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1、复混肥行业开展废弃资源利用，复混肥行业开展废弃资源利用，实施协调发展的思路和措施实施协调发展的思路和措施 邵建华 江苏省农科院资环中心 第1页，共33页。土地为现代工业的发展提供了原料，然而在生产出满足人类生活的各种产品的同时，也产生了日益增加的废弃物；土地为人类提供了粮食却留下了秸杆； 利用粮食发酵生产酒精、味精、柠檬酸，却留下了废酒糟、味精废液、柠檬酸渣；人和畜禽以粮食为主要食物，排泄了大量粪便；冶金工业利用矿石提取金属，同时留下数量巨大的废渣。第2页，共33页。自然在物质的循环中，每一种新物质的生产都同时伴随着废弃资源的产生，这种循环速度越快，参与循环的物质量越大，产生的废弃资源越多，处
2、理费用越高。日益增多的废弃资源向何处去？笔者回答是：从哪里来到哪里去！通过加工肥料的方式归还土壤，是有效利用废弃资源、发展循环经济便捷的途径。第3页，共33页。一、复混肥的定义及其内涵的延伸一、复混肥的定义及其内涵的延伸中国国家标准肥料术语及其定义 国家标准对肥料的定义：“以提供植物养分为主要功能的物料” （CG/T6274-1997）对复合复合肥肥给予的定义为：复混肥是氮、磷、钾三种养分中至少有两种养分标明量的由化学方法和（或）掺混方法制成的肥料。第4页，共33页。农作物生长所必需的营养元素为16种， 除了C、H、O(大量元素),是由自然界的水和二氧化碳提供； N、P、K等常量元素,自然循环
3、已无法满足农作物高产稳产的需要,所以必须人为的加入，这人为加入的营养成分成为复混肥的“三要素”，是化学肥料的主要品种； 近几年来,随着农作物产量的不断提高和化肥的大量使用,土壤中微量元素的缺乏越来越严重,土壤有机质的含量越来越低； 其后果是:土壤肥力下降,肥料利用率下降,农产品品质下降，农作物生理病害频发。第5页，共33页。 为了改变这一情况, 复混肥料就需突破“三要素”,赋予更科学的内涵； 所以现在的复混肥料又称多元肥料,按照土壤条件和作物需要,它可以使用几种单一肥料和复合肥料为基础肥料,配制成氮、磷、钾养分不同的二元或三元、多元复混肥料； 在这些肥料中,可以含有一种或几种次要养分和微量养分
4、。 第6页，共33页。 农业部的肥料登记指南中肥料是指：“用于提供、保持或改善植物营养和土壤物理、化学性能以及生物活性，能提高农产品产量，或能改善农产品质量、增强植物抗逆性的有机、无机、微生物及其混合物。” 国外法规：肥料是提供、补充、保持植物养分，或促进养分利用的物料。第7页，共33页。 复混肥料是具有以下功能的物质： 有利于提高土壤肥力有利于提高土壤肥力，如在复混肥中增加有机质和有益微生物； 有利于提高肥料利用率有利于提高肥料利用率，针对性的加入中微量元素和缓控释剂； 有益于肥料使用有益于肥料使用，如造粒粘合剂、复混肥防结块剂； 有益于作物健康生长有益于作物健康生长,有益于提高农产品品质，
5、有益于提高农产品品质，加入中微量元素、有益元素、植物营养调节剂； 有益于动物和人体健康的其它物质有益于动物和人体健康的其它物质。加入锌、硒等，生产富锌、富硒食品。 这些添加物主要来源就是农副工业废弃资源,可用于肥料生产的废弃资源，遍及农业、副业、工业、采矿等各个生产领域和生活领域。第8页，共33页。二、废弃资源在复混肥中的应用二、废弃资源在复混肥中的应用1、有机无机复混肥、有机无机复混肥 2002年8月在北京召开的世界肥料会上，把有机无机复合肥、缓释肥、生物肥确定为今后肥料发展的基本方向。 由于长期过量使用化肥，我国大面积土壤有机质含量降低，中微量元素严重失衡，土壤肥力的下降，保水保肥能力变差
