sludge pads, repeated treatment of the sludge with an amino acid detoxifying reagent mixed with water in a percentage content 10% of detoxifying reagent to 90% of water, holding the sediment for 20 days and composting the resulting organomineral composition. Before each treatment of wastewater sediment, their residual contamination is determined.
Недостатками этого способа получения органического удобрения из ОСВ являются его многостадийность и длительность, а также затраты на приготовление реагента-детоксиканта и реагента-бактерицида.The disadvantages of this method of obtaining organic fertilizer from waste water are its multi-stage nature and duration, as well as the costs of preparing the detoxifying reagent and the bactericidal reagent.
Кроме того, ОСВ не соответствует требованиям ГОСТ P 59 748-2021 в отношении содержания основных питательных элементов. В частности, содержание общего азота в ОСВ ниже требуемого значения в 4,8 раза; содержание общего фосфора ниже требуемого в 5,2 раза; общий калий в ОСВ отсутствует. Для повышения питательной ценности в ОСВ вносят различные добавки, например, отходы растительного происхождения, такие как отходы деревообрабатывающих или пищевых предприятий.In addition, the OSW does not meet the requirements of GOST P 59 748-2021 regarding the content of essential nutrients. In particular, the total nitrogen content in the OSW is 4.8 times lower than the required value; the total phosphorus content is 5.2 times lower than the required value; there is no total potassium in the OSW. To increase the nutritional value, various additives are added to the OSW, for example, waste of plant origin, such as waste from wood processing or food enterprises.
В частности, из RU 2423337 (МПК C05F 7/00; опубл. 10.07.2011) известно органоминеральное удобрение, содержащее осадки бытовых стоков, дигидратный фосфогипс и отходы деревообрабатывающей промышленности - опилки, в соотношении по массе 55:40:5, соответственно. Способ получения этого органоминерального удобрения включает приготовление смеси указанных компонентов и ее компостирование в весенне-летне-раннеосенний период в условиях высоких среднесуточных температур в течение 4-5 месяцев, при этом компостируемую смесь периодически перемешивают.In particular, from RU 2423337 (IPC C05F 7/00; published 10.07.2011) an organomineral fertilizer is known, containing domestic sewage sludge, dihydrate phosphogypsum and woodworking industry waste - sawdust, in a weight ratio of 55:40:5, respectively. The method for obtaining this organomineral fertilizer includes preparing a mixture of the said components and composting it in the spring-summer-early autumn period under conditions of high average daily temperatures for 4-5 months, while the composted mixture is periodically stirred.
Недостатками этого способа являются его длительность и осуществимость только в определенное ограниченное время года. Кроме того, полученное удобрение отличается низкой питательной ценностью: максимальное содержание органического вещества составляет 21,5%, N - 0,31%, подвижных соединений серы - 0,69%, Si - 1,28 мг/кг, P2O5 - 2,0 мг/кг, CaO - 1,48%.The disadvantages of this method are its duration and feasibility only at a certain limited time of the year. In addition, the resulting fertilizer has low nutritional value: the maximum content of organic matter is 21.5%, N - 0.31%, mobile sulfur compounds - 0.69%, Si - 1.28 mg/kg, P 2 O 5 - 2.0 mg/kg, CaO - 1.48%.
Кроме того, в RU 2514221 (МПК C05F 3/00; опубл. 27.04.2014) раскрыто органоминеральное удобрение из осадка сточных вод и способ его получения с помощью компостирования. Указанное органоминеральное удобрение содержит осадки сточных вод с опилками в соотношении 1:0,12 по массе или 1:0,61 по объему, или с измельченной соломой в соотношении 1:0,11 по массе или 1:1,82 по объему. Способ получения указанного органоминерального удобрения включает приготовление смеси из указанных компонентов, добавление в полученную смесь сульфата калия в количестве 0,2-0,3% по массе и ее компостирование в буртах. Время созревания компоста на основе осадков сточных вод и опилок или измельченной соломы в естественных климатических условиях Центрального округа РФ в весенне-летнее время составляет 3,5-4 месяца, в осенне-зимнее - 5-6 месяцев. При этом для ускорения процесса компостирования проводят периодическое перемешивание компостной массы в весенне-летнее время каждые 4-6 недель, в зимнее время - каждые 6-8 недель.In addition, RU 2514221 (IPC C05F 3/00; published 27.04.2014) discloses an organomineral fertilizer from sewage sludge and a method for producing it using composting. The said organomineral fertilizer contains sewage sludge with sawdust in a ratio of 1:0.12 by weight or 1:0.61 by volume, or with chopped straw in a ratio of 1:0.11 by weight or 1:1.82 by volume. The method for producing the said organomineral fertilizer includes preparing a mixture of the said components, adding potassium sulfate to the resulting mixture in an amount of 0.2-0.3% by weight and composting it in piles. The maturation time of compost based on sewage sludge and sawdust or chopped straw in the natural climatic conditions of the Central District of the Russian Federation in the spring and summer is 3.5-4 months, in the autumn and winter - 5-6 months. At the same time, to speed up the composting process, periodic mixing of the compost mass is carried out in the spring and summer every 4-6 weeks, in the winter - every 6-8 weeks.
Недостатками этого способа являются длительность процесса получения удобрения, а также дополнительные затраты на приобретение сульфата калия, что приводит к удорожанию конечного продукта.The disadvantages of this method are the length of the process of obtaining fertilizer, as well as additional costs for the purchase of potassium sulfate, which leads to an increase in the cost of the final product.
В качестве прототипа настоящего изобретения авторами выбрано органоминеральное удобрение из осадков сточных вод и способ его получения согласно RU 2712664 (МПК C02F 11/122, C02F 11/148, C05D 3/02, C05D 5/00, C05F 3/00, C05F 7/00; опубл. 30.01.2020). Указанное органоминеральное удобрение содержит обезвоженные осадки сточных вод и органический компонент. В качестве органического компонента выбран навоз. При этом осадки сточных вод смешивают с навозом в объемном соотношении 0,5:0,5. Способ получения указанного органоминерального удобрения включает обезвоживание осадков сточных вод и их смешивание с органическим компонентом - навозом, при этом обезвоживание осадков осуществляют на фильтр-прессах с площадью поверхности фильтрования 2,5-50 м2 путем их подачи под давлением не менее 0,6 МПа при расходе сжатого воздуха 0,2 м3/мин на 1 м2 поверхности фильтрования. Перед обезвоживанием осадки сточных вод кондиционируют органическими флокулянтами в дозе 4-9 мг/л с последующей обработкой полученного кека негашеной известью и одновременным обеззараживанием за счет повышения температуры до 80°С при реакции негашеной извести с водой. Обезвоженные осадки сточных вод подсушивают до влажности 50%, после чего смешивают с органическим компонентом.As a prototype of the present invention, the authors have chosen an organomineral fertilizer from sewage sludge and a method for producing it according to RU 2712664 (IPC C02F 11/122, C02F 11/148, C05D 3/02, C05D 5/00, C05F 3/00, C05F 7/00; published on 30.01.2020). The said organomineral fertilizer contains dehydrated sewage sludge and an organic component. Manure was chosen as the organic component. In this case, sewage sludge is mixed with manure in a volume ratio of 0.5:0.5. The method for producing the said organomineral fertilizer includes dehydration of wastewater sludge and its mixing with an organic component - manure, wherein the sludge is dehydrated on filter presses with a filtration surface area of 2.5-50 m2 by feeding them under a pressure of at least 0.6 MPa at a compressed air flow rate of 0.2 m3 /min per 1 m2 of filtration surface. Before dehydration, the wastewater sludge is conditioned with organic flocculants in a dose of 4-9 mg/l, followed by treatment of the resulting cake with quicklime and simultaneous disinfection by increasing the temperature to 80°C during the reaction of quicklime with water. The dehydrated wastewater sludge is dried to a moisture content of 50%, after which it is mixed with the organic component.
Недостатками данного способа являются многостадийность и длительность процесса получения удобрения, а также затраты на органические флокулянты и негашеную известь, что в целом приводит к удорожанию конечного продукта.The disadvantages of this method are the multi-stage and lengthy process of obtaining fertilizer, as well as the costs of organic flocculants and quicklime, which generally leads to an increase in the cost of the final product.
