СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНО-ФОСФОРНО-КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ
METHOD OF OBTAINING LIQUID MINERAL FERTILISER BASED ON INDUSTRIAL WASTE WATER FROM PRODUCTION OF NITROGEN-PHOSPHORUS-POTASSIUM FERTILISERS

Предлагаемое изобретение относится к области сельскохозяйственного производства, в частности к производству удобрений, и может быть использовано для получения жидкого минерального удобрения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения удобрения на основе аммонийных и калиевых солей фосфорной кислоты [Патент RU №2379270, Вальков А.В., Вальков Д.А. Способ получения комплексного удобрения, опубл. 20.01.2010], включающий объединение карбоната, или гидрокарбоната калия, или аммония с однозамещенным фосфатом калия, или аммония при мольном соотношении равном 1:0,8-2,2 соответственно, и внесении полученной смеси в воду непосредственно перед поливом растений.
Недостатком данного удобрения является отсутствие в нем некоторых микро- и макроэлементов, необходимых для роста растений, таких как бор, кальций, молибден, медь, железо.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения жидкого минерального удобрения на основе промышленных сточных вод от производства азотно-фосфорно-калийных удобрений, позволяющего организовать безотходное производство, утилизировать сточные воды и на их основе получить ценное минеральное удобрение для выращивания растений в открытом, закрытом грунтах, а также методами гидропоники и ионитопоники, снизить его себестоимость.
4
2
4
2
3
3
4
2
4
2
4
4
2
2
4
2
2
3
Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения жидкого минерального удобрения на основе промышленных сточных вод от производства азотно-фосфорно-калийных удобрений (NPK), характеризующийся тем, что промышленную сточную воду анализируют для определения ее состава, затем рассчитывают количество веществ, содержащих макроэлементы ZnSO·7HO; MnSO·7HO; HBO; CuSO·5HO; (NH)MoO; FeSO·7HO; Ca(HPO); MgCl; KNO, которое необходимо внести в сточную воду в соответствии с их соотношением по массе:
N
:
Р
:
K
:
Са
:
Mg
:
S
1,0
0,2-1,0
1,1-2,7
0,2-1,6
0,2-0,3
0,5-1,0,
4
а вещества, содержащие микроэлементы Mn, B, Cu, Mo, Fe, добавляют в количестве 0,002-0,05 г на литр сточной воды, при приготовлении раствора жидкого минерального удобрения вещества взвешивают, каждое из них растворяют отдельно в небольшом количестве сточной воды, причем, чтобы не допустить появления осадка трехвалентного гидроксида железа, готовят раствор железного купороса с содержанием FeSO 18-21% и лимонной кислоты 25-30%, при этом растворяют железный купорос и лимонную кислоту отдельно в сточной воде и оба раствора смешивают, затем в 1-литровую емкость наливают 200-300 мл сточной воды и вносят приготовленные растворы последовательно при перемешивании, после этого доливают сточную воду до 1 л, расфасовывают и упаковывают, рН полученного жидкого минерального удобрения находится в пределах 5,5-6, при поливе растений 50 мл удобрения растворяют в 1 литре воды.
Технический результат изобретения заключается в утилизации сточных вод, создании безотходного производства, получении на их основе жидкого минерального удобрения и применении его для выращивания растений в открытом и закрытом фунтах, а также методами гидропоники и ионитопоники.
Способ получения жидкого минерального удобрения осуществляют следующим образом.
Определенную партию сточной воды от производства азотно-фосфорно-калийных удобрений анализируют для определения ее состава (табл.1).
Таблица 1
Наименование компонента
Возможный предел концентрации (замеры в течение года), мг/л
Концентрация отдельной партии сточной воды, мг/л
Азот аммонийный
50-200
120
Азот нитратный
20-120
80
Фосфаты
0,2-2
1,4
рН
6,5-8,5
6,7
Хлориды
1,7-7,5
3,8
Сульфаты
3,1-11,8
4,3
Нитриты
0,24-13,1
10,2
Железо общее
0,01-0,25
0,2
Медь
0,0378
0,025
Цинк
До 0,005
0,004
Натрий
-
-
Калий
0,078
0,07
Зная состав сточной воды, рассчитывают массу добавляемых веществ, содержащих макроэлементы, так чтобы соотношение по массе между макроэлементами соответствовало:
N
:
Р
:
K
:
Са
:
Mg
:
S
1,0
0,2-1,0
1,1-2,7
0,2-1,6
0,2-0,3
0,5-1,0,
4
а вещества, содержащие микроэлементы Mn, B, Cu, Mo, Fe, добавляют в количестве 0,002-0,05 г на литр сточной воды, при приготовлении раствора жидкого минерального удобрения вещества взвешивают, каждое из них растворяют отдельно в небольшом количестве сточной воды, причем, чтобы не допустить появления осадка трехвалентного гидроксида железа, готовят раствор железного купороса с содержанием FeSO 18-21% и лимонной кислоты 25-30%, при этом растворяют железный купорос и лимонную кислоту отдельно в сточной воде и оба раствора смешивают, затем в 1-литровую емкость наливают 200-300 мл сточной воды и вносят приготовленные растворы последовательно при перемешивании, после этого доливают сточную воду до 1 л, расфасовывают и упаковывают, рН полученного жидкого минерального удобрения находится в пределах 5,5-6, при поливе растений 50 мл удобрения растворяют в 1 литре воды.