6、，其结果严重影响到农业的可持续发展。第9页，共33页。为了改变这一状况，政府号召农民使用有机肥，但由于有机肥养分含量低，用量大，推广难度大， 为了解决这一问题，生产和使用有机无机复混肥是最佳选择，有机质本身不是植物营养，但它是植物营养的仓库，有机无但它是植物营养的仓库，有机无机复混肥实际上是放在仓库里的肥料机复混肥实际上是放在仓库里的肥料，可有效减少肥料的流失，提高肥料的利用率。 有机无机复混肥兼具有机肥有机质含量高，营养全，无机肥营养元素含量高的优点，是今后复混肥料发展的方向，是绿色食品用肥的最佳选择。 国家标准中有机质的含量为15、20%，NPK的养分含量为20、15%，第10页，共33页
7、。其中有机质的部份是有机废液废渣，主要来源于： 农林业农林业:每年的各种农业废弃物就有13109 t；畜禽养殖业畜禽养殖业：全国畜禽粪便年产生量为26109 t；食品工业食品工业：污水排放量高达10多亿t，占整个工业污水排放量的三分之一；发酵行业发酵行业：每年排放高浓度有机废水约4000104 t，含有机物达200104 t左右。城市污泥城市污泥：我国每年的城市污水排放已达5.11 104109 t。城市污泥量约占处理水量的0.3%0.5%；造纸行业造纸行业：有2000104 t的有机质在废液废渣中排出；有机废液废渣中同时带入部份NPK，一般在25%，其不足部分则由无机NPK补充。有机无机复合
8、肥多数造成颗粒出售。第11页，共33页。2 2、多元素、多元素BBBB肥肥 BBBB肥的优点肥的优点：生产工艺简单，又可针对不同的土壤和农作：生产工艺简单，又可针对不同的土壤和农作物灵活配制，发展速度很快；物灵活配制，发展速度很快； BBBB肥的缺点肥的缺点：一般都是：一般都是 NPK NPK三元复合肥，养分单一。三元复合肥，养分单一。 改进的办法：改进的办法： （1 1）根据土壤情况添加中微量元素肥料，以工业废渣废液为原料，）根据土壤情况添加中微量元素肥料，以工业废渣废液为原料，制成一种中微肥颗粒，加入制成一种中微肥颗粒，加入BBBB肥中，使之成为多元素肥中，使之成为多元素BBBB肥。肥。
9、新出台的新出台的BBBB肥国家标准规定了在肥国家标准规定了在BBBB肥中可以加入中微量肥中可以加入中微量元素，并可以在包装袋上标明含量。元素，并可以在包装袋上标明含量。 （2 2）还可将一种或几种养分易于流失的无机肥与含有机质的）还可将一种或几种养分易于流失的无机肥与含有机质的废弃资源复混造粒后加入废弃资源复混造粒后加入BBBB肥，成为有机无机肥，成为有机无机BBBB肥。肥。第12页，共33页。 3 3、多元素复合中微肥、多元素复合中微肥 我国土壤现状我国土壤现状：农作物的连年高产，从土壤中带：农作物的连年高产，从土壤中带走的中微量元素越来越多，而长期的施肥习惯又是偏走的中微量元素越来越多，而
