1、广 东 化 工 2 0 2 3 年 第 4 期 9 6 w w w.g d c h e m.c o m 第 5 0 卷 总第 4 8 6 期秸秆 无 害 化 处 理 技 术 及 应 用 研 究 进 展王帅1，邱 殿锐1，王 田 雄1*，朱 旭冉1，李 峰1，韩 建 国1，李 亚 平1，王 海军2(1 承 德市 农 林 科 学院，河 北 承德 0 6 7 0 6 0；2 承德县农业农村局，河北 承德 0 6 7 4 0 9)摘 要 作物 秸秆是 指 一 类 含 纤 维 素、半纤 维素、木质 素、灰分 等物质 的复杂 天然复 合物。我国 秸秆 资 源十分 丰富，随着 我 国经 济、社会 的 发展
2、和转型，农 业 生产 和 生 活方 式 发 生 巨大 变 化。秸 秆 作为我 国一项 重要的 农业 资 源，其能 源 化、原料 化、肥料 化、饲料 化 发展趋 势 逐渐 形成。本 文 简 述 了 秸 秆 无 害 化 处理 技 术，重点对 秸秆综 合利用 进 行综 述，以 期为 进 一步 秸 秆资源 化利 用 提供参 考。关 键 词 秸秆；无害 化；处 理 技 术；综合 利 用 中 图 分类号 S 3 9 文献 标 识码 A 文章 编号 100 7-1 8 6 5(2 0 2 3)04-0 0 9 6-0 3R e s e a r c h P r o g r e s s o f S t r a
3、w H ar m l e s s T r e at m e n t T e c h n o l o g y a n d A p p l i c at i onW a n g S h u a i1,Q i u D i a n r u i1,W a n g T i a n xi ong1*,Z hu X u r a n1,L i F e n g1,H a n J i a n g u o1,L i Y a p i n g1,W a n g H a i j u n2(1.C he n g d e A c a d e m y o f A gr i c u l t u r a l a n d F o r
4、e s t r y S c i e nc e s,C h e n g d e 0 6 7 0 6 0；2.C he n g d e C ou n t y A g r i c ul t u r e a n d R ur a l A f f a i r s B u r e a u,C h e ng de 0 6 7 4 0 9,C h i n a)A b s t r a c t:C r op s t r a w i s a c o m pl e x n a t u r a l c om p o u n d c o n t a i ni ng c e l l u l o s e,he m i c e
5、 l l u l os e,l i gni n,a s h a n d o t he r s u bs t a nc e s.M y c ou nt r y i s ve r y r i c h i n s t r a wr e s o u r c e s.W i t h t he d e v e l op m e n t a n d t r a n s f o r m a t i o n o f m y c o u n t r y s e c ono m y a n d s o c i e t y,g r e a t c ha nge s h a ve t a ke n pl a c e i
6、 n a gr i c u l t u r a l p r od uc t i o n a nd l i f e s t yl e.A sa n i m p or t a nt a gr i c ul t u r a l r e s o u r c e i n m y c o u n t r y,s t r a w ha s gr a d u a l l y f o r m e d t he de ve l o pm e nt t r e n d of e ne r g y,r a w m a t e r i a l,f e r t i l i z e r a nd f e e d.T h i
7、 s p a pe r br i e f l yd e s c r i be s t he ha r m l e s s t r e a t m e n t t e c hn o l o gy of s t r a w,a n d f o c u s e s on t he c o m pr e h e ns i ve ut i l i z a t i on o f s t r a w,i n or de r t o p r o vi d e a r e f e r e n c e f or f u r t he r ut i l i z a t i o n o fs t r a w r e
8、s ou r c e s.K e yw o r d s:s t r a w；ha r m l e s s；t r e a t m e n t t e c h n ol o g y；u t i l i z a t i o n1 引言秸秆 是 成熟 农作 物收 获 籽 粒后 的部 分，其含 有机 质、氮、磷、钾、钙 等多 种微 量 元 素，是一 种 农 业可 再 生 农 副产 品。我国秸秆 资源 总 量 达到 1.0 4 1 09亿 t，近十 年 来 秸 秆产 量稳 定 在 8亿吨/年，列 世界 之 首。到 2 0 2 0 年我 国 秸 秆综 合 利 用 率 达 90%，其 中 肥料 化 5 1.
