Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В последние годы почти во всех регионах страны из-за длительного использования пахотных земель без внесения достаточных доз удобрений складывается отрицательный баланс гумуса.
Большое влияние на повышение плодородия почв оказывают различные органические удобрения, в том числе и навоз. Однако объемы навоза в связи с уменьшением поголовья животных резко сократились, и остро встала проблема поиска нетрадиционных местных удобрений, например, сапропелей.
На территории России насчитывается около.3 млн. озер, запасы сапропеля в которых оцениваются приблизительно в 250 млрд.м3. Работы по разведке и оценке запасов сапропелей ведутся во многих регионах РФ, в том числе Псковской области насчитывающей более 3700 озер, занимающих около 6% ее площади. Однако, несмотря на большие запасы, их разностороннюю ценность, до настоящего времени сапропели используются крайне мало. Это связано с тем, что различные условия формирования водоемов, наличие специфических свойств сапропелей и недостаточный уровень технологических разработок требуют создания разномодульных комплексов добывающего и перерабатывающего оборудования.
Чрезвычайно важной проблемой в технологии добычи является обезвоживание, так как сапропели являются гидрофильными органо-минеральными илистыми отложениями, которым свойственна низкая фильтрация и испарение. Литературных данных по интенсификации обезвоживания сапропелей очень мало, они зачастую противоречивы, недостаточно изучены и разработаны.
Из известных способов можно выделить осаждение сапропелевой пульпы в отстойниках, центрифугах, гидроциклонах, сепараторах, электроосмос и другие. (ЭГ.Кшондзер, 1987, В.В.Морозов, 1993, ПВ.Макаров, 1996, В.Н.Фомин, 2000). Однако эти способы достаточно дорогостоящие, требуют сложного аппаратурного оформления и вполне очевидна необходимость дальнейшего комплексного изучения механизма обезвоживания.
Таким образом, разработка рациональных, технологических приемов добычи сапропелей и последующее изучение наиболее целесообразных режимов обезвоживания их, а также процессов минерализации и динамики физико-химических свойств, модифицированных сапропелей, являются чрезвычайно важными и актуальными задачами исследований.
Цель и задачи исследований. Исходя из состояния изученности и важности данной проблемы, основной целью настоящего исследования является изучение механизма процессов обезвоживания и минерализации сапропелей.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
разработка методов интенсификации обезвоживания сапропелей с помощью воздействии на них электрических и низкотемпературных полей;
-
изучение трансформации органического вещества в процессе минерализации сапропелей при различных режимах в лабораторных условиях;
-
исследование динамики физико-химических свойств исходных и модифицированных сапропелей при минерализации их в полевых условиях;
4) определение механического, химического и агрохимического состава сапропелей.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования сапропелей 6 озер Великолукского района Псковской области различной заболоченности и проточности. Установлены закономерности течения влаги. Изучена кинетика конвективной сушки сапропелей. Исследован механизм обезвоживания сапропелей при низких температурах окружающей среды и в физических полях. Разработаны условия модифицирования сапропелей и выявлены закономерности минерализации исходных сапропелей и смесей на их основе.
Практическая значимость. По результатам комплексных исследований установлены оптимальные режимы обезвоживания, разработаны приемы модификации и изучено влияние минеральных добавок на процесс минерализации сапропелей. Разработаны практические рекомендации по их применению в сельском хозяйстве.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях в Санкт-Петербурге, 2004, 2010 г; в Мичуринске, 2006 г. На научных конференциях в Новосибирске, 2005 г; Москве, 2005, 2006, 2010 г; Уфе, 2006 г, а также в Великих Луках (Великолукской ГСХА), 2004-2010 гг.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 печатных работ, в том числе одна в реферируемом журнале «Земледелие».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 125 страницах, содержит 21 таблицу, 26 рисунков. Список литературы включает 214 источников, в том числе - 9 иностранных.