10、长期的施肥习惯又是偏重重NPKNPK大量元素，使土壤中微量元素处于入不敷出的大量元素，使土壤中微量元素处于入不敷出的状况。状况。 全国土壤普查的结果表明：全国大部分耕地出现全国土壤普查的结果表明：全国大部分耕地出现中度或严重缺乏中微量元素的情况；中度或严重缺乏中微量元素的情况； 缺素危害：农作物生理性病害频频发生，肥缺素危害：农作物生理性病害频频发生，肥料利用率下降，农作物品质下降，料利用率下降，农作物品质下降， 第13页，共33页。 解决的办法：解决的办法： 为了降低农业生产成本，为了降低农业生产成本，利用含有中微量元素的农利用含有中微量元素的农副工业废渣、废液是最佳途径副工业废渣、废液是最
11、佳途径，这些废弃物经化学处理、，这些废弃物经化学处理、分离去除重金属等有害物质，即可作为中微肥，有许分离去除重金属等有害物质，即可作为中微肥，有许多废渣含有多种中微量元素和有益元素，经调整养分多废渣含有多种中微量元素和有益元素，经调整养分比例后直接作为中微肥使用。比例后直接作为中微肥使用。 为了提高中微肥活性，为了提高中微肥活性，可用有机废渣作为载体，可用有机废渣作为载体，生产生产有机无机中微肥，有机质既是分散剂，又是中微量元素的有机无机中微肥，有机质既是分散剂，又是中微量元素的活性保护剂。活性保护剂。第14页，共33页。 4、复合硅肥、复合硅肥 现代科学研究证实：硅是继NPK之后的第四大农作
12、物必需元素，据统计，我国缺硅的耕地面积已达75%以上。 工业废渣是其主要来源：钢铁厂的水淬渣、黄磷渣、粉煤灰。 主要成分：活性硅含量达到2030%。还含有丰富的镁、铁、铜、锰、硼、鉬等中微量元素。 第15页，共33页。 水淬渣经球磨后加入适量添加剂可制成多元素可崩解的颗粒硅肥；以粉状硅肥为原料包裹尿素，可生产硅氮复混肥； 与钾肥混合造粒，可生产颗粒硅钾肥；还可将粉状水淬渣作为低含量三元复混肥的原料，生产N、P、K为20%，活性硅大于10%的富硅复混肥。第16页，共33页。 5 5、复合液体肥、复合液体肥 液体肥生产工艺简单，成本低。在发达国家液体肥占肥料总量的液体肥生产工艺简单，成本低。在发达
13、国家液体肥占肥料总量的20-30%20-30%，我，我国产量低、比例少，国产量低、比例少， 食品工业、发酵工业、化学工业生产中产生的废液含有丰富的水溶性有机质，如氨基食品工业、发酵工业、化学工业生产中产生的废液含有丰富的水溶性有机质，如氨基酸、黄腐酸、木质素和酸、黄腐酸、木质素和NPKNPK。 经浓缩处理后根据不同农作物品种和土壤缺素情况配制液体肥，使经浓缩处理后根据不同农作物品种和土壤缺素情况配制液体肥，使NPKNPK含量达到含量达到20%20%以以上，这种肥料其成本与同养分复合肥、上，这种肥料其成本与同养分复合肥、BBBB肥比要低得多，使用也很方便。肥比要低得多，使用也很方便。 第17页，
14、共33页。 如胱胺酸厂、味精厂的浓缩母液，食如胱胺酸厂、味精厂的浓缩母液，食品行业、发酵行业和造纸行业的浓缩废液，品行业、发酵行业和造纸行业的浓缩废液，除了含有大量元素外，还含有水溶性有机除了含有大量元素外，还含有水溶性有机质，对中微量元素具有螯合作用，可有效质，对中微量元素具有螯合作用，可有效提高肥效。还可直接制成优质高效的水溶提高肥效。还可直接制成优质高效的水溶性有机肥、液体有机无机复混肥。性有机肥、液体有机无机复混肥。第18页，共33页。 6、叶面肥、叶面肥 叶面肥是以中微量元素为主的肥料，而螯合态的中微肥可有效提高中微量元素的稳定性，提高肥料的利用率。 胱氨酸厂、味精厂的母液含丰富的氨