9、2%，饲 料 化 2 0.2%，燃 料 化 1 3.8%，基 料化2.4 3%，原 料化 2.4 7%1。近 年来，大面 积 作 物 秸秆焚 烧，不仅 利用 率较低，同时还 引 发 部分 地 区 雾 霾天 气，造成秸秆资源的 浪费 和环境污 染。根据 秸 秆 焚 烧排 放 因 子 计算 出总量相当于4 5 6 0 万 t 标 煤释放 碳量 2。因此，进 一 步实 现 秸秆全量 利用，坚 持农 用为主，秸 秆综 合 利 用 向能 源 化、原 料 化、肥料化、饲料 化趋 势发展，对促 进绿 色 农 业、高 质量 农 业、低碳农业 发展，提 高秸 秆生态效 益 和 经 济效 益，应对 气 候 变 化
10、具 有十分重要的意 义。2 秸秆 无害 化处理技术秸 秆无害化 处 理 技 术按 分 类，可 以分 为 物 理、化学、生物降 解三 类方法。秸 秆的物降 解 技 术 主要 包 括 机 械短 切、研磨粉碎、高压蒸煮、蒸 汽爆破 3、微波 热解、超 声 波等 方 法。短 切 研磨粉碎等方 式通 常不改变 秸 秆 纤 维网 状 结 构 的特 性，因此 该方法常作为秸 秆原 料预处理 方 法，辅 助其 他 方 法 降解。蒸 汽爆破法又称膨化 法，蒸汽爆 破后的秸 秆 纤 维素 结 构 被 破坏，半 纤维素适当降解 为寡 糖和单糖，增 加 秸秆 中 可 溶 性 糖含 量 4。张峰瑞，等 5将 蒸汽 爆破
11、与菌 剂 共 用，发 现 蒸 汽爆 破 处 理 可降 低细胞壁结构抗 性，使微生 物更易降 解 合 成其 他 营 养 物质，为 微生物的生长繁 殖提 供氮源，同时 为 微生 物 提 供 更多 的 附 着 位点，利于 降解。秸 秆压 块技术可 有 效 增 加秸 秆 物 料 密度，将 秸秆 体积压缩至原来 体 积 的 0.0 5 0.1 倍，方 便 贮 藏 与 运 输，同 时 秸 秆 压 缩 材 料的 出现 为建筑行 业 用 料 提供 新 思 路 6。微波 热 解技术被认为是可 替 代 传 统 热 解 的 技 术 8。通 过 微 波 热 解 将 物 料 热 解 为 固、液、气三 相产物，通过控制微
12、波热解功率等条件，可在一定程度 上控制三相产物比例 9，但热解成分较复杂，转化、使用效率 低。R e n 等 10研究 表明，采用 微波辅 助催化热解技 术，可使秸 秆等生物质高效转化为清洁能源成为可能。化 学 处 理 技 术 是 化 学 试 剂 参 与 降 解 的 技 术。主 要 有 酸、碱降 解等 降 解方 法。其 中酸、碱 降 解 法 技 术 较 为 成 熟，寇 芳，等 11研 究 发 现，2.0%硫 酸，料 液 比 1 2 3.9 1，1 1 4.5 6 下 降 解 1.9 5 h，硫 酸降解秸秆提取还原糖的得率为 3 7.6 3%。降 解也中阿拉伯糖 含量为 2.5 6%半乳糖含 量
13、为 0.7 9%葡萄糖含量为 2 0.23%，木 糖 含 量 为 1 4.1 3%。贾 飞，等 12 通 过 加 入 无 机盐 和 H 2 O 2 提高 了玉米秸秆半纤维素降解程度和降解速率，促进了半纤维素的 单 糖 转 化 效 率，但对 纤 维 素 的 降 解 影 响 不 大。何 炼，等 13采 用偏硅酸钠作为碱化处理试剂，替代常规氢氧化钠，将秸秆浸 提液 p H 从强碱环境下降至弱碱性，使反应更温和。有机试剂 溶解法常用的试剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、丙三醇等，此 外还有有机酸如草酸、乙酸、水杨酸等。生 物 酶 解 法 分 为 生 物 法 和 生 物 酶 法。目 前 昆 虫、软 体 动物
