dji go4旧版本:农业废弃物资源化利用技术现状及其前景

农业废弃物资源化利用技术现状及其前景
2010-05-22 20:00 环卫科技网 作者：张承龙-
摘要：随着农业生产水平和农民生活水平的提高，对原来用作燃料和肥料的农业废弃物的利用越来越少，因此农业废弃物越来越多。本文综述了近年来国内外综合利用农业植物纤维性废弃物及畜禽粪便等农业废弃物的技术及有关研究进展情况，对农业废弃物的资源化综合利用方式进行了探讨。
关键词：农业废弃物；资源化；利用；前景
1前言
人类在开发利用自然资源进行社会化大生产的同时，必然产生许多废弃物。我国是一个农业大国，农业生产中的废弃物种类繁多，数量巨大，而且随着农业生产水平和农民生产水平的提高，对原来用作燃料和肥料的农业废弃物的利用越来越少，因此农业废弃物越来越多。这些废弃物如不经妥善处理排入环境，将会严重污染环境。如，农作物秸秆被简单的烧掉即会严重污染大气环境；畜禽粪便乱堆乱排，会对地表水、地下水、土壤、空气造成严重污染，对资源也是严重浪费。因此，如何充分有效地处理并利用这些废弃物，合理利用农业资源，防治农业污染，改善农村环境，这一课题研究具有十分重要的意义。
近年来，国内外农业废弃物的资源化利用技术和相关的研究项目有了较大的发展，农业废弃物的资源化利用正在进入科学化的新阶段。合理利用和推广这些技术，必将产生良好的经济、生态和社会效益。
2农业废弃物资源化利用技术现状
农业废弃物多种多样，但按其成份，主要包括植物纤维性废弃物（农作物秸秆、谷壳、果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物）和畜禽粪便两大类。
目前，植物纤维废弃物的资源化利用技术主要有废物还田、加工饲料、固化炭化、气化、制复合材料、制化学品等；畜禽粪便资源化利用技术目前主要有肥料化技术、饲料化技术和燃料化技术等。
2.1植物纤维性废弃物资源化利用技术
2.1.1废物还田技术
秸秆等植物纤维性废弃物退还土壤后，可以大量补充和更新土壤有机质，提供丰富的氮、磷、钾、硅等元素。同时，农作物秸秆中含有大量的木质素和纤维素，腐烂分解后可使土壤腐殖质增加，孔隙度提高，通气透水，理化性状大为改善。秸秆等植物纤维性废弃物还田的方法主要有整株还田、根茬粉碎还田和传统沤肥还田三种方法。
2.1.2饲料化利用
植物纤维性废弃物往往因其营养价值低或可消化性低，不能直接用作饲料。但如果将它们适当处理，即可大大改善其营养价值和可消化性。具体处理方法一般有以下几种：
微生物处理技术。农业植物纤维性废弃物中的成分一般都能被微生物分解作用，加到动物饲料中可大大提高饲料效果。微生物处理技术就是指应用微生物工业技术，采用生物工程手段，将秸秆、木屑等农业植物纤维性废弃物加工变为微生物蛋白产品，其应用的微生物包括细菌、酵母菌及微型藻类，发酵主要有液体发酵和固体发酵两种方式。
青贮法。青贮主要是利用自然的乳酸在厌氧条件下对青绿秸秆进行发酵处理。通过青贮处理可以使原来粗硬的秸秆变软熟化，增加原料的营养价值和可消化率。青贮的形式主要有壕贮、窑贮和塔贮，目前普遍采用青贮壕，此种方法取料方便、造价低。
氨化法。氨化法主要是用液氨或尿素、碳氨的水溶液对切碎的秸秆等废物进行氨化处理，改善原料适口性和营养价值。
热喷法。热喷技术是年代兴起的一项新技术。农业废弃物经蒸汽处理后，进行增压、突然减压、热喷处理。原料受到热效应和喷放机械效应两个方面的作用后，改变了结构，提高了消化率。
