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从中欧对比看中国沼气工程的发展与挑战课件
N APPLICATION AND NO3 IN GROUNDWATER 氮肥施用和地下水硝酸盐含量 Location 地点 N applied 氮肥施用量 [kg/(ha*a)] [公斤/公顷*年] N uptake N 吸收量 [kg/(ha*a)] [公斤/公顷*年] NO3 in groundwater 地下水硝酸盐含量 [mg/l] [毫克/升] Xishuiying 5,580 480 500 Fangzhuang 1,894 383 180 Qiuandushu 1,649 433 75 Xidian 1,173 384 75 Sijiqing 778 444 150 OUR CHALLENGES Source: Prof. Schuchardt, Sino-German project Workshop in 2009 Limitation of NO3 50 mg L-1 89 mg L-1 25 mg L-1 EXAMPLE 例子 Fattening pig farm with 10,000 places 一个存栏量万头的养猪场 Production 20,000 pigs yr.-1 每年出栏2万头生猪 20,000 pigs 2,860 LU 约合2860个LU Limitation 2 LU pigs ha-1 a-1 采用同样标准 Area demand 1,430 ha 总共需要1430公顷土地 without correction factors 未考虑其他因素 OUR CHALLENGES Max. 170 kg N ha-1 a-1 by manure = 2 LU ha-1 每公顷每年最多施用 170 公斤氮 = 2 个生命单元/公顷*年 1 LU (Living Unit) = 500 kg animal = 7 pigs 一个生命单元= 500公斤 动物体总= 7头猪 Model Farm: 15 LU/ha Consequence: Export of nutrients Nutrient overloading!!! OUR CHALLENGES WHAT WE ARE DOING? 沼液沼渣的综合循环利用 DIGESTATES MULTIPLE RECYCLING/ UTILIZATION ON LIVESTOCK FARM Source：created by BEST 不同施肥处理下土壤剖面中NH4-N随时间的变化 不同施肥处理下土壤剖面中NO3-N随时间的变化 在硝化反应的作用下，肥料施用导入土壤中的大量NH4-N随时间的持续浓度逐渐降低，而土壤NO3-N浓度不断升高，并在第28 d达到峰值 Source: Xiaoqian Zhang. PhD dissertation, China agricultural University, 2015 WHAT WE ARE DOING? 沼液沼渣农田施用后氮迁移转化 SOIL N AFTER DIGESTATES APPLICATION 沼液沼渣农田施用后氮迁移转化长期预测 LONG-TERM PREDICTION OF N TRANSPORTATION IN SOIL AFTER DIGESTATES APPLICATION 利用2010年周年的降雨数据，预测了从2011年至2050年使用不同沼液的农田土壤中氮残留量和渗滤流失量。发现农田施用沼液与化肥等氮的条件下，农田1 m深地下水中硝酸盐的流失量逐年增加，在施用10年时间后会穿透1 m土层。 此模型还不成熟，未充分考虑长期沼液农田施用后土壤结构重构及土壤微生物功能相应，需要进一步开发及验证。 WHAT WE ARE DOING? Source: Xiaoqian Zhang. PhD dissertation, China agricultural University, 2015 沼液氮磷的高效吹脱回收 DIGESTATES NUTRIENTS RECOVERY Source：Liang Liu, Changle Pang, Shubiao Wu, Renjie Dong. Optimization and evaluation of an air-recirculated stripping for ammonia removal from the anaerobic digestate of pig manure [J]. Process safety and environmental protection, 2015, (94): 350-357. Pre-striping of CO2 Alkali addition NH
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