14、、原生动物、细菌、放线菌、真菌等都可产生纤维素酶，是可 降解纤维素的生物。生物酶法是指通过生物酶如纤维素酶等破 坏秸秆的纤维网状结构。然而纤维素酶工业化应用存在两大难 题，一是生物质细胞壁的抗降解屏障制约木质纤维素的转化效 率；二 是 现 有 的 纤维 素 酶 糖 转 化 效 率 低 1 4。解 决 纤 维 素 酶系 问题常见的方法是采用菌株筛选，定向得到可降解纤维素、半 纤维素或木质素的菌系，但纤维素酶的产酶条件和酶作用条件 不在一个范围，因此发酵和产酶不能最大化进行一直是木质纤 维 素 资 源 化 利 用 的一 个 难 题。文 晓 霞 等 1 5 采 用 最 优 产 酶 发酵 条件为水稻秸
15、秆添加量 3 0 g/L，发酵 温 3 0，初始 p H 6.5，发 酵时间 4 8 h；最优酶解条件为酶解 p H 4.8，酶解温度 5 0，酶 解时间 2 4 h，通过在酶解阶段时补加少量 的粗酶液(体积分5%)，可 以提 升 最终 的比 产 糖 量，约提 升 2 0%。证 明了原 位酶 解 糖 化 秸 秆 纤 维 素 是 实 现 水 稻 秸 秆 高 效 降 解 利 用 的 可 行 方式。收 稿 日 期 2 0 2 2-0 8-17 基 金 项 目 承德 国家可 持续 发 展 议 程 创新 示 范区 建 设科技 专项 项 目(202 0 0 8 F 0 1 6)；河 北省重 点研发 计划
16、项 目(203 2 7 3 1 0 D)作 者 简 介 王帅(199 3-)，女，河 北 承德 人，硕士，助理 研究 员，主 要 研 究方 向为农 业 废弃 物 资源 化利 用。*为 通讯 作者：王 田 雄(1 9 7 1-)，男，河北 承德人，本科，研究 员，主 要研 究 方 向为 农 业废 弃 物资 源 化利 用。2 0 2 3 年 第 4 期 广 东 化 工第 5 0 卷 总第 4 8 6 期 w w w.g d c h e m.c o m 9 7 表 1 几种 常见秸秆 无害化 处 理技 术T a b.1 C o m m o n s t r a w h a r m l e s s t
17、r e a t m e n t t e c h n o l o g i e s技术 原 理 特 点 参 考 文献物理法机 械 粉 碎 脱水 物料 机 械 粉碎(研磨、切 碎)成 颗 粒 状。对 秸 秆结 构 稳 定 性 影响 较小，技 术 要求 低，便 于 操 作。蒸 汽 爆 破(膨 化 法)掺入 适 量 水 的 秸秆 粉碎 物 在 膨化 机 中 受到 高 速 回 转 的螺 杆 作用，秸 秆 在机 腔内 受到 挤 压、摩 擦、剪 切 迅速 产 热 升 温，使 秸秆 中 水 分 在极 短时 间 内 形 成 热 水 蒸汽，产 生高 压 状 态，当 物 料被螺 杆 推 送 到椎 体压 力 室 时，被
18、 压 缩物 料 被 喷出 过 程 中压 力 瞬 间释放，秸 秆 细 胞 壁 膨 胀破 裂，从而 形成 体积 疏 松 膨软 的 秸 秆膨 化 物。膨 化 后 秸 秆 疏 松多 孔，秸秆理 化 性 质 和 营 养成 分 改 变，秸 秆 采 食 率 和 消化 率 提 高。3，4压 块 技 术高 温 使木 质 素 软化、液 化，外力 作 用下，使 粗 纤维 紧密 粘结，冷 却 固 化 成 型。使 秸 秆密 度 增 加、体积 减 少。可扩 大 秸秆 适 用 范 围，适 口 性 改 善，采 食 量提 高，便 于 储藏、运 输。6，7微 波 热 解微波 加 热 使 被 加热 体内 部偶 极 分 子高 频 往