2.1.3气化技术
气化是指含炭物质在有限供氧条件下产生可燃气体的热化学转化。农业植物纤维性废弃物由C、H、O等元素和灰分组成，当它们被点燃时，供应少量空气，并且采取措施控制其反应过程，使其变成CO、CH4、H2等可燃气体，生物质中大部分能量都被转化到气体中。气化后的可燃气体可作为锅炉燃料与煤混燃，也可作为管道气为城乡居民集中供气；将气化后的可燃气经过净化除尘与内燃机连用，取代汽油或柴油，实现能量系统的高效利用；气化后的可燃气还可进行气化发电，气化发电技术可以在较小规模实现较高的利用率，并能提高能源的档次，所以，气化发电是一个重要的发展方向。如德国最早利用秸秆发电的Thuringian镇电站每年可处理3000吨秸秆，我国目前在海南建设了1.2MW示范电站，该电站是我国及亚洲最大的生物质气化发电系统，整体水平达到国际先进水平。
2.1.4固化、炭化技术
固化、炭化技术是将松散的植物纤维性废弃物原料压制成棒（块）状，放入炭化设备中炭化后制成生物质炭，其质量能可达3.16~3.36kJ/kg。如河北生产的DJ-A型秸秆粉碎、成型、炭化设备，每套年可处理900吨秸秆，可生产300吨成型炭、15吨焦油。
2.1.5制备复合材料技术
利用农业植物纤维性废弃物可生产纸板、人造纤维板、轻质建材板等包装和建筑装饰复合材料。如以硅酸盐水泥为基体材料，玉米秆、麦秆等农业废弃物（经表面处理剂处理后）作为增强材料，再加入粉煤灰等填充料后可制成植物纤维水泥复合板，产品成本低，保温、隔音性能好；以石膏为基体材料，农业植物纤维性废弃物为增强材料，可生产出植物纤维增强石膏板，产品具有吸音、隔热、透气等特性，是一种较好的装饰材料。 （来源：互联网）
另外，以秸秆、稻壳、甘蔗渣等农业植物纤维性废弃物为原料，通过粉碎，加入适量无毒成型剂、粘合剂、耐水剂和填充料等助剂经搅拌捏合后成型制成可降解快餐具，以替代一次性泡沫塑料餐具；以农业植物纤维性废弃物为原料还可制成可降解植物纤维素薄膜，替代不可降解性塑料薄膜。
2.1.6制备化学品技术
以农业植物纤维性废弃物为原料制取化学制品，也是综合利用农业废弃物、提高其附加值的有效方法。如甘蔗渣、玉米芯、稻壳等含有1/3～1/4的多缩戊糖，经水解可制得木糖；甘糖醇渣、木糖醇渣、玉米芯、稻壳、果壳等经过炭化、活化后可制成性能很好的活性炭；稻壳可作为生产白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料；秸秆、稻壳经炭化后可作为钢铁冶金行业金属液面的新型保温材料；麦草经常压水解、溶剂萃取反应后可制得糖醛，水解后的固相残渣还可造纸。另外，用甘蔗渣、玉米渣皮等可以制取膳食纤维。
2.1.7其他
利用农作物秸秆、棉籽皮、树枝叶等废弃物按一定比例粉碎混合可用来栽培食用菌，栽培效果好，栽培出的食用菌营养价值高。
农业植物纤维性废弃物还可作为治理污染的材料，如美国密西西比州的一家叫ERT的公司开发了利用棉籽加工废弃物清洁油污地面的方法；甘蔗渣经化学改性后可迅速吸附废水中的酸性物质；利用棉秆皮、棉铃壳等含有酚式羟基化学成分的废弃物经过简单的化学处理后，可制成聚合阳离子交换树脂，对重金属有明显的吸收作用。
2.2畜禽粪便资源化利用技术
2.2.1肥料化技术
畜禽粪便的肥料化技术还分为堆肥化技术和制复合肥技术。