15、基酸，既是中微量元素的最合适的螯合剂，又是植物营养剂。 竹炭的副产品竹醋液，作为配制叶面肥的原料。第19页，共33页。 糖厂的废糖蜜，经发酵后可生产生化黄腐酸，既是中微量元素的螯合剂，又是植物生长调节剂。造纸厂的废液： 经浓缩，回收木质素黄酸钠为中微肥的螯合剂，配制有机叶面肥。第20页，共33页。7、复合土壤调理剂、复合土壤调理剂我国有面积较大的盐碱地，用含酸的有机质调节土壤的PH值，同时提高土壤有机质的含量，用于调节碱性土壤PH的有糠醛渣和酸性废液， 用于调节酸性土壤的有碱性造纸废液废渣，硼砂生产厂的碱性含硼废渣，钢铁厂和黄磷厂的水淬渣。这些废渣既是土壤调理剂，又是含多种植物营养的复混肥。第
16、21页，共33页。三、废弃资源在肥料中综合利用的措施三、废弃资源在肥料中综合利用的措施 1、以废治废、化害为利、变废为宝、以废治废、化害为利、变废为宝 就某一种“三废”而言，孤立地看是废物，消极地治理，变有害为无害不但治理费用高，而且浪费了宝贵的资源。 如采用“以废治废”的方法，不但可化害为利，而且可变废为宝，不但彻底治理了“三废”，还可为企业盈利。 第22页，共33页。 胱氨酸厂的废母液、味精厂的酸性废液，可用有机废渣吸附，生产氨基酸有机肥， 镀锌厂的酸洗废液，钛白粉厂的含硫酸亚铁的废酸液可用于中和碱性废渣，同时活化碱性废渣中的中微量营养元素和有益元素。 如呈酸性的糠醛渣与呈碱性水淬渣复混，
17、可达到最佳PH值，成为有机高效硅肥。第23页，共33页。2、因地制宜，就地取材，合理组合因地制宜，就地取材，合理组合 就某一地区而言，可用于作肥料的有机无机废渣种类较多，能否以最小的成本制取最好的肥料，同时获得最佳的经济效益，关键在于根据本地的资源组成特点，因地制宜，就地取材，进行合理组合。 由于废弃资源价值低，不便长途运输，只能就地取材。如某地既有产生酸性废液废渣的工厂，又有产生碱性废液废渣的工厂，则可将两厂的“三废”相混，调节PH后再行处理。第24页，共33页。3、因材定方，按方寻废，以废治废、因材定方，按方寻废，以废治废 当某地有某种主要废弃资源可用于肥料时，可以此废弃资源为主，拟定生产
18、某种肥料可最大限度地利用此种“三废”的方案，利用该“三废”的辅助原料即其它“三废”，则可就近寻找，以达到以废治废的目的。这样做可最大限度地利用当地的主要“三废”。第25页，共33页。 4 4、大材大用，小材小用，多层利用，、大材大用，小材小用，多层利用，物尽其用物尽其用 同为废弃资源，为了达到最大限度提高经济效益的目的，则应采用同为废弃资源，为了达到最大限度提高经济效益的目的，则应采用“大材大材大用，小材小用，多层利用，物尽其用大用，小材小用，多层利用，物尽其用”的方法。的方法。 如人发、蹄、畜禽毛角等废弃角质蛋白，将其水解后，一般作为提取胱氨酸如人发、蹄、畜禽毛角等废弃角质蛋白，将其水解后，
19、一般作为提取胱氨酸的原料，提取胱氨酸后的母液再次提取亮氨酸、精氨酸、酪氨酸，其余部分的废的原料，提取胱氨酸后的母液再次提取亮氨酸、精氨酸、酪氨酸，其余部分的废母液再行分离已无价值。而母液中的氨基酸占整个水解氨基酸的母液再行分离已无价值。而母液中的氨基酸占整个水解氨基酸的757580%80%，母液，母液中的氨基酸含量达中的氨基酸含量达121216%16%，含，含NHNH4 4Cl 10%Cl 10%，该废液则可作为叶面肥、冲施肥的，该废液则可作为叶面肥、冲施肥的原料。原料。 废杂骨则先提取明胶，废液用石灰中和生成磷肥。废杂骨则先提取明胶，废液用石灰中和生成磷肥。第26页，共33页。四、废弃资源在