Таким образом, стоит задача обеспечения органического удобрения, содержащего осадки сточных вод (ОСВ), которое отвечает требованиям ГОСТ P 59 748-2021, включая требования в отношении влажности, а также содержания питательных элементов и тяжелых металлов.Thus, the task is to provide organic fertilizer containing sewage sludge (SSW) that meets the requirements of GOST P 59 748-2021, including requirements for moisture, as well as the content of nutrients and heavy metals.
Указанная задача решена путем обеспечения органического удобрения из осадков сточных вод (ОСВ), где ОСВ смешивают с лузгой подсолнечника в соотношении ОСВ:лузга подсолнечника от 3:1 до 1:4. Кроме того, предложен способ получения указанного удобрения, не требующий проведения сложных энергозатратных стадий и применения дополнительных реагентов.The specified problem is solved by providing organic fertilizer from wastewater sludge (WSW), where WSW is mixed with sunflower husk in a ratio of WSW:sunflower husk from 3:1 to 1:4. In addition, a method for obtaining the specified fertilizer is proposed that does not require complex energy-consuming stages and the use of additional reagents.
Авторами настоящего изобретения неожиданно обнаружено, что за счет своей высокоразвитой поверхности лузга подсолнечника способствует удалению влаги из ОСВ, что позволяет получить органическое удобрение из ОСВ, соответствующее требованию ГОСТ P 59 748-2021 в отношении влажности. Кроме того, это позволяет повысить энергоэффективность способа получения удобрения из ОСВ, благодаря отсутствию необходимости в лишних трудоемких стадиях по извлечению избыточной влаги из ОСВ.The authors of the present invention have unexpectedly discovered that, due to its highly developed surface, sunflower husks help remove moisture from the waste water, which makes it possible to obtain organic fertilizer from the waste water that meets the requirements of GOST P 59 748-2021 regarding moisture. In addition, this makes it possible to increase the energy efficiency of the method for obtaining fertilizer from the waste water, due to the absence of the need for unnecessary labor-intensive stages for extracting excess moisture from the waste water.
Более того, полученное удобрение, содержащее ОСВ и лузгу подсолнечника, имеет улучшенный качественный состав, за счет чего оказывает благоприятный эффект на рост и развитие растений. Авторами обнаружено, что наилучшие морфометрические показатели достигаются при массовом соотношении ОСВ: лузга от 3:1 до 1:4 и при дозе удобрения от 5% до 50% к массе грунта. При этом, содержание питательных веществ в указанном удобрении соответствует требованиям ГОСТ P 59 748-2021.Moreover, the resulting fertilizer containing OSW and sunflower husk has an improved quality composition, due to which it has a beneficial effect on the growth and development of plants. The authors found that the best morphometric indicators are achieved with a mass ratio of OSW: husk from 3:1 to 1:4 and with a fertilizer dose of 5% to 50% of the soil mass. At the same time, the content of nutrients in this fertilizer meets the requirements of GOST P 59 748-2021.
Таким образом, добавление лузги подсолнечника к ОСВ в соотношении ОСВ:лузга подсолнечника от 3:1 до 1:4 позволяет получить удобрение с влажностью и содержанием питательных веществ, которые соответствуют ГОСТ P 59 748-2021. Кроме того, замена навоза (RU 2712664) на лузгу подсолнечника приводит к получению удобрения с улучшенным качественным составом (в частности, повышенным содержанием общего азота, фосфора и калия), повышенным содержанием органического вещества, пониженной влажностью и пониженным содержанием тяжелых металлов. Указанные преимущества, в свою очередь, способствуют увеличению роста и развития растений, а также увеличению всхожести семян.Thus, adding sunflower husk to WSW in a ratio of WSW:sunflower husk from 3:1 to 1:4 allows you to obtain a fertilizer with moisture and nutrient content that comply with GOST P 59 748-2021. In addition, replacing manure (RU 2712664) with sunflower husk results in obtaining a fertilizer with an improved quality composition (in particular, an increased content of total nitrogen, phosphorus and potassium), an increased content of organic matter, reduced moisture and a reduced content of heavy metals. These advantages, in turn, contribute to increased plant growth and development, as well as increased seed germination.
Кроме того, за счет уникальных структурных свойств лузги подсолнечника, способ получения удобрения согласно настоящему изобретению является более энергоэффективным по сравнению с известными способами получения органических удобрений из ОСВ, в частности, способа согласно RU 2712664, так как не требует проведения трудоемких и энергозатратных стадий по обезвоживанию ОСВ, а также применения дополнительных реагентов.In addition, due to the unique structural properties of sunflower husk, the method for producing fertilizer according to the present invention is more energy efficient compared to known methods for producing organic fertilizers from WS, in particular, the method according to RU 2712664, since it does not require labor-intensive and energy-consuming stages for dehydrating WS, as well as the use of additional reagents.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фигура 1 - Влияние дозы ОСВ на морфометрические показатели (длина стебля, масса стебля, диаметр стебля, длина корня, масса корня) гороха сорта Альфа через 14 дней после посадки.Figure 1 - Effect of OSB dose on morphometric parameters (stem length, stem weight, stem diameter, root length, root weight) of Alpha peas 14 days after planting.
Фигура 2 - Влияние дозы лузги подсолнечника на морфометрические показатели гороха сорта Альфа через 14 дней после посадки.Figure 2 - Effect of sunflower husk dose on morphometric parameters of Alpha peas 14 days after planting.
Фигура 3 - Влияние дозы удобрения из ОСВ и лузги подсолнечника на морфометрические показатели гороха сорта Альфа через 14 дней после посадки.Figure 3 - Effect of the dose of fertilizer from waste water and sunflower husks on the morphometric parameters of the Alpha pea variety 14 days after planting.
Фигура 4 - Фотографии изменения морфометрических показателей гороха сорта Альфа в зависимости от дозы удобрения из ОСВ и лузги подсолнечника. 1 - Контроль; 2 - 2,5% удобрения; 3 - 5% удобрения; 4 - 10% удобрения; 5 - 20% удобрения; 6 - 30% удобрения; 7 - 40% удобрения; 8 - 50% удобрения.Figure 4 - Photographs of changes in morphometric parameters of the Alpha pea variety depending on the dose of fertilizer from waste water and sunflower husk. 1 - Control; 2 - 2.5% fertilizer; 3 - 5% fertilizer; 4 - 10% fertilizer; 5 - 20% fertilizer; 6 - 30% fertilizer; 7 - 40% fertilizer; 8 - 50% fertilizer.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено органическое удобрение, содержащее осадки сточных вод и органический компонент, отличающееся тем, что массовое соотношение осадков сточных вод и органического компонента составляет от 3:1 до 1:4, и органический компонент представляет собой лузгу подсолнечника.According to the first aspect of the present invention, an organic fertilizer is proposed, containing sewage sludge and an organic component, characterized in that the mass ratio of sewage sludge and organic component is from 3:1 to 1:4, and the organic component is sunflower husk.
Согласно ГОСТ P 59 748-2021, осадки сточных вод (ОСВ) - это смесь минеральных и органических веществ, выделяемых из сточных вод в процессе их механической, биологической, физико-химической и реагентной очистки, в том числе, избыточный активный ил, выведенный из технологического процесса биологической очистки.According to GOST P 59 748-2021, sewage sludge (SWS) is a mixture of mineral and organic substances isolated from wastewater during its mechanical, biological, physicochemical and reagent treatment, including excess activated sludge removed from the biological treatment process.
Термин «лузга подсолнечника» означает плодовые оболочки семян подсолнечника, отделённые от семян. Термин «лузга» может быть использован взаимозаменяемо с такими терминами как «шелуха», «кожура», «оболочка» и «скорлупа». Под «подсолнечником» в контексте настоящего изобретения следует понимать любое растение рода Helianthus, включая, но не ограничиваясь, типовым видом Helianthus annuus (подсолнечник масличный). Предпочтительно, лузга подсолнечника представляет собой плодовые оболочки семян подсолнечника вида Helianthus annuus.The term "sunflower husk" means the fruiting shells of sunflower seeds separated from the seeds. The term "husk" may be used interchangeably with terms such as "husk", "peel", "shell" and "shell". By "sunflower" in the context of the present invention is meant any plant of the genus Helianthus , including, but not limited to, the type species Helianthus annuus (oil sunflower). Preferably, the sunflower husk is the fruiting shells of sunflower seeds of the species Helianthus annuus .