堆肥化技术。利用微生物在一定温度、湿度、pH值条件下，使畜禽粪便和秸秆等农业有机废物发生生物化学降解，形成一种类似腐殖质土壤的物质，这种方法成为堆肥化。根据处理过程中微生物对O2要求的不同，堆肥化可分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化。前者是在通气条件下借好氧微生物活动使有机物得到降解，由于好氧堆肥化温度在50～60℃，极限可达80～90℃，故亦称为高温堆肥；后者是利用微生物发酵造肥，所需时间较长。
制复合肥技术。将高温堆肥产品经杀灭病原菌、虫卵和杂草种子等无害化处理和稳定化处理后与经粉碎后的N、P、K化肥混合，经筛分、干燥可制成颗粒化复合肥。颗粒化的复合肥因为具有能同时提供多种营养成分、养分均衡、施用方便、便于运输等特点而得以迅速发展。
2.2.2饲料化技术
畜禽粪便含有丰富的营养成分，最适合于反刍动物。畜禽粪便经适当处理杀死病原菌，改善适口性，并能提高蛋白质的消化率和代谢能。国外畜禽粪饲料化早已商品化，我国畜禽粪便饲料也已开展多年，积累了一些经验。畜禽粪便饲料化方法主要有以下几种：
干燥法。干燥法以鸡粪的处理用的最多，也是常用的处理方法。干燥法是将粪便单独或掺入一定比例的麦糠，拌匀后干燥、过筛除去杂质，再粉碎供作饲料。按干燥方式不同，可分为自然干燥法和人工干燥法。人工干燥法又可分为快速干燥机干燥法和烘箱烘干法。
青贮法。畜禽粪便可单独或与其它饲料一起青贮。这种方法经济可靠，产品无毒无味，适口性强。
需氧发酵法。在氧化池中利用好氧微生物对畜禽粪尿进行发酵，产生单细胞蛋白，可制成适合单胃动物的饲料，氧化池混合液可作为动物饮用水。
2.2.3燃料化技术
以畜禽粪便、秸秆等农业废物为原料，经厌氧发酵可以产生以CH4为重要成分的沼气，可作为燃料；沼液可以直接肥田，沼渣可以用来养鱼，形成养殖与种植和渔业紧密结合的物质循环的生态模式。
沼气工艺有户用小型沼气池和大中型沼气池两类，前者为常温发酵，发酵时间较长，投资较低，管理方便，适合以农户为单位；后者处理量大，效率高，多选用中温发酵，发酵时间短，工艺要求严格，投资大。沼气工艺在亚洲国家应用较多，我国从70年代开始进行沼气利用及工艺的研究并进行推广，技术水平较先进。
3结语
“八五”以来，我国政府对资源综合利用工作非常重视，国家和地方政府颁布了一系列资源综合利用和环境保护方面的法规、政策和重要文件，对资源综合利用企业在技术、资金上加以扶持，并给予减免税收等优惠政策。1999年4月，国家环保、农业、财政、铁道、交通、民航五个部门联合发布了《秸秆禁烧和综合利用管理办法》，而且国家在“十五”规划中将加速对秸秆综合利用技术的开发和推广，农业部为此专门划拨了专项补助资金。因此，目前整个外部环境对农业废弃物的资源化利用技术的研究和推广非常有利。本着“珍惜资源，有用勿弃”的原则，今后应开展更深入的控制和研究，从环保的角度出发，开发出更经济、简便的工艺技术，并且考虑有机地组合几种方法，形成一种多层次多途径的综合利用方式，以实现“零排放”利用，使经济效益、环境效益和社会效益最大限度地统一，促进农业经济持续稳定协调地发展。
参考文献：略（来源：互联网）

本文来自环卫科技网（http://www.cn-hw.net/） 原文链接：http://www.cn-hw.net/html/32/201005/15475.html