20、肥料工业中的开发前景四、废弃资源在肥料工业中的开发前景 1、营养元素的循环、营养元素的循环 土壤是植物所需微量营养元素的天然宝库，植物从土壤中吸收必需的养分，维持其生命运动的过程，并储存于茎、叶、果实中。植物的果实作为动物的食品，营养元素则从植物转移到人和动物体内，一部分随粪便排出体外，最终归还土壤。动物一部分成了人的食品，一部分死亡后尸体腐烂，其微量元素又进入了土壤，如此形成了一个自然循环体系。 2、平衡的破坏、平衡的破坏 在自然循环体系中，植物营养体系是一种低水平的物质循环，依靠植物的残花、落叶、动物的粪便、尸体等自然物质归还土壤，在这一循环过程中只是部分参与循环，还有相当一部分成为农副产
21、品的“三废”，变为植物不能吸收的矿物质，原始的平衡不断遭到破坏。 第27页，共33页。3、维持平衡的办法、维持平衡的办法 随着世界人口的迅速膨胀和人类生活水平的迅速提高，人们需要从土壤中获得比过去更多更好的粮、棉、油、菜、果等各种农作物产品。 土壤中有机质和中微量元素，已无法满足这种迅速增长的需要。N、P、K等常量元素肥料的大量使用，更加剧了这种原始平衡的破坏，人类只有设法向土壤补充日益贫乏的有机质和各种营养元素，才可能维持这种平衡，以保证土壤能为作物正常生长发育提供足够的营养元素。 所以，利用农副工业废弃资源生产肥料，成了维持这种平衡的重要手段。第28页，共33页。4、“归还学说归还学说”与
22、沃土工程与沃土工程 废弃资源在肥料中的应用是发展循环经济的有效途径，按照归还学说的理论，将有利农业的可持续发展。 以农作物秸杆和粮食为原料的工副业产品产生半数以上成为废弃物，均作“三废”被流失或经处理后填埋，使近几年来土壤有机质严重下降、中微量元素严重缺乏。 中央提出的“沃土工程建设”，分析了农村土壤的现状，出台“测土配方施肥”的措施，为有机肥和中微量元素肥料提供了广阔的市场，这些肥料均可从当地农副工业废弃资源中获得。 由于把这些“三废”用于肥料，提高了企业的经济效益，改变了农村的肥料结构，有利于提高土壤肥力，由于有机肥本身就是全元素肥料，可提高化肥的利用率，提高农产品的质量。第29页，共33
23、页。5 、综合利用、综合利用,一举两得一举两得 可用于肥料生产的农副工业废弃资源主要是富含有机质和农作物必需的营养元素的“三废”。这类“三废”资源分布广、数量大、污染重，如不考虑综合利用，要想达到彻底治理的目的费用很高，高昂的治理费用使企业无利可图甚至亏损，如果将这些废弃资源用于肥料生产，不但不需花钱治废，多数还可获利，有效提高企业治污的积极性。第30页，共33页。 农副工业废弃资源在肥料中的应用是一项系统工程，涉及到化学、生物学、土壤学、微生物学、生态学、环境科学、生物地球化学、酶学、地方病学等多学的知识，只有多学科协作攻关，才能真正以最低的成本处理“三废”，以获得高质量的肥料，才能做到“以废治废、化害为利”综合利用农副工业“三废”生产肥料。第31页，共33页。一些发达国家的经验表明，不仅应该将作物从土壤中取走的营养元素归还土壤，而且应该把土壤肥力提高到与植物生理特性和经济制度相适应的最高水平。近几年来，归还土壤的N、P量已高于正常需要量，而钾和中微量元素的补给尚未达到相应的水平。 第32页，共33页。 利用农副工业废弃资源生产有机肥、中微量元素等系列肥料， 已成为现代化农业集约生产的重要标志， 是我国“沃土工程”建设的重要环节， 是保证农、副、工业协调发展、互相促进的重要措施。第33页，共33页。
