Magnesiumammoniumfosfat från centrat i avloppsverk har testats som gödningsmedel i labskala. Jämförelsevis bra fosfatupptag i testade växter, något större kväveläckage än för kommersiella gödselprodukter vid jämförbar tillväxt.
Av: Jörgen Hanaeus
Struvit från näringsrikt avloppsvatten (centrat) har använts till gödningstest för gräset Brachiara brizantha Marandu och ett lakningstest i sandkolumn har genomförts för att bedöma näringsförlusterna (N, P).
Resultaten jämfördes med de från kommersiella produkter: Urea och Triple 15 och visade att struviten gav skördeutfall, jämförbart med dessa. Den höll även lägre tungmetallhalter. Näringsupptagets kinetik berodde mycket på struvitens partikelstorlek.
Bakgrund
Struvit (MgNH4PO4.6H2O) kan utvinnas från avloppsvatten och skulle då kunna minska åtgången av mineral-fosfor och kvävegödsel. Struviten kan mycket väl ge en långsammare upplösning av näring än de kommersiella gödningsmedlen vilket är gynnsamt ur näringsläckagesynpunkt. Partikelstorleken är dock viktig; struvitpartiklar med en diameter >1 mm kan behövas för en långsammare upplösning och upptag. Dessa större partiklar är också lättare att hantera och transportera.
Flera studier har bedömt struvitens gödselvärde utifrån produkter framställda i lab med ideala reaktorer såsom totalomblandade tankar eller fluidiserade bäddar. Föreliggande arbete har därför utförts med centrat från ett avloppsverk i drift (San Fernando, Colombia). Labskala har använts, och jämförelse har gjorts med torkat rötslam från samma verk och med de kommersiella gödselprodukterna Urea och Triple 15 samt syntetiskt framställd struvit. Egenskaper som jämförts är synbar återvinning, ARE (i %) och näringsupptag (N och P) i gödslingsförsök. Näringsförluster, totalt och efter tid uppmättes också i laktester.
Försök
Rötslam med 33 % TS torkades i rumstemperatur under en vecka till TS 95 %. Övriga referenser – Urea och Triple 15 gödsel – levererades som kommersiella produkter i fast form med TS= 98 %.
Odlingstestet utfördes med gräs (Bracharia brizantha Marandu), i plastkrukor om 1,3 L och fyllda med flodsand, under 90 dygn. Dos 1,5 g gräsfrön per kruka, gödslet tillsatt i fast form dag 15. Gödseldosen beräknades efter en vanlig rötslamdos: 5,64 g P/m2. Undantag var den (P-fria) urean, där dosen bestämdes efter N-tillsats lika med den för SR 1, samt T15 som tillsattes efter halva P-värdet (av misstag). En referens utan gödning ingick också; alla krukor f ö i triplikat. 60 mL kranvatten tillsattes varannan dag.
Laktest utfördes i två sandfyllda (φ=1dm, H=3 dm) kolonner per gödningsmedel som doserats på samma sätt som för krukorna ovan. Destillerat vatten duschades över ytorna; 100 mL/kolonn 2 ggr i veckan under 4 veckor. Prov togs två gånger per vecka.
Resultat
Medelpartikelstorlek i µm för de olika gödningsämnena var: SR 1 (från centrat, med totalomblandning) = 113, SR 2 = 27, SS (syntetisk struvit) = 89, Bio (rötslam) = >200. Övriga storleksbestämdes ej.
Struvitens renhet var 86 % för SR1; ca 78 % för SR 2 och SS.
Ammoniumkvävet som % av TS-innehållet var för SR 1 = 5,0, SR 2 = 4,6, SS = 2,8, Urea = 48,9 och T15 = 7,1.
Totalfosforinnehållet som % av TS-innehållet var för SR 1 = 11,1 SR 2 = 10,3, SS = 15,6, Urea = 0 och T15 = 6,7.
Den synbarliga agronomiska effektiviteten beräknades för varje kruka: (kg tillväxt (fast) – kg tillväxt för referensen) / Tillsatt näring i kg (som N eller P)
Högsta tillväxt erhölls i den första skörden för T15: 3,9 g DM (Dry Matter)/kruka, lägsta för referensen: 1,7 g DM/kruka. Alla krukor gav lägre värden i den andra skörden.
Den högsta synbarliga agronomiska effektiviteten för fosfor, APR, återfanns i SR 1, första skörden samt i SR 1 och SS, andra skörden med resp 11,5; 14,7 och 15,7 %. Lägst i första rötslamskörden: <3 %. För kväve, ANR, högst i SR 2, första skörden samt SR 1 och SR 2, andra skörden med resp 100, 123 och 93 %. Lägst för rötslammet: <12 % (första skörden).
I lakningsförsöken blev P-läckaget likartat för de testade ämnena: En fallande linje för varje bevattningstillfälle från ca 2 mg/d till ca 0,8 mg/d efter knappt 30 d. N-läckaget var högt för SR1 och SR 2 vid det första bevattningstillfället, 5-7 mg/d men sjönk därefter till den gemensamma nivån, ca 2 mg/d. Variationen var dock relativt stor.
Av uppmätta tungmetallkoncentrationer (Cr,Ni, Pb,Cd, Hg,As,Zn,Cu) låg Cr-halten i SR 1 strax över EU:s gränsvärde, 3 mg/kg mot 2 mg/kg, i övrigt var värdena under gränsvärdena. Enterobacter och Salmonella undersöktes men återfanns inte i struviterna.
Slutsatser
Struviterna från centratet visade något högre effektivitet i försöksgräsets upptag av N och P jämfört med de kommersiella gödningsämnena Urea och T15 samt rötslam. Gräset som gödslats med struvit av den större partikelstorleken (89-113 µm) hade den högsta synbarliga återvinningen av P både i första och andra skörden. Sammantaget bedöms struvit från centrat utgöra ett konkurrenskraftigt gödningsalternativ.
Teknikutveckling beträffande struvitens partikelstorlek förefaller vara ett intressant spår.
Källa: Gonzales, C.1), Fernandez, B.2), Q., Molina, F.1), Camargo-Valero, J.3) & Pelaez, D.4). The determination of fertilizer quality of the formed struvite from a WWTP. Water Science & Technology 83.12, pp 3041-3053.
Författarna från:
Grupo GAIA Escuela Ambeiental Facultad de Ingeniera, Universidad de Antioquia, Calle 62 No 52-59 (2-230) 050010 Medellin, Colombia
IRTA-GIRO program, Institute of Agrifood Research and Technology, Torre Marimon, E08 140, Caldes de Montbul, Barcelona, Spanien.
BioRsource Systems Research Group School of Civil Engineering, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK.
Grupo GIEM, Facultad Cienias Exactas y Naturales, Universidad de Anttioquia, Calle 70 #52-21, 050010 Medellin, Colombia.
Kontakt: carolina.gonzalezm [a] udea.edu.co
