新型堆肥有机复混肥造粒粘结剂的研制与应用

论文题目: 新型堆肥有机复混肥造粒粘结剂的研制与应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 生态学

作者: 李彦明

导师: 李国学

关键词: 堆肥,有机复混肥,造粒粘结剂,养分释放,生物效应

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 目前无机粘结剂在有机复混肥造粒生产中应用相当广泛,但其添加量高、成粒率低和返料率高等缺点限制了高浓度颗粒复混肥的发展。因此研究开发添加量少和返料率低的新型粘结剂尤为重要。本论文以此为重点进行了一系列新型粘结剂研制、造粒效果等方面研究。研究结果表明:玉米淀粉不宜直接用作有机复混肥造粒粘结剂,其添加量大,成粒率低,返料率高,颗粒平均抗压碎力不符合国家标准(GB15063-94),颗粒粒径在2mm以下,大于6mm的返料也较多。将玉米淀粉通过化学改性得到3种有机粘结剂,分别为液态富铁粘结剂(NJJ)和液态PVA改性粘结剂(PMS),干粉粘结剂(DPS),三者均无生物毒性,可生物降解;常温(25℃)贮藏性能良好。常温贮藏60天后,NJJ和PVA均未发生凝胶或变质,DPS的贮藏期可达到180天以上。3种粘结剂的造粒成粒率均大于93%,返料率小于12%,且用量不超过1%,肥料颗粒平均抗压碎力大于10N,优于国家标准。肥料颗粒的崩解率为0。与无机粘结剂相比,3种粘结剂作为有机复混肥造粒粘结剂,具有用量少、成粒率高和返料率低等优点。无机粘结剂颗粒肥的崩解率比有机粘结剂高6.6%。对于液体有机粘结剂来说,降低其粘度或将其稀释后造粒,可显著降低大于6mm颗粒的返料量。对于干粉粘结剂来说,湿加工工艺方式生产粘结剂的造粒性能优于干加工工艺方式所得粘结剂。利用有机粘结剂加工的有机复混肥的颗粒烘干性能显著优于无机粘结剂。改性淀粉基粘结剂在有机复混肥造粒上是完全可行的,且可用于生产高浓度颗粒有机复混肥。 所有颗粒有机复混肥的养分初期溶出率均小于40%。与无机粘结剂相比,有机粘结剂可明显降低有机复混肥中氮、磷和钾的释放速度,尤其对磷素效果最为明显。其中粘结剂PMS对有机复混肥养分的缓释效果最好。淋溶试验结果表明有机粘结剂比无机粘结剂有利于延缓颗粒肥速溶养分的释放。这说明有机粘结剂可以作为开发新型非包膜型控释肥的良好材料,通过造粒可以同时实现对养分的控制释放。 田间试验结果表明,作物专用颗粒有机复混肥能显著促进作物的生长,降低作物可食部分硝酸盐含量,提高作物品质,增加作物产量。增产效果显著优于传统施肥和等养分化肥。与无机粘结剂相比,在有机复混肥造粒生产中,采用有机粘结剂造粒可降低生产成本24～37元(人民币)/吨,每吨成品平均可增加利润约130元(人民币),取得良好的经济、环境和社会效益。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 研究背景

1.1 国内外废物堆肥后续资源化利用技术研究进展

1.1.1 直接土地利用

1.1.2 间接土地利用

1.1.3 问题与展望

1.2 国内外有机复混肥造粒工艺研究进展

1.2.1 喷浆造粒法

1.2.2 挤压造粒技术

1.2.3 团聚造粒技术

1.3 国内外有机复混肥造粒粘结剂的研究进展

1.3.1 粘结剂的分类

1.3.2 无机粘结剂应用现状

1.3.3 有机粘结剂应用现状

1.4 国内外缓释／控释肥料的研究现状

1.4.1 缓释／控释肥料概念及分类

1.4.2 国外缓释／控释肥料研究动态和趋势

1.4.3 国内缓释／控释肥料研究进展

第二章 研究意义与研究内容

2.1 研究意义

2.2 研究内容

2.3 研究技术路线

2.4 研究方法

第三章 新型有机粘结剂的原料选择与合成

3.1 前言

3.1.1 粘结剂材料的选择

3.1.2 粘结剂材料的确定

3.2 富铁淀粉粘结剂(NJJ)的合成与性能检测

3.2.1 材料与方法

3.2.2 富铁粘结剂的合成工艺流程

3.2.3 结果与分析

3.2.4 富铁粘结剂的基本性能检测

3.2.5 小结与讨论

3.3 PVA改性淀粉粘结剂(PMS)的合成与性能检测

3.3.1 材料与方法

3.3.2 粘结剂PMS的配方方案

3.3.3 粘结剂PMS的合成工艺流程

3.3.4 结果与分析

3.3.5 粘结剂PMS的基本性能检测

3.3.6 小结与讨论

3.4 淀粉基干粉粘结剂(DPS)的研制与性能检测

3.4.1 材料与方法

3.4.2 干粉粘结剂的合成工艺流程

3.4.3 结果与分析

3.4.4 小结与讨论

3.5 小结

第四章 粘结剂的造粒与烘干性能研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 试验材料与设备

4.2.2 试验方法

4.3 造粒小试的结果与分析

4.3.1 不同造粒粘结剂对有机复混肥物料成粒率的影响

4.3.2 不同粘结剂对有机复混肥颗粒粒径分布的影响

4.3.3 不同粘结剂对有机复混肥有效颗粒含量和造粒返料率的影响

4.3.4 不同粘结剂所造的颗粒肥烘干性能

4.4 造粒中试的结果与分析

4.4.1 凹凸棒用量对有机复混肥成粒的影响

4.4.2 烘干温度对颗粒肥氮素损失率的影响

4.4.3 不同氮素含量颗粒肥烘干后的氮素损失率

4.5 不同粘结剂所造颗粒的平均抗压碎力

4.6 不同粘结剂对颗粒肥崩解率的影响

4.7 小结与讨论

第五章 不同颗粒有机复混肥的养分释放特性

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 试验材料与设备

5.2.2 试验方法

5.3 结果与分析

5.3.1 24h内不同粘结剂对颗粒肥养分累计释放的影响

5.3.2 7天内不同粘结剂对颗粒肥养分累计释放的影响

5.3.3 粘结剂对颗粒肥养分溶出率的影响

5.3.4 不同粘结剂对颗粒肥养分淋洗特性的影响

5.4 小结与讨论

第六章 专用作物有机复混肥的养分设计与生物效应研究

6.1 前言

6.2 专用有机复混肥的养分设计

6.2.1 养分平衡法确定纯养分施肥量

6.2.2 分配有机肥和化肥的用量

6.2.3 考虑作物的需肥规律

6.2.4 考虑添加微量元素肥料

6.2.5 通用有机复混肥配方

6.2.6 考虑加工工艺的影响

6.3 专用有机复混肥的生物效应

6.3.1 材料与方法

6.3.2 结果与分析

6.3.3 小结

6.4 小结与讨论

第七章 经济与环境效益分析

7.1 有机粘结剂的经济与环境效益分析

7.1.1 成本分析

7.1.2 与无机粘结剂凹凸棒的成本比较

7.1.3 有机粘结剂的社会与环境效益分析

7.2 造粒工艺的经济效益分析

7.3 环境与社会效应分析

第八章 研究结论与展望

8.1 研究结论

8.2 存在问题与研究展望

8.2.1 存在问题

8.2.2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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