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ получения органического удобрения, включающий обезвоживание осадков сточных вод (ОСВ) и их смешивание с органическим компонентом, отличающийся тем, что обезвоживание осадков осуществляют на фильтр-прессах, смешивание обезвоженных осадков сточных вод с органическим компонентом осуществляют в массовом соотношении от 3:1 до 1:4, и органический компонент представляет собой лузгу подсолнечника.According to the second aspect of the present invention, a method for producing an organic fertilizer is proposed, including dewatering wastewater sludge (WWS) and mixing it with an organic component, characterized in that the dewatering of the sludge is carried out on filter presses, mixing of the dewatered wastewater sludge with the organic component is carried out in a mass ratio of 3:1 to 1:4, and the organic component is sunflower husk.
При этом обезвоживание ОСВ на фильтр-прессах можно проводить с помощью любых доступных фильтр-прессов, например, на фильтр-прессах с параметрами, раскрытыми в RU 2712664. В частности, фильтр-прессы могут иметь площадь поверхности фильтрования 2,5-50 м2, ОСВ можно подавать на фильтр-прессы под давлением не менее 0,6 МПа при расходе сжатого воздуха 0,1-0,5 м3/мин на 1 м2 поверхности фильтрования, предпочтительно при расходе сжатого воздуха 0,1-0,4 м3/мин на 1 м2 поверхности фильтрования, и более предпочтительно при расходе сжатого воздуха 0,2-0,3 м3/мин на 1 м2 поверхности фильтрования.In this case, dewatering of waste water on filter presses can be carried out using any available filter presses, for example, on filter presses with the parameters disclosed in RU 2712664. In particular, filter presses can have a filtration surface area of 2.5-50 m2 , waste water can be fed to filter presses under a pressure of at least 0.6 MPa at a compressed air flow rate of 0.1-0.5 m3 /min per 1 m2 of filtration surface, preferably at a compressed air flow rate of 0.1-0.4 m3 /min per 1 m2 of filtration surface, and more preferably at a compressed air flow rate of 0.2-0.3 m3 /min per 1 m2 of filtration surface.
Обезвоживание ОСВ на фильтр-прессах проводят, как правило, до влажности ОСВ около 70-85%. Иными словами, влажность ОСВ после обезвоживания на фильтр-прессах составляет 70-85%, предпочтительно 75-85%, более предпочтительно 80-85%. Дальнейшее обезвоживание ОСВ требует проведения дополнительных трудоемких и энергозатратных стадий, таких как кондиционирование органическими флокулянтами с последующей обработкой негашеной известью как описано в RU 2712664, что приводит к удорожанию удобрения.Dewatering of wastewater sludge on filter presses is usually carried out to a moisture content of about 70-85%. In other words, the moisture content of wastewater sludge after dewatering on filter presses is 70-85%, preferably 75-85%, more preferably 80-85%. Further dewatering of wastewater sludge requires additional labor-intensive and energy-intensive stages, such as conditioning with organic flocculants followed by treatment with quicklime as described in RU 2712664, which leads to an increase in the cost of the fertilizer.
Для получения органического удобрения из ОСВ, влажность которого и содержание питательных элементов в котором отвечают требованиям ГОСТ P 59 748-2021, к обезвоженным на фильтр-прессах ОСВ добавляют лузгу подсолнечника.To obtain organic fertilizer from waste water, the moisture content and nutrient content of which meet the requirements of GOST P 59 748-2021, sunflower husks are added to waste water dehydrated on filter presses.
Авторами настоящего изобретения впервые обнаружено, что лузга подсолнечника выступает в роли структурообразователя, что позволяет за счет высокоразвитой поверхности ее волокон значительно усилить процесс удаления влаги из ОСВ. Это объясняется тем, что в результате внесения лузги подсолнечника в ОСВ формируется слой активных радикалов, вступающий в сорбционное взаимодействие с поверхностью дисперсной фазы ОСВ. За счет этого происходит снижение поверхностного заряда дисперсных частиц и уменьшение их энергии связи с водой, а также ослабевают силы сцепления воды с твердыми частицами дисперсной фазы осадков.The authors of the present invention have discovered for the first time that sunflower husk acts as a structure-forming agent, which allows, due to the highly developed surface of its fibers, to significantly enhance the process of moisture removal from the WWS. This is explained by the fact that as a result of adding sunflower husk to the WWS, a layer of active radicals is formed, which enters into sorption interaction with the surface of the dispersed phase of the WWS. Due to this, the surface charge of the dispersed particles decreases and their binding energy with water decreases, and the forces of adhesion of water to solid particles of the dispersed phase of sediments weaken.
Измельчение лузги подсолнечника позволяет дополнительно улучшить ее микропористую структуру, так как при измельчении происходит пластическая деформация вещества. Кроме того, измельчение сопровождается разрывом химических связей, что предопределяет возможность последующего образования новых связей (протекания механико-химических реакций). Предпочтительно, размер частиц лузги подсолнечника составляет 0,1-0,45 см., более предпочтительно 0,1-0,35 см, еще более предпочтительно 0,1-0,3 см.Grinding sunflower husks allows for additional improvement of their microporous structure, since plastic deformation of the substance occurs during grinding. In addition, grinding is accompanied by the rupture of chemical bonds, which predetermines the possibility of subsequent formation of new bonds (mechanical and chemical reactions). Preferably, the size of sunflower husk particles is 0.1-0.45 cm, more preferably 0.1-0.35 cm, even more preferably 0.1-0.3 cm.
Измельчение лузги подсолнечника можно осуществлять любыми доступными способами, например, с помощью дробилки, в частности, щековой, конусной, молотковой, роторной, валковой дробилки, или с помощью шаровой мельницы. В частности, в настоящем изобретении измельчение лузги подсолнечника проводили на молотковой дробилке ДРМ-150 с частотой вращения 1500 об/мин.Grinding of sunflower husks can be carried out by any available methods, for example, using a crusher, in particular, a jaw, cone, hammer, rotor, roller crusher, or using a ball mill. In particular, in the present invention, grinding of sunflower husks was carried out on a hammer crusher DRM-150 with a rotation speed of 1500 rpm.
Как правило, лузга, поступающая с маслоэкстракционных заводов, имеет влажность около 10-12%. Для целей настоящего изобретения влажность лузги подсолнечника может составлять 6-14,5%, более предпочтительно 8-14%, наиболее предпочтительно 10-12%.Typically, the husks coming from oil extraction plants have a moisture content of about 10-12%. For the purposes of the present invention, the moisture content of sunflower husks may be 6-14.5%, more preferably 8-14%, most preferably 10-12%.
Авторами настоящего изобретения экспериментально установлено, что для достижения наилучших показателей влажности и качественного состава удобрения, массовое соотношение ОСВ:лузга подсолнечника предпочтительно должно составлять от 2:1 до 1:2, более предпочтительно от 1,5:1 до 1:1,5, наиболее предпочтительно 1:1.The authors of the present invention have experimentally established that in order to achieve the best indicators of moisture and qualitative composition of the fertilizer, the mass ratio of OSW:sunflower husk should preferably be from 2:1 to 1:2, more preferably from 1.5:1 to 1:1.5, most preferably 1:1.
Смешивание обезвоженных ОСВ с необязательно измельченной лузгой подсолнечника можно проводить в любых известных смесительных устройствах. В частности, в настоящем изобретении смешивание указанных компонентов осуществляли в емкости с рамной мешалкой Я1-ОСВ с частотой вращения 18±5 об/мин.Mixing of dehydrated OSV with optionally crushed sunflower husk can be carried out in any known mixing devices. In particular, in the present invention, mixing of the said components was carried out in a container with a frame mixer Ya1-OSV with a rotation frequency of 18±5 rpm.
Согласно третьему аспекту предложено применение органического удобрения согласно настоящему изобретению для удобрения почвы, при котором доза удобрения составляет 5-50% к массе грунта. Предпочтительно, доза удобрения составляет 10-40% к массе грунта, наиболее предпочтительно 20-30% к массе грунта.According to the third aspect, the use of the organic fertilizer according to the present invention for fertilizing soil is proposed, wherein the fertilizer dose is 5-50% of the soil mass. Preferably, the fertilizer dose is 10-40% of the soil mass, most preferably 20-30% of the soil mass.