19、 复运动，产 生 摩 擦热，使 被加 热 体 温度 升 高。物 料 内 外 同 时 加热，升 温，加热 速 度 快且均 匀，耗 能 约 为 传统 加 热 的 十 分 之 一。1 6超 声 波超声 波 在 媒 介 中传 播，产生 机械 作 用、空 化 作 用和热作 用，可 有 效破 坏多 糖化 学键，使 组 织 疏 松 和表面疏 水 性 改 变，释 放活 性成 分，从 而 降 解 纤 维 素。高 效、安 全、环 保。1 7超/亚 临 界超临 界 状 态 下，流 体与 秸 秆 接触，秸 秆中 纤 维 素、半 纤 维素 和 木 质素等 发 生 裂解 液 化 反 应，生 成小 分 子 化 合 物。通
20、常 与 有 机 试 剂 联 用。设 备 要求 高、环 保。1 8化学法无 机 酸 法酸 水 解 秸 秆，破坏 半 纤 维 素 和 木 质素 网 状 结构，降 解纤 维 素 等产生木 糖、葡 萄 糖、丙酮 醛 等，还 产生 糠醛 类、有机 酸 类 等副 产 物。酸消 耗 量 大，对设 备 耐腐 蚀 性 要 求 高，产 生 废 液。1 9碱 化 处 理碱性 试 剂 中 O H-与木 质素 和 半 纤维 素 间 氢键结合，同 时 将 半纤 维素 与 木 质 素 间酯 键 皂 化。碱 消 耗量 大，产 生 废液 或 废 气。2 0有机 溶剂 法有机 溶 剂 处理 木质 纤 维 素，脱除 木质 素 和
21、半纤 维 素，分 离出活 性 纤 维素，高 温有 机 溶 剂可 溶解 木 质 素，使 纤 维 素 润胀。有 机 试剂 具 有 腐 蚀 性或 毒 性，容 易造成 污 染 及 安 全 问 题，可 回 收 处 理。2 1生物降解微 生 物 法分解 纤 维 素的 微 生 物 如 哈茨 木霉(Tr i c h o de r m a ha r z i a num)、球孢白 僵 菌(C o l l e t o t r i c h u m gl o e o s p or i o i de s)和木 霉 属(T r i c ho d e r m a s p.)等 通 过分 泌 纤 维素 酶和 半纤 维素 酶 来
22、 水解 木 质 纤维 素。绿色、环 保、成本 低。2 2生 物 酶 法纤维 素 酶 是 内 切 葡 聚 糖 酶、外切 葡聚 糖 酶、-葡 糖 苷 酶 等组 成 的 复合酶。外 切 葡 聚 糖 酶 水 解纤 维素 非还 原 性 末 端 的 1,4-D 糖苷 键，生 产 纤 维 二糖 分子；内 切 葡 聚 糖 酶作 用 在 纤维 素 内 部非 结 晶 区，随机 水解-1,4 糖 苷 键；-葡糖 苷 酶 降 解 小分 子 糖 为 葡 萄 糖。绿 色、环 保。1 43 秸秆 无害 化利用秸 秆作为农 业 生 产 的重 要 副 产 品，具 有 巨大 的潜在利用价值。随 着秸秆 综合利用 技 术 的不 断
23、 实 践，我 国对 农作物秸秆利用 程度 取得了良 好 的 经 济、社 会 以 及 环境 效 益。目前，秸秆综合 利用 方向以能 源 化、原料 化、肥 料化 和 饲 料化为主。3.1 能 源化利 用农 作 物 秸 秆 作 为 世 界 第 四 大 能 源，利 用 其 生 产 固 态、气态、液 态燃料 已成为当 今 一 大热 点 课 题。秸 秆作 为可发酵糖源经 厌 氧 消 化，可 转 化 为 富 含 甲 烷 的 沼 气，经 过 净 化 提 纯，将C H 4 浓 度 提 升 至 9 6%以 上，可 升 级 为 生 物 甲 烷 入 天 然 气管 道或 作车 燃料，扩大可 利 用 范围，替 代 部 分
24、化 石 燃料，从而减少与 化石 燃料相关 的 温 室 气体 的 净 排 放量。增 加燃料供给来源，降 低 化 石 能 源 竞 争 性 增 长。L i u 等 23 通 过 固 态 培 养P.c h r y s o s p o r i u m 对 玉 米 秸 秆 及 青 贮 玉 米 秸 秆 进 行 微 生 物 预 处理，发 现青贮 玉米秸秆 通 过 微生 物 预 处 理可 提 高沼气产 量。刘华 敏等 2 4采用亚/超临 界 技 术处 理 玉 米 秸秆，当 反应温 度超过1 8 0 玉米秸 秆中纤 维素、半 纤 维 素 和木 质 素开始液化，主要产 物 是 挥 发 物、轻 油、重 油 和 气 体
