Exploring the limitations of forward osmosis for direct hydroponic fertigation: Impact of ion transfer and fertilizer composition on effective dilution
Notice bibliographique
Résumé
There is a need for water reuse technologies and applications to minimize the imminent water crisis, caused by the world population growth, the reduction of freshwater resources and the increasing water pollution. Fertilizer-drawn forward osmosis (FDFO) is a promising process capable of simultaneously extracting fresh water from low-quality sources as feed water (e.g., wastewater or greywater), while diluting fertilizer solutions for direct fertigation, avoiding the demand for freshwater for irrigation. Achieving an adequate level of dilution for direct fertigation is a key element to be evaluated for the implementation of FDFO. This study assessed the performance of the forward osmosis process to dilute fertilizer solutions to be applied directly in hydroponic systems. Experiments were carried out under conditions close to osmotic equilibrium to evaluate the process performance up to the maximum dilution point. Tests were carried out with individual and blended fertilizers (i.e., (NH4)2HPO4 or DAP, and KNO3) used as draw solution (DS) and with deionized water or individual salts (NaCl, MgCl2, Na2SO4, MgSO4) in the feed solution (FS). Water fluxes and reverse salt fluxes indicated that both fertilizer DS composition and concentrations play a fundamental role in the process. Suitable nutrient concentrations to be directly applied without further dilution for N, P and K (119, 40, 264 mg.L−1 respectively) were obtained with deionized water as FS and blended DAP (0.025 M) and KNO3 (0.15 M) as DS. However, important fertilizer losses from DS to FS were observed, being the highest for NO3− (33–70% losses from DS to FS). The presence of salts in FS decreased the water fluxes and the DS dilution due to the osmotic equilibrium caused by a greater loss of nutrients from DS to FS (up to 100%), compared with tests using just deionized water as FS. This study points out the potential limitations of the FDFO process, due to the high solute fluxes and low water fluxes in conditions close to osmotic equilibrium.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».