Предпочтительно, доза ОСВ в удобрении согласно настоящему изобретению составляет 5-40% к массе грунта, более предпочтительно, 5-20% к массе грунта.Preferably, the dose of OSS in the fertilizer according to the present invention is 5-40% of the soil weight, more preferably 5-20% of the soil weight.
Предпочтительно, доза лузги подсолнечника в удобрении согласно настоящему изобретению составляет 5-40% к массе грунта, более предпочтительно, 10-30% к массе грунта.Preferably, the dose of sunflower husk in the fertilizer according to the present invention is 5-40% of the soil weight, more preferably 10-30% of the soil weight.
ПримерыExamples
Далее описаны примеры осуществления настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение было описано с использованием конкретных примеров и предпочтительных вариантов осуществления, данные примеры приведены только для иллюстрации и не ограничивают объем изобретения. Различные модификации и изменения могут быть произведены без выхода за пределы сущности и объема притязаний, определяемых формулой изобретения.The following describes examples of the present invention. Although the present invention has been described using specific examples and preferred embodiments, these examples are provided for illustration only and do not limit the scope of the invention. Various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the claims defined by the claims.
Методики определения исследуемых параметровMethods for determining the parameters under study
1. Определение влажности1. Determination of humidity
Влажность определяли по ГОСТ 26713-85. Метод основан на определении потери массы пробы органического удобрения при высушивании до постоянной массы.Humidity was determined according to GOST 26713-85. The method is based on determining the loss of mass of an organic fertilizer sample when drying to a constant mass.
2. Определение содержания органического вещества2. Determination of organic matter content
Содержание органического вещества в образце определяли по ГОСТ 27980-88 методом термогравиметрии. Из сухого остатка навески после определения массовой доли влаги отбирали 3 г. Расчет проводили по формуле (1):The content of organic matter in the sample was determined according to GOST 27980-88 by thermogravimetry. 3 g were taken from the dry residue of the sample after determining the mass fraction of moisture. The calculation was carried out according to formula (1):
(1), (1),
где А - массовая доля золы, %;where A is the mass fraction of ash, %;
0,5 - коэффициент для перевода в углерод.0.5 is the coefficient for conversion to carbon.
3. Определение общего азота3. Determination of total nitrogen
Общий азот определяли по ГОСТ 26715-85. Навеску продукта (0,3-0,5 г), взятой с точностью до 0,0002 г, помещали в колбу Кьельдаля и проводили минерализацию в течение 50-60 мин, используя в качестве катализатора 30 % раствор пероксида водорода. После разведения аммиак отгоняют в аппарате Кьельдаля в раствор серной кислоты. Содержание белка (Х, %) вычисляли по формуле (2):Total nitrogen was determined according to GOST 26715-85. A weighed sample of the product (0.3-0.5 g), taken with an accuracy of 0.0002 g, was placed in a Kjeldahl flask and mineralization was carried out for 50-60 min, using a 30% hydrogen peroxide solution as a catalyst. After dilution, ammonia was distilled in a Kjeldahl apparatus into a sulfuric acid solution. The protein content (X, %) was calculated using formula (2):
(2), (2),
где 0,0014 - количество азота, эквивалентное 1 см3 0,05 М раствора серной кислоты, г; V1 - объем 0,05 М раствора серной кислоты, см3; К1, К2 - коэффициенты пересчета, соответственно, для 0,05 М раствора серной кислоты и 0,1 M раствора гидроксида натрия; V2 - объем 0,1 М раствора гидроксида натрия, расходуемый на титрование, см3; 6,25 - коэффициент пересчета общего содержания азота в белок; m0 - масса навески, г; V3 - объем минерализованной воды, взятой для разбавления, см3.where 0.0014 is the amount of nitrogen equivalent to 1 cm 3 of 0.05 M sulfuric acid solution, g; V 1 is the volume of 0.05 M sulfuric acid solution, cm 3 ; K 1 , K 2 are the conversion factors, respectively, for 0.05 M sulfuric acid solution and 0.1 M sodium hydroxide solution; V 2 is the volume of 0.1 M sodium hydroxide solution consumed for titration, cm 3 ; 6.25 is the conversion factor for the total nitrogen content in protein; m 0 is the mass of the sample, g; V 3 is the volume of mineralized water taken for dilution, cm 3 .
4. Определение общего фосфора4. Determination of total phosphorus
Массовую долю водорастворимого фосфора определяли по ГОСТ 27753.5-88. Метод основан на определении фосфатов в водной вытяжке из грунтов в виде синего фосфорно-молибденового комплекса на фотоэлектроколориметре.The mass fraction of water-soluble phosphorus was determined according to GOST 27753.5-88. The method is based on the determination of phosphates in an aqueous extract from soils in the form of a blue phosphorus-molybdenum complex using a photoelectrocolorimeter.
5. Определение общего калия5. Determination of total potassium
Массовую долю водорастворимого калия определяли по ГОСТ 27753.6-88. Методика основана на измерении интенсивности излучения атомов калия с помощью плазменного фотометра.The mass fraction of water-soluble potassium was determined according to GOST 27753.6-88. The method is based on measuring the radiation intensity of potassium atoms using a plasma photometer.
6. Определение тяжелых металлов6. Determination of heavy metals
Концентрацию тяжелых металлов определяли по рекомендациям «Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М. ЦИНАО,1992», Мышьяк - по рекомендациям «Методические указания по определению мышьяка в почвах фотометрическим методом, М ЦИНАО, 1993». Определение тяжелых металлов в почве проводят методом атомной абсорбционной спектрометрии с пламенной и беспламенной атомизацией. Содержание металлов в исследуемых пробах почв рассчитывается по формуле (3):The concentration of heavy metals was determined according to the recommendations "Methodological guidelines for determining heavy metals in agricultural soils and plant products. M. TsINAO, 1992", Arsenic - according to the recommendations "Methodological guidelines for determining arsenic in soils by the photometric method, M. TsINAO, 1993". Determination of heavy metals in soil is carried out by the method of atomic absorption spectrometry with flame and flameless atomization. The content of metals in the studied soil samples is calculated using formula (3):
(3), (3),
где Х - массовая доля определяемого металла в воздушносухой пробе почвы, млн-1 (мг/кг);where X is the mass fraction of the metal being determined in an air-dry soil sample, ppm (mg/kg);
Ai - концентрация металла в исследуемой кислотной (буферной) вытяжке почвы, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;A i is the concentration of metal in the studied acid (buffer) soil extract, found from the calibration graph, mg/ dm3 ;
А0 - концентрация металла в контрольной пробе, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;A 0 is the concentration of metal in the control sample, found using the calibration graph, mg/ dm3 ;
V - объем исследуемого раствора, см3;V is the volume of the test solution, cm3 ;
m - масса воздушно-сухой пробы почвы, г.m - mass of air-dried soil sample, g.
Метод определения мышьяка основан на разложении пробы почвы смесью азотной и серной кислот, отделении мышьяка отгонкой в виде арсина и конечном определении мышьяка в виде мышьяковомолибденовой сини.The method for determining arsenic is based on the decomposition of a soil sample with a mixture of nitric and sulfuric acids, the separation of arsenic by distillation in the form of arsine, and the final determination of arsenic in the form of arsenic-molybdenum blue.
Массовую долю мышьяка в почве (X) в млн-1 (мг/кг) вычисляют по формуле (4):The mass fraction of arsenic in the soil (X) in ppm (mg/kg) is calculated using formula (4):
(4), (4),
где К - коэффициент, учитывающий разбавление раствора (при анализе неразбавленных растворов К = 1, при разбавлении в 2 раза К = 2 и т.д.);where K is a coefficient that takes into account the dilution of the solution (when analyzing undiluted solutions, K = 1, when diluted 2 times, K = 2, etc.);
С - массовая доля мышьяка в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, млн-1;C is the mass fraction of arsenic in the analyzed sample, found from the calibration graph, ppm ;
Cj - среднее арифметическое значений массовой концентрации мышьяка в контрольном опыте в пересчете на массовую долю в пробе, найденное по градуировочному графику, млн-1.C j is the arithmetic mean of the values of the mass concentration of arsenic in the control experiment, recalculated to the mass fraction in the sample, found from the calibration graph, ppm .
