2019年5月26日

短旋转种植园

作者/编译
尼尔斯·萨赫(泽维尔大学)
梅尔巴·门多萨(泽维尔大学)
罗伯特Gensch(泽维尔大学)
Dorothee Spuhler(Seecon International GmbH)

执行摘要

短轮作种植园(SRP)是一种综合农林业土地利用系统,将生物质生产与废水利用和净化结合起来。快速生长的树种在短的灌丛循环中进行管理。这些非粮食/非饲料作物对养分和水有很高的需求,可通过重复使用预处理废水和污水污泥来满足这一需求,从而实现可持续的养分循环。产生的木质生物质可以用作可再生和清洁的燃料,用于供热和发电,或用于进一步加工成液体生物燃料。

好处
为农民提供收入来源
来自生活污水的替代肥料和灌溉来源
土壤有机质含量和土壤肥力增加
降低常规废水处理成本的机会(投资,运营,处置)
为局部热量发电生产可再生生物质的机会
通过建立局部生物量供应链来支持当地经济
遵守环境立法
通过减少化石燃料的依赖来支持可持续的农村发展
缺点
需要的面积大,只在农村地区实施
需要高资本成本
需要专家管理
可能会对土壤和水质构成风险
出去

黑水公司灰水粪便污泥灌溉施肥水

能源作物

基本信息

factsheet块体

在短旋转种植园中重用预先处理的国内废水或污水污泥,用于灌溉和施肥的能量作物中的能量作物是一种新的方法,旨在使用废物残留物中包含的营养物,以增强生物质生长。

短旋转种植园的示意图。资料来源:埃比亚(N.Y.)
短旋转种植园的示意图。资料来源:埃比亚(N.Y.)

使用名称短旋转种植园(SRP),因为通常种植柳树和杨树等快速生长树种,在相对较短的时间内被收获。收获期通常需要2至8年,但在草本植物或草地的情况下,它也可以每年(Susana 2009)。培养强度,高营养吸收和频繁收获需要恒定的灌溉和施肥。通过灌溉(预处理)营养丰富的废水,减少了肥料成本,植物生长增强,浪费产品受到更可持续的治疗。

灌溉管道放在柳树种植园的双排中。资料来源:Larsson等。(2003)
灌溉管道放在柳树种植园的双排中。资料来源:Larsson等。(2003)

虽然建造的湿地主要集中在废水处理上,并且在其基础上被密封的地下水保护,但SRPS在构造的湿地上的优势在于组合废水处理和木质生物量的生产,这意味着农民的额外收入。SRP表示施工高度的开口底部固定床反应器,介于1.0和1.5米,导致病原体的有效减少(Susana 2009)。

为了避免养分过载,废水的应用必须根据场地和植物种类遵循剂量建议。此外,硝酸盐含量必须通过土壤样品或从排水管道取样来测定。

以下基底可以应用于SRPS

  • 国内废水(含有较低营养不良种植营养需求的营养成分),
  • 污水来自生活污水的污泥,
  • 来自食品加工或饮料工业的工业废水
  • 转移人类尿液

废水通常采用地表灌溉的方式应用于SRPs,以避免气溶胶形成和病原体通过空气传播。

除了上述好处外,还有一些关键点需要考虑:

  • 地下水可能会出现污染(来自硝酸盐,病原体和有毒物质,如果应用工业废水)可能会发生,并且需要防止
  • 由废水灌溉产生的土壤盐度增加(含有例如氯化钠和碳酸氢钠)可能成为一个问题

为了确保环境和卫生安全,废水和污水污泥在用于SRPs之前必须进行预处理。

在欧盟,农业申请通过硝酸盐指令(91/676 / EEC)调节,污水污泥指令(86/278 / EEC),以及其他国家规格,用于营养和化学污染物的最大应用负荷。

预处理进一步降低了致病风险,并符合土壤和水质的局部立法。

适用性

发展中国家经常遭受缺乏可用的能源资源。电力,燃料或木柴是稀缺的资源。这里SRP可以提供有效和可再生能源来源。这种技术的实施,特别是在更大的规模上,还可以在地方一级的许多人创造收入和工作机会。

必须认为需要大量未经处理的国内污水来施肥可再生生物质。通过利用污水来施肥和改善土壤,这种技术也可以在缺乏营养和矿物质的边缘和贫困土壤的区域中。然而,农业生产现场必须适合快速生长的树种 - 它们不应与可用于农业食品生产的地区竞争。

此外,通过将部分处理的废水和污泥应用于木制生物质,可以大大减少地下水和地表水污染的风险。

图书馆参考文献

短旋转种植厂:有效的生物量生产的机会,安全应用废水和污水污泥

欧洲生物量行业协会的这种两页的事件表介绍了关于短旋转种植园的主题的简要概述。特别是突出了这项技术的好处。

EUBIA(2008):短期轮作种植:污水和污水污泥安全应用的高效生物质生产机会。布鲁塞尔:欧洲生物质工业协会(EUBIA)URL.[访问:26.05.2019]

卫生,气候变化和可再生能源之间的联系

可持续卫生联盟的这种事实表描述了温室raybet CS:GO气体对气候变化的影响,重点是可再生能源的优势。因此,提到了许多不同的不同技术,如沼气或短旋转种植园。

Susana(2009):卫生,气候变化和可再生能源之间的联系。宇宙。(= Susana Iff Sheet 09/2009)。raybet CS:GO可持续卫生联盟(Susana)URL.[访问:26.05.2019]