В хорошо приготовленном растворе не должен образовываться осадок. Нельзя растворять все вещества вместе или, смешав концентрированные растворы, доливать сточную воду до литра, поскольку это вызовет появление осадка солей кальция, и баланс элементов нарушится. При приготовлении жидкого минерального удобрения происходит подкисление раствора, его рН находится в пределах 5,5-6. Данное значение рН находится в соответствии с нормой (кислотность почвы, пригодная для выращивания, обычно колеблется от 4,6 до 6,6). Полученное жидкое минеральное удобрение используют для всех видов подкормки растений на разнообразных грунтах.
Для эффективности действия удобрения использовали 3 примера выращивания растений на двух участках размером 1·2 м, защищенных пленкой, в период с 1 июня по 1 июля. Условия освещения и температурный режим были одинаковы.
Пример 1. Выращивание растений в закрытом грунте
4
2
4
2
3
3
4
2
4
2
4
4
2
2
4
2
2
3
4
4
2
Вещества, содержащие ZnSO·7HO (2 мг); MnSO·7HO (20 мг); HBO (3 мг); CuSO·5HO (2 мг); (NH)MoO (0,2 мг); FeSO·7HO (50 г); Са(HPO) (0,646 г); MgCl (0,436 г); KNO (0,69 г) взвешивают на аналитических весах. Каждое вещество растворяют отдельно в 50 мл сточной воды от производства NPK, а чтобы не допустить появления осадка гидроксида железа трехвалентного, готовят концентрированный раствор из железного купороса с содержанием FeSO 18-21% и лимонной кислоты 25-30%. Для этого растворяют 50 г FeSO·7HO в 188 мл сточной воды, 57 г лимонной кислоты - в 133 мл сточной воды, а потом смешивают оба раствора. Затем наливают в мерный сосуд приблизительно 200-300 мл сточной воды, добавляют последовательно каждый раствор при перемешивании и 5 мл раствора железного купороса и лимонной кислоты. После этого доливают сточную воду до общего объема 1 л и используют жидкое удобрение для подкормки растений, pH раствора при этом находится в пределах 5,5-6.
На первый участок почвы высаживали черенки бегонии постоянноцветущей (Begonia semperflorens). Почву под одними растениями поливали жидким минеральным удобрением из расчета 50 мл на 1 литр воды, под другими - комплексным удобрением (прототип). Результаты выращивания бегонии постоянноцветущей приведены в табл.2.
Пример 2. Выращивание растений методом гидропоники
Готовят жидкое минеральное удобрение аналогично примеру 1. Гидропоника - это метод выращивания, при котором растение укореняется в слое субстрата, помещенного в емкость с питательным раствором. В качестве субстрата использовали вермикулит (пористая слюда), в роли питательного раствора - полученное жидкое минеральное удобрение, а в другой емкости - прототип. Питательный раствор заменяли по следующей схеме: заливали в пустую емкость раствор до определенного уровня; когда уровень раствора понижался, доливали тот же раствор; на третью доливку раствор заменяли простой водой. Раз в месяц, если растение хорошо потребляет раствор, заменяют питательный раствор полностью. В гидропонной установке в вермикулит (заменитель грунта) посадили черенки бегонии. Результаты выращивания бегонии постоянноцветущей приведены в табл.2.
Пример 3. Выращивание растений методом ионитопоники
Готовят жидкое минеральное удобрение аналогично примеру 1. В ионитопонике в качестве субстрата использовали ионообменные синтетические материалы (ионообменники) в виде ионитных смол (сильнокислотный сульфокатионит с содержанием дивинилбензола (ДВБ) 8% - КУ-2-8 и сильноосновный анионит АВ-17-8 с 8% ДВБ). Данные ионообменники способны удерживать в себе все питательные элементы, постепенно отдавая их корневым волоскам растений в порядке обмена на продукты распада, выделяемые корнями. Катеонит и анионит смешивали друг с другом в массовом соотношении 1:1 и пропитывали одну часть жидким минеральным удобрением, а другую - прототипом в течение 2 часов. Полученный субстрат высушивали и смешивали с вермикулитом в массовом соотношении 1:3. В полученный субстрат высаживали черенки растений. Емкости с растениями располагали на втором участке. При этом полив проводили чистой водой. Результаты выращивания бегонии постоянноцветущей приведены в табл.2.
Как видно из примеров и табл.2, эффективность использования полученного жидкого минерального удобрения выше, чем эффективность использования минерального удобрения-прототипа для выращивания растений в открытом и закрытом грунте, а также методами гидропоники и ионитопоники.
Если изменить соотношение между макроэлементами, то это может привести к увеличению или уменьшению кислотности раствора и, кроме того, соли кальция и железа могут выпасть в осадок. Нарушение соотношения между макроэлементами и уменьшение количества микроэлементов (или их полное отсутствие) также приведет к дисбалансу элементов в растении, что отрицательно скажется на его росте и развитии.