7. Определение санитарно-бактериологических показателей7. Determination of sanitary and bacteriological indicators
Определение санитарно-бактериологических показателей проводили с посевом на среду КМАФАнМ. Среда КМАФАнМ - питательная среда для определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, которая предназначена для санитарно-бактериологических исследований пищевых продуктов, фармацевтических и косметических продуктов, воды, объектов окружающей и производственной среды с целью определения общей бактериальной обсемененности.Determination of sanitary and bacteriological indicators was carried out with sowing on the KMAFAnM medium. The KMAFAnM medium is a nutrient medium for determining the number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms, which is intended for sanitary and bacteriological studies of food products, pharmaceutical and cosmetic products, water, environmental and industrial environments in order to determine the total bacterial contamination.
Осуществляли стократное разведение пробы. Засев после разведения - 1 см3 в чашку Петри, внесенный материал равномерно распределяли по поверхности среды стерильным шпателем (газонный метод). Посевы выращивали при температуре 37°С в течение 24 ч в термостате.A hundredfold dilution of the sample was carried out. After dilution, 1 cm3 of the seed was inoculated into a Petri dish, and the introduced material was evenly distributed over the surface of the medium with a sterile spatula (lawn method). The seedings were grown at a temperature of 37°C for 24 hours in a thermostat.
8. Определение морфометрических показателей растений8. Determination of morphometric parameters of plants
Морфометрические показатели исследуемых растений определяли с учетом рекомендаций ГОСТ 59370-21 «Зеленые» стандарты. Посадочный материал декоративных растений. В качестве исследуемых растений использовали горох сорта Альфа. Сорт Альфа вывел Всероссийский НИИ растениеводства, в работе участвовала Крымская опытно-селекционная станция. Указанный сорт представляет собой полукарликовую культуру высотой 50-55 см и является раннеспелым (время от всходов до сбора урожая составляет около 50 дней).The morphometric parameters of the studied plants were determined taking into account the recommendations of GOST 59370-21 "Green" standards. Planting material of ornamental plants. The studied plants were peas of the Alpha variety. The Alpha variety was bred by the All-Russian Research Institute of Plant Growing, the Crimean Experimental Breeding Station participated in the work. This variety is a semi-dwarf crop 50-55 cm high and is early maturing (the time from germination to harvest is about 50 days).
9. Определение всхожести семян и энергии прорастания9. Determination of seed germination and germination energy
Влияние удобрений на всхожесть и энергию прорастания семян гороха сорта Альфа определяли по числу проросших семян в грунте с удобрением. Контролем служила почва без удобрений. Лабораторную всхожесть определяли на 5 день после посева, энергию прорастания - на 14 сутки. Выращивание проводили при температуре 23-25°С и регулярном поливе.The effect of fertilizers on the germination and germination energy of Alpha pea seeds was determined by the number of germinated seeds in soil with fertilizer. Soil without fertilizers served as a control. Laboratory germination was determined on the 5th day after sowing, and germination energy on the 14th day. Cultivation was carried out at a temperature of 23-25°C and regular watering.
10. Статистическая обработка экспериментальных результатов10. Statistical processing of experimental results
Обработку экспериментальных данных проводили с использованием программ: Microsoft Office Excel 2010. Статистическую обработку данных осуществляли с использованием распределения Стьюдента. Различия с уровнем значимости q=0,05 считались достоверными.The experimental data were processed using the following programs: Microsoft Office Excel 2010. Statistical data processing was performed using Student's distribution. Differences with a significance level of q=0.05 were considered reliable.
Пример 1. Получение удобрения сравнения (по RU 2712664)Example 1. Obtaining a comparison fertilizer (according to RU 2712664)
Удобрение получают как описано в RU 2712664. В частности осуществляют обезвоживание осадков сточных вод и их смешивание с навозом в качестве органического компонента, при этом обезвоживание осадков осуществляют на фильтр-прессах с площадью поверхности фильтрования 2,5-50 м2 путем их подачи под давлением не менее 0,6 МПа при расходе сжатого воздуха 0,2 м3/мин на 1 м2 поверхности фильтрования. Давление сжатого воздуха составляет 0,6 МПа. Перед обезвоживанием осадки сточных вод кондиционируют органическими флокулянтами в дозе 4-9 мг/л с последующей обработкой полученного кека негашеной известью и одновременным обеззараживанием за счет повышения температуры до 80°С при реакции негашеной извести с водой. Расход промывной воды составляет 4 л/мин на 1м2 поверхности; давление промывной воды - 0,3 МПа. Обезвоженные осадки сточных вод подсушивают до влажности 50%, после чего смешивают с навозом в объемном соотношении 0,5:0,5 при периодическом перемешивании полученной смеси.The fertilizer is obtained as described in RU 2712664. In particular, wastewater sludge is dewatered and mixed with manure as an organic component. The sludge is dewatered in filter presses with a filtration surface area of 2.5-50 m2 by feeding it under a pressure of at least 0.6 MPa at a compressed air flow rate of 0.2 m3 /min per 1 m2 of filtration surface. The compressed air pressure is 0.6 MPa. Before dewatering, the wastewater sludge is conditioned with organic flocculants in a dose of 4-9 mg/l, followed by processing the resulting cake with quicklime and simultaneous disinfection by increasing the temperature to 80°C during the reaction of quicklime with water. The flow rate of wash water is 4 l/min per 1 m2 of surface; the pressure of the wash water is 0.3 MPa. Dehydrated sewage sludge is dried to a moisture content of 50%, after which it is mixed with manure in a volume ratio of 0.5:0.5 with periodic stirring of the resulting mixture.
Примеры 2-7. Получение удобрения по настоящему изобретениюExamples 2-7. Obtaining a fertilizer according to the present invention
Получено несколько образцов удобрения согласно настоящему изобретению следующим образом. Осуществляют обезвоживание осадков сточных вод до влажности 70-85% на фильтр-прессах с площадью поверхности фильтрования 2,5-50 м2 путем их подачи под давлением не менее 0,6 МПа при расходе сжатого воздуха 0,2 м3/мин на 1 м2 поверхности фильтрования. Затем измельчают лузгу подсолнечника c влажностью 6-14,5% до размера частиц 0,1-0,45 см. После этого смешивают обезвоженные осадки сточных вод с лузгой подсолнечника в массовом соотношении от 3:1 до 1:4 (см. Таблицу 1).Several samples of the fertilizer according to the present invention were obtained in the following manner. Dewatering of wastewater sludge to a moisture content of 70-85% is carried out on filter presses with a filtration surface area of 2.5-50 m2 by feeding them under a pressure of at least 0.6 MPa with a compressed air consumption of 0.2 m3 /min per 1 m2 of filtration surface. Then, sunflower husks with a moisture content of 6-14.5% are crushed to a particle size of 0.1-0.45 cm. After this, the dewatered wastewater sludge is mixed with sunflower husks in a mass ratio of 3:1 to 1:4 (see Table 1).
Таблица 1. Параметры сырья для получения удобрений согласно изобретениюTable 1. Parameters of raw materials for obtaining fertilizers according to the invention
В отличие от способа по RU 2712664, в способе согласно настоящему изобретению не требуется применения органического флокулянта, обработка кека негашеной известью и нагрев до температуры 80°С.Unlike the method according to RU 2712664, the method according to the present invention does not require the use of an organic flocculant, treatment of the cake with quicklime and heating to a temperature of 80°C.
Выбор в качестве органического компонента лузги подсолнечника вместо навоза приводит к получению улучшенного удобрения с точки зрения влажности и содержания питательных элементов. В частности, в Таблице 2 приведены сравнительные физико-химические и санитарно-бактериологические показатели удобрения согласно Примеру 2 настоящего изобретения (ОСВ+лузга) и удобрения сравнения согласно Примеру 1 (ОСВ+навоз). Из представленных экспериментальных данных видно, что удобрение согласно настоящему изобретению имеет улучшенные свойства по сравнению с известным удобрением, в частности, имеет более низкую влажность и более высокое содержание органического вещества и минеральных компонентов. Кроме того, удобрение согласно настоящему изобретению соответствуют требованиям ГОСТ Р 59748-2021 в отношении влажности, количества питательных элементов и санитарно-бактериологических показателей.The choice of sunflower husk as an organic component instead of manure results in obtaining an improved fertilizer in terms of moisture and nutrient content. In particular, Table 2 shows comparative physicochemical and sanitary-bacteriological indicators of the fertilizer according to Example 2 of the present invention (WSW + husk) and the comparison fertilizer according to Example 1 (WSW + manure). From the presented experimental data, it is evident that the fertilizer according to the present invention has improved properties compared to the known fertilizer, in particular, it has lower moisture content and a higher content of organic matter and mineral components. In addition, the fertilizer according to the present invention meets the requirements of GOST R 59748-2021 in terms of moisture, amount of nutrients and sanitary-bacteriological indicators.