用废水灌溉和施肥的短轮作柳树生物量种植园

本报告总结了在专门选择用于生物质生产的柳树种植区内进行预处理废水、改道的人尿与水混合以及城市污泥回收的现场试验的结果和经验。在瑞典(罗马)、法国(Orchies)、北爱尔兰(Culmore)和希腊(Larissa)建立了试验点。“用城市污水灌溉和施肥的生物质短轮柳林”项目在欧盟公平方案的财政支助下在4年期间内进行。

Larsson,S. Weibull,S. Cuignet,C.子句,P. Jacobsson,I. Aronsson,P.Perttu,K. Rosenquist,H. Dawson,M. Wilson,F. Backlung,A. Mavrogianopoulus,G. rigdel-BLACK, D. CARLANDER, A. STENSTROEM, T. A. HASSELGREN, K. (2003): Short-rotation Willow Biomass Plantations Irrigated and Fertilised with Wastewaters. (= Sustainable Urban Renewal and Wastewater Treatment , 37 ). Denmark: Danish Environmental Protection Agency, Danish Ministry of the EnvironmentURL.[访问:04.08.2010]
进一步读物

利用城市和工业残留物处理短轮作能源作物的性能和可持续性

Ioannis Dimitriou的这个博士论文摘要分析了用市政和工业废物处理的短旋转种植园的性能和可持续性,并包含几个科学论文的结果。

Dimitriou,I。(2005):用市政和工业残留物处理的短旋转能源作物的性能和可持续性。(=博士论文)。乌普萨拉:瑞典农业科学大学URL.[访问:09.08.2010]

短旋转种植厂:有效的生物量生产的机会,安全应用废水和污水污泥

欧洲生物量行业协会的这种两页的事件表介绍了关于短旋转种植园的主题的简要概述。特别是突出了这项技术的好处。

EUBIA(2008):短期轮作种植:污水和污水污泥安全应用的高效生物质生产机会。布鲁塞尔:欧洲生物质工业协会(EUBIA)URL.[访问:26.05.2019]

用废水灌溉和施肥的短轮作柳树生物量种植园

本报告总结了在专门选择用于生物质生产的柳树种植区内进行预处理废水、改道的人尿与水混合以及城市污泥回收的现场试验的结果和经验。在瑞典(罗马)、法国(Orchies)、北爱尔兰(Culmore)和希腊(Larissa)建立了试验点。“用城市污水灌溉和施肥的生物质短轮柳林”项目在欧盟公平方案的财政支助下在4年期间内进行。

Larsson,S. Weibull,S. Cuignet,C.子句,P. Jacobsson,I. Aronsson,P.Perttu,K. Rosenquist,H. Dawson,M. Wilson,F. Backlung,A. Mavrogianopoulus,G. rigdel-BLACK, D. CARLANDER, A. STENSTROEM, T. A. HASSELGREN, K. (2003): Short-rotation Willow Biomass Plantations Irrigated and Fertilised with Wastewaters. (= Sustainable Urban Renewal and Wastewater Treatment , 37 ). Denmark: Danish Environmental Protection Agency, Danish Ministry of the EnvironmentURL.[访问:04.08.2010]

世界上短旋转作物:IEA-BioEnergy任务30组织和优先事项

本文的重点是提高生产系统效率,减少短期轮作制度对环境的负面影响,并将短期轮作制度应用于特定的环境目的。还包括确定可促进短期轮作作物利用的副产品机会、加快短期轮作作物系统的部署以及确定大规模实施的障碍等主题。

Verwijst,T.(2004):世界上的短旋转作物:IEA-BioEnergy任务30组织和优先事项。在:生物量和Energia:第1卷,113-121。
实例探究

柳树种植废水和污泥的回收利用。可持续和有利可图地利用欧洲的废物资源和农田生产生物燃料

一份八页的关于柳树种植园的废水和污泥再利用的简报,也介绍了一些来自欧洲的案例。

AGROBRAENSLE;瑞典能源机构;瑞典农业科学大学;柳树人工林废水和污泥的回收利用。可持续和有利可图地利用欧洲的废物资源和农田生产生物燃料。URL.[访问:09.08.2010]

拉脱维亚坚固生物燃料生产短旋转木质能源作物的潜力

这个单页海报/ Factsheet提供有关拉脱维亚农业大学博士学研究的核心信息,就拉脱维亚的短旋转能源作物产量潜力,这在2005-2008之间进行了在2005 - 2008年之间进行的,并提供了进一步信息的有用链接。

Lazdina,D.Itepa,I。(2009):拉脱维亚坚实生物燃料生产的短旋转木质能源作物的潜力。拉脱维亚:拉脱维亚:拉脱维亚国家森林研究所“Silava”,拉脱维亚农业大学森林学院
提高认识材料

卫生,气候变化和可再生能源之间的联系

可持续卫生联盟的这种事实表描述了温室raybet CS:GO气体对气候变化的影响,重点是可再生能源的优势。因此,提到了许多不同的不同技术,如沼气或短旋转种植园。

Susana(2009):卫生,气候变化和可再生能源之间的联系。宇宙。(= Susana Iff Sheet 09/2009)。raybet CS:GO可持续卫生联盟(Susana)URL.[访问:26.05.2019]

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