Таблица 2. Физико-химические и санитарно-бактериологические показатели удобрения сравнения (Пример 1) из ОСВ и навоза; удобрения согласно настоящему изобретению (Пример 2) из ОСВ и лузги подсолнечника; требования ГОСТ Р 59748-2021 для удобрения растений и ГОСТ P 59748-2021 для рекультивации земельTable 2. Physicochemical and sanitary-bacteriological indicators of the comparison fertilizer (Example 1) from WWS and manure; fertilizer according to the present invention (Example 2) from WWS and sunflower husk; requirements of GOST R 59748-2021 for plant fertilization and GOST R 59748-2021 for land reclamation
Понятно, что качественный состав удобрения согласно настоящему изобретению и, следовательно, показатели роста и развития растений, зависят, главным образом, от соотношения ОСВ: лузга подсолнечника и дозы удобрения. С учетом данного обстоятельства авторы провели ряд экспериментов, направленных на поиск оптимального соотношения ОСВ: лузга подсолнечника и дозы удобрения, при которых наблюдаются наилучшие показатели роста и развития растений на примере гороха сорта Альфа. Результаты экспериментов приведены в Примерах 8-12.It is clear that the qualitative composition of the fertilizer according to the present invention and, consequently, the growth and development indices of plants depend mainly on the ratio of OSS: sunflower husk and fertilizer doses. Taking this circumstance into account, the authors conducted a series of experiments aimed at finding the optimal ratio of OSS: sunflower husk and fertilizer doses, at which the best growth and development indices of plants are observed using the example of the Alpha pea variety. The results of the experiments are given in Examples 8-12.
Пример 8. Влияние дозы ОСВ на рост и развитие растенийExample 8. Effect of OSB dose on plant growth and development
Предварительно были проведены исследования по влиянию ОСВ на рост и развитие растений (Фигура 1). В контейнеры с торфом вносили различные дозы ОСВ, затем удобренный торф засевали семенами гороха и отслеживали его рост и развитие, в частности, длину, массу и диаметр стебля, и длину и массу корня.Preliminary studies were conducted on the effect of WS on plant growth and development (Figure 1). Different doses of WS were added to containers with peat, then the fertilized peat was sown with pea seeds and its growth and development were monitored, in particular, the length, weight and diameter of the stem, and the length and weight of the root.
Варьирование дозы ОСВ в почве от 5% до 40% показало, что увеличение дозы ОСВ снижает потенциальную активность роста семян гороха. Так, при 5% ОСВ накопление массы стебля соответствовало контрольному образцу (без удобрения), длина стебля увеличилась на 12,5%, а масса корня - на 35%. При этом отмечено незначительное снижение относительно контрольного образца диаметра стебля и длины корня растения.Varying the dose of OSS in the soil from 5% to 40% showed that an increase in the dose of OSS reduces the potential growth activity of pea seeds. Thus, at 5% OSS, the accumulation of stem mass corresponded to the control sample (without fertilizer), the stem length increased by 12.5%, and the root mass - by 35%. At the same time, a slight decrease in the stem diameter and root length of the plant relative to the control sample was noted.
Такое соотношение морфометрических показателей можно объяснить активизацией почвенной микрофлоры. С увеличением дозы ОСВ растет количество питательных веществ в почве, которые необходимы почвенным микроорганизмам. Это приводит к усиленной ферментации сложных органических соединений и обеспечивает прорастающее растение легкодоступными элементами.This ratio of morphometric indicators can be explained by the activation of soil microflora. With an increase in the dose of OSV, the amount of nutrients in the soil that are necessary for soil microorganisms increases. This leads to increased fermentation of complex organic compounds and provides the germinating plant with easily accessible elements.
Увеличение дозы вносимого в почву ОСВ приводило к снижению основных характеристик растения. При этом, стебель растения при высоких концентрациях ОСВ был выше, чем у контрольного образца. Исключение составила доза 40% ОСВ, где длина стебля была на 0,7% ниже длины стебля контрольного образца. Авторы предполагают, что для полноценного формирования растения не хватало питательных элементов, несмотря на увеличение дозы ОСВ. Скорее всего, высокие концентрации ОСВ ингибировали ферментативную активность почвы, что не позволяло почвенным микроорганизмам в полной мере обеспечить растения питательными веществами.An increase in the dose of WS applied to the soil led to a decrease in the main characteristics of the plant. At the same time, the plant stem at high concentrations of WS was higher than that of the control sample. The exception was a dose of 40% WS, where the stem length was 0.7% lower than the stem length of the control sample. The authors assume that there were not enough nutrients for the full formation of the plant, despite the increase in the dose of WS. Most likely, high concentrations of WS inhibited the enzymatic activity of the soil, which did not allow soil microorganisms to fully provide the plants with nutrients.
Кроме того, ОСВ существенно изменял морфологию вегетативных органов растений. Габитус растений характеризовался низким развитием листового аппарата по всему стеблю.In addition, OSB significantly changed the morphology of the vegetative organs of plants. The habit of plants was characterized by low development of the leaf apparatus along the entire stem.
Таким образом, установлено, что под влиянием ОСВ наблюдается увеличение линейного роста стеблей растений при концентрации ОСВ 5-40% к массе грунта.Thus, it was established that under the influence of OSS, an increase in the linear growth of plant stems is observed at an OSS concentration of 5-40% of the soil mass.
Пример 9. Влияние дозы лузги подсолнечника на рост и развитие растенийExample 9. Effect of sunflower husk dose on plant growth and development
Дозу лузги подсолнечника варьировали в том же диапазоне, что и дозу ОСВ в Примере 8. Предварительно лузгу измельчали до размеров частиц 0,1-0,3 см и вносили в контейнеры с торфом, затем засевали семенами гороха и отслеживали рост и развитие растений (Фигура 2).The dose of sunflower husk was varied in the same range as the dose of OSS in Example 8. The husk was preliminarily crushed to a particle size of 0.1-0.3 cm and added to containers with peat, then sown with pea seeds and the growth and development of the plants was monitored (Figure 2).
Экспериментальные данные, представленные на Фигуре 2, показывают, что внесение лузги, как и в предыдущем опыте с ОСВ, в большей степени оказывает влияние на формирование стебля растения. При всех исследованных дозах лузги длина стебля превышала длину стебля контрольного образца. Наилучшее значение получено при дозе лузги 20%. Превышение длины стебля растения относительно контрольного образца составило 52,8%.The experimental data presented in Figure 2 show that the introduction of husks, as in the previous experiment with OSB, has a greater effect on the formation of the plant stem. At all the husk doses studied, the stem length exceeded the stem length of the control sample. The best value was obtained at a husk dose of 20%. The excess of the plant stem length relative to the control sample was 52.8%.
Высокий прирост длины стебля отмечен также при дозах лузги 10% и 30%. При этом масса стебля была ниже массы стебля контрольного образца.A high increase in stem length was also noted with husk doses of 10% and 30%. However, the stem weight was lower than the stem weight of the control sample.
Следует отметить, что изменение морфометрических показателей гороха было более контрастным, чем в аналогичных опытах с варьированием дозы ОСВ. Проведенные исследования показали, что внесение в почву лузги подсолнечника способствует активному формированию стебля растений.It should be noted that the change in morphometric parameters of peas was more contrasting than in similar experiments with varying doses of OSS. The conducted studies showed that the introduction of sunflower husks into the soil promotes active formation of plant stems.
Пример 10. Влияние соотношения ОСВ: лузга подсолнечника в удобрении согласно изобретению на рост и развитие растенийExample 10. Effect of the ratio of OSW: sunflower husk in the fertilizer according to the invention on the growth and development of plants
В предварительных экспериментах (Примеры 8-9) установлено, что как ОСВ, так и лузга подсолнечника оказывают положительное влияние на формирование стебля растения. Необходимо установить оптимальное соотношение между этими компонентами.Preliminary experiments (Examples 8-9) showed that both OSW and sunflower husks have a positive effect on the formation of the plant stem. It is necessary to establish the optimal ratio between these components.
Удобрение согласно настоящему изобретению, полученное в Примере 2, вносили в контейнеры с торфом в дозе 20% к массе торфа, засевали семенами гороха и отслеживали их рост и развитие. Результаты эксперимента представлены в Таблице 3.The fertilizer according to the present invention, obtained in Example 2, was introduced into containers with peat at a dose of 20% of the peat mass, sown with pea seeds and their growth and development were monitored. The results of the experiment are presented in Table 3.
Таблица 3. Влияние соотношения ОСВ: лузга подсолнечника в удобрении согласно изобретению (Пример 2) на морфометрические показатели гороха сорта Альфа через 14 дней после посадкиTable 3. Effect of the ratio of OSW: sunflower husk in the fertilizer according to the invention (Example 2) on the morphometric parameters of the Alpha pea variety 14 days after planting
Анализ полученных экспериментальных данных показал, что длина стебля повышается относительно длины стебля контрольного образца при массовом соотношении ОСВ: лузга от 3:1 до 1:4.Analysis of the obtained experimental data showed that the stem length increases relative to the stem length of the control sample with a mass ratio of OSB: husk from 3:1 to 1:4.
Стоит отметить, что преобладание в удобрении ОСВ оказывало преимущество на формирование корневой системы, а увеличение в удобрении лузги в большей степени влияло на развитие стебля растения.It is worth noting that the predominance of OSS in the fertilizer had an advantage in the formation of the root system, and an increase in husks in the fertilizer had a greater effect on the development of the plant stem.
При этом, наиболее оптимальным является соотношение 1:1 (ОСВ: лузга). Указанное соотношение ОСВ: лузга приводит к увеличению массы стебля относительно контрольного опыта на 9,7% и увеличению массы корня на 30,4%. Поэтому дальнейшие эксперименты проводили с удобрением, содержащим ОСВ и лузгу в массовом соотношении 1:1 (ОСВ: лузга).In this case, the most optimal ratio is 1:1 (WWS: husk). The specified ratio of WWS: husk leads to an increase in the stem mass relative to the control experiment by 9.7% and an increase in the root mass by 30.4%. Therefore, further experiments were carried out with a fertilizer containing WWS and husk in a mass ratio of 1:1 (WWS: husk).
Пример 11.Example 11. Влияние дозы удобрения согласно изобретению на рост и развитие растенийEffect of the dose of fertilizer according to the invention on the growth and development of plants
Как недостаток, так и избыток внесенных с удобрением питательных элементов негативно сказывается на растении. Поэтому очень важно подобрать оптимальную дозу внесения удобрения в почву.Both deficiency and excess of nutrients added with fertilizer have a negative effect on the plant. Therefore, it is very important to select the optimal dose of fertilizer applied to the soil.
Экспериментальные результаты исследования по определению оптимальной дозы удобрения для внесения в почву представлены в Таблице 4 и на Фигурах 3-4. Дозы внесения удобрения варьировали в интервале 2,5 - 50% к массе грунта. В качестве грунта использовали торф верховой нейтральный. После заполнения контейнеров грунтом и удобрением высаживали в них горох сорта Альфа и через 14 дней снимали морфометрические показатели.The experimental results of the study to determine the optimal dose of fertilizer for application to the soil are presented in Table 4 and Figures 3-4. Fertilizer application rates varied in the range of 2.5 - 50% of the soil mass. Neutral high-moor peat was used as the soil. After filling the containers with soil and fertilizer, Alpha peas were planted in them and morphometric indices were recorded after 14 days.
Таблица 4. Зависимость длины стебля и длины корня гороха сорта Альфа через 14 дней после посадки от дозы удобренияTable 4. Dependence of stem length and root length of peas of the Alpha variety 14 days after planting on the fertilizer dose
Результаты эксперимента, представленные на Фигурах 3-4 и в Таблице 4, свидетельствуют о положительном влиянии удобрения в дозе от 5% до 50% на длину стебля растения. Максимальные значения отмечены для доз 20% и 30%. При таких концентрациях вносимого удобрения длина стебля растения превышала длину стебля контрольного образца на 77%.The results of the experiment, presented in Figures 3-4 and Table 4, indicate a positive effect of the fertilizer at a dose of 5% to 50% on the length of the plant stem. The maximum values were noted for doses of 20% and 30%. At such concentrations of the applied fertilizer, the length of the plant stem exceeded the length of the stem of the control sample by 77%.
Между длиной, массой и диаметром стебля отмечена корреляционная зависимость. При этом, накапливаемая биомасса стебля и его диаметр были ниже соответствующих значений для контрольного образца. Учитывая, что диаметр стебля служит показателем количества ресурсов, поступающих на единицу поперечного сечения к развивающимся листьям и потока фотосинтезирующих веществ от зрелых листьев к остальной части тела растения, можно сделать вывод, что дозы удобрения 20% и 30% в большей степени способствовали обеспечению растения питательными веществами.A correlation was found between the length, weight and diameter of the stem. At the same time, the accumulated biomass of the stem and its diameter were lower than the corresponding values for the control sample. Considering that the stem diameter serves as an indicator of the amount of resources supplied per unit of cross-section to developing leaves and the flow of photosynthetic substances from mature leaves to the rest of the plant body, it can be concluded that the fertilizer doses of 20% and 30% contributed to the provision of the plant with nutrients to a greater extent.
Увеличение длины корня и накопление его биомассы активно происходит в опытных образцах с дозами удобрения от 20% до 50%. Максимальные результаты были получены в опытах с дозами удобрения 20% и 30%. Увеличение биомассы корневой системы составило 18,5% и 15,2% по сравнению с контрольным образцом соответственно, увеличение длины корня составило 54,6% и 50% соответственно (Фигура 3).The increase in root length and accumulation of its biomass actively occurs in the experimental samples with fertilizer doses from 20% to 50%. The maximum results were obtained in the experiments with fertilizer doses of 20% and 30%. The increase in the root system biomass was 18.5% and 15.2% compared to the control sample, respectively, the increase in root length was 54.6% and 50%, respectively (Figure 3).
Следует отметить, что изменение морфометрических показателей гороха находится в прямой зависимости от увеличения дозы вносимого удобрения. Так при дозе внесения удобрения 2,5% все основные морфометрические показатели растения, кроме длины стебля, были ниже соответствующих показателей для контрольного образца. Увеличение дозы удобрения выше 50% к массе грунта снижало органообразовательные процессы у гороха. Особенно негативно это сказалось на корнеобразовании (Фигура 3).It should be noted that the change in the morphometric parameters of peas is directly dependent on the increase in the dose of applied fertilizer. Thus, with a fertilizer application rate of 2.5%, all the main morphometric parameters of the plant, except for the stem length, were lower than the corresponding parameters for the control sample. Increasing the fertilizer dose above 50% of the soil mass reduced organ-forming processes in peas. This had a particularly negative effect on root formation (Figure 3).
Пример 12. Влияние дозы удобрения согласно изобретению на лабораторную всхожесть и энергию прорастания семян гороха сорта АльфаExample 12. Effect of the dose of fertilizer according to the invention on laboratory germination and germination energy of pea seeds of the Alpha variety
Одним из важнейших факторов, формирующих высокую продуктивность и устойчивость сортов, является качество семян, которое определяется, начиная с их формирования на материнском растении и заканчивая посевом. Известно, что урожайность сильно зависит от скорости начального развития и состояния семян. Энергичное развитие проростка обеспечивает более быстрый переход на корневое питание, уход от неблагоприятных условий среды прорастания и возможных болезней. Медленный начальный рост в числе прочего обусловливает низкую продуктивность растения в дальнейшем.One of the most important factors that form high productivity and stability of varieties is the quality of seeds, which is determined starting from their formation on the mother plant and ending with sowing. It is known that the yield strongly depends on the speed of initial development and the condition of the seeds. Vigorous development of the sprout ensures a faster transition to root nutrition, avoidance of unfavorable conditions of the germination environment and possible diseases. Slow initial growth, among other things, determines low productivity of the plant in the future.
Энергия прорастания семян показывает уровень биологических процессов в прорастающих семенах, и данный фактор может иметь длительные последствия и отрицательно сказаться на развитии растения.Seed germination energy shows the level of biological processes in germinating seeds, and this factor can have long-term consequences and negatively affect the development of the plant.
Всхожесть семян является более стабильным показателем. Семена гороха даже в критических условиях в течение 8 дней способны сформировать росток и корешок в пределах, чтобы их можно было считать всхожими.Seed germination is a more stable indicator. Pea seeds, even under critical conditions, are able to form a sprout and root within 8 days, so that they can be considered germinated.
В связи с этим были проведены исследования по определению энергии прорастания и всхожести семян гороха в почвах с различными дозами удобрения согласно изобретению (Таблица 5).In this regard, studies were conducted to determine the germination energy and viability of pea seeds in soils with different doses of fertilizer according to the invention (Table 5).
Значительных изменений в увеличении всхожести опытных образцов по сравнению с контролем не наблюдалось. При этом, начиная с дозы удобрения 20%, отмечено увеличение всхожести в 2 раза относительно контроля. При внесении удобрения в дозе 50% к массе грунта всхожесть семян возросла в 4 раза.No significant changes in the increase in germination of the experimental samples were observed compared to the control. At the same time, starting with a fertilizer dose of 20%, a 2-fold increase in germination was noted relative to the control. When applying fertilizer at a dose of 50% to the soil mass, seed germination increased 4-fold.
Таблица 5. Влияние дозы удобрения согласно изобретению с массовым соотношением ОСВ: лузга подсолнечника 1:1 (Пример 2) на всхожесть и энергию прорастания семян гороха сорта АльфаTable 5. Effect of the dose of fertilizer according to the invention with a mass ratio of OSS: sunflower husk of 1:1 (Example 2) on the germination and germination energy of pea seeds of the Alpha variety
Энергия прорастания также увеличивалась с повышением дозы удобрения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что удобрение согласно изобретению способствует активизации всех процессов, протекающих в растении, начиная с его прорастания до дальнейшего формирования.Germination energy also increased with increasing fertilizer dose. The results obtained indicate that the fertilizer according to the invention promotes activation of all processes occurring in the plant, starting from its germination to further formation.
Подводя итог, экспериментально установлено, что удобрение согласно настоящему изобретению, содержащее ОСВ и лузгу подсолнечника в массовом соотношении от 3:1 до 1:4, обладает следующими преимуществами:To summarize, it has been experimentally established that the fertilizer according to the present invention, containing OSS and sunflower husk in a weight ratio of 3:1 to 1:4, has the following advantages:
• удовлетворяет всем требованиям ГОСТ P 59748-2021 (влажность, содержание питательных веществ и тяжелых металлов, санитарно-бактериологические показатели);• meets all the requirements of GOST P 59748-2021 (humidity, content of nutrients and heavy metals, sanitary and bacteriological indicators);
• имеет улучшенный качественный состав (влажность, содержание питательных веществ) по сравнению с удобрением сравнения, содержащим ОСВ и навоз (RU 2712664);• has an improved qualitative composition (moisture, nutrient content) compared to the reference fertilizer containing wastewater and manure (RU 2712664);
• приводит к улучшению морфометрических показателей растений.• leads to improvement of morphometric parameters of plants.
Кроме того, способ получения удобрения из ОСВ согласно настоящему изобретению является более энергоэффективным и менее трудоемким по сравнению с известным способом, в котором вместо лузги выбран навоз (RU 2712664). Помимо прочего, способ получения удобрения согласно настоящему изобретению позволяет утилизировать ОСВ и лузгу подсолнечника и, как следствие, снижает негативное воздействие указанных отходов на окружающую среду.In addition, the method for producing fertilizer from WS according to the present invention is more energy-efficient and less labor-intensive compared to the known method, in which manure is selected instead of husk (RU 2712664). In addition, the method for producing fertilizer according to the present invention allows for the utilization of WS and sunflower husks and, as a result, reduces the negative impact of said waste on the environment.
Claims (13)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2838405C1 true RU2838405C1 (en) | 2025-04-16 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3315279A1 (en) * | 1983-04-27 | 1984-10-31 | Senekovic sen., Roman, 5810 Witten | METHOD FOR DETOXIFYING CLEANING SLUDGE |
| RU2653083C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-05-07 | Олег Анатольевич Фильченков | Method of processing bird droppings into organo-mineral fertilizers (options) |
| RU2680579C2 (en) * | 2017-06-21 | 2019-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Экотон" | Method of obtaining a soil ground from active silt |
| RU2712664C1 (en) * | 2018-12-24 | 2020-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | Method of processing sewage sludge into organomineral fertilizers |
| RU2779460C1 (en) * | 2022-02-24 | 2022-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Method for obtaining biochar from sewage sludge and sawdust for soil recovery from herbicides |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3315279A1 (en) * | 1983-04-27 | 1984-10-31 | Senekovic sen., Roman, 5810 Witten | METHOD FOR DETOXIFYING CLEANING SLUDGE |
| RU2653083C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-05-07 | Олег Анатольевич Фильченков | Method of processing bird droppings into organo-mineral fertilizers (options) |
| RU2680579C2 (en) * | 2017-06-21 | 2019-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Экотон" | Method of obtaining a soil ground from active silt |
| RU2712664C1 (en) * | 2018-12-24 | 2020-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | Method of processing sewage sludge into organomineral fertilizers |
| RU2779460C1 (en) * | 2022-02-24 | 2022-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" | Method for obtaining biochar from sewage sludge and sawdust for soil recovery from herbicides |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220017426A1 (en) | Methods for plant growth stimulation with fermentation leachates | |
| Wang et al. | Evolution of phytotoxicity during the active phase of co-composting of chicken manure, tobacco powder and mushroom substrate | |
| Dotaniya et al. | Use of sugarcane industrial by-products for improving sugarcane productivity and soil health | |
| CN102690133A (en) | Method for producing organic fertilizer by using garbage | |
| Carballo et al. | The influence of aeration system, temperature and compost origin on the phytotoxicity of compost tea | |
| CN109180240A (en) | A kind of method of quick aerobic compost | |
| Bougarne et al. | Consequences of surface water eutrophication: remedy and environmental interest | |
| RU2253641C2 (en) | Method of manufacturing biological stimulator of growth and development of plants from humus-containing substances | |
| CN102173550B (en) | Quick recycling treatment method for fowl and livestock manure | |
| MX2007005076A (en) | Process of improved semi-static composting for the production of a humectant substrate of low density of use thereof in nurseries and greenhouses. | |
| AU2018391487A1 (en) | Bioreactor and use thereof, method for producing an organic nutrient solution, organic nutrient solution, substrate material and use thereof for cultivating plants | |
| RU2838405C1 (en) | Organic fertilizer from sewage sludge, method of its production and use | |
| CN113636873B (en) | Method for preparing hydroponic plant nutrient solution from biogas slurry and nutrient solution | |
| CN110615722B (en) | Biochar-based multi-component fertilizer and preparation method thereof | |
| CN108164371B (en) | Straw corrosion promotion method and application thereof in acid soil improvement | |
| CN1159235C (en) | Process for treating and reclaiming waste liquid of molasses alcohol | |
| RU2363689C1 (en) | Method of vermicompost receiving | |
| CN104429459B (en) | A kind of seedling-cultivating method of organic tobacco | |
| Costa et al. | Stabilization of swine wastes by anaerobic digestion | |
| CN115466138A (en) | Resource utilization method of liquid organic waste | |
| EP4011854A1 (en) | Use of the liquid fraction of an olive mill solid waste digestate in fertirrigation treatments | |
| JPH0585874A (en) | Production of soil conditioner | |
| Kim et al. | Aerobically biodegraded fish-meal wastewater as a fertilizer | |
| Krutiakova et al. | Investigation of technology for obtaining biofertilisers based on sewage sludge | |
| CN111747794A (en) | A kind of method and application of recycling phosphorus in sewage to make slow-release phosphate fertilizer |