25、。王 亮 25以 常 压 甘 油 自 催化 预处 理麦草作 为 基 质，进 行 了 纤 维素 乙 醇 浓醪发酵的探索。在 对发 酵培养基 和 发 酵 条件 等 优 化 选择 基 础 上，通过采用同步糖 化发 酵、半同步糖化发 酵 和 分 批补 料 式 半 同步 糖化发酵等一系 列强 化策略，逐步实 现 了 该基 质 的 浓 醪发 酵。木质纤维素生物 质 等可 再 生 资源 的 综 合利 用 得 到 越 来 越 多 的 关 注.为 了 更好地 利用 木质纤维 素 生 物 质，采 用 物 理，化 学或 生物方法降低其结 构顽 抗性是必 不 可 少 的步 骤。在 前 期研 究 中，本文作者所在实 验
26、室发现了一种乙胺盐酸盐为氢键受体，乳酸为氢键供体的新 型低共熔溶剂(E a C l L A C)，其对玉米芯有很好的去除半纤维 素的作用，无需外源添加葡萄糖和脱毒处理，可直接用于发酵 合成生物丁醇 26。3.2 原料化应用秸 秆 原 料 化 作 为 开 发 和 利 用 农 业 废 弃 物 再 生 能 降 解 的 复合 材料，已成为当前研究一大热点，是农业废弃物重利用与减少 污染源的有效途径之一。秸秆密度低、可再生性和生物可降解 性强、价格便宜等诸多有点，促使其成为环保材料研究领域的 新 型 来 源。李 晓 燕，等 2 7 以 热 处 理 秸 秆 为增 强 纤 维，以 高密 度 聚 乙 烯(P
27、E-H D)为 基 体，制 备 P E-H D/热 处 理 秸 秆 复 合 材料。结果 表明，与 P E-H D/未热处理 秸 秆复合 材料相 比，经热处 理复 合材料吸 水性能大 幅度降低，秸秆和基体 P E-H D 形成了 均匀复合，秸秆在长度方向形成了定向排列，有利于提高复合 材料的力学性能。王波等 28 用硅烷偶 联剂-甲基丙烯酰氧基丙 基 三 甲 氧 基 硅 烷(K H 5 7 0)改 性 生 物 质 废 弃 物 玉 米 秸 秆 粉(C P)，制 备 i P B/C P 复合 材料 改善 其与聚合物 的相 容性。潘庆功 等 2 9将 天 然 秸 秆 粉碎 后 利 用 热 力、机 械
28、以 及 催化 剂 的 作 用通 过闪爆技术使其变为絮状纤维，促使纤维素细胞撕裂，从而改 变了秸秆中粗纤维的整体结构和分子链的构造，纤维素分子断 裂，木质素熔化，有利于微生物降解并提高了与其它物料的相 溶性能。将干燥处理后的絮状秸秆纤维加入适量的改性剂、助 剂进行搅拌、混合、耦合处理，采用复合合成技术工艺生产生 物质降解树脂，该树脂含降解物为 1 0 0%，可制作多种降解塑 料产品。广 东 化 工 2 0 2 3 年 第 4 期 9 8 w w w.g d c h e m.c o m 第 5 0 卷 总第 4 8 6 期3.3 肥 料化应 用秸 秆是农田 土 壤 有 机质 的 重 要 来源。秸
29、秆肥 料化是秸秆经机 械 加 工 或 生 物 利 用 后 作 为 有 机 肥 施 入 农 田 的 秸 秆 再 利 用 技术，能够提 高秸秆利 用 率，改善 土 壤 养 分平 衡，有助于实现国家 化肥 零增长的 目 的 30。秸 秆肥料化 以 秸 秆 还田 为 主 要 利用 措 施。秸 秆还田主要包括 秸秆 直接还田、秸秆 过 腹还 田 和 秸 秆腐 解 还田等。有研究表明，秸 秆还田 可以调解 土 壤 物理 环 境、促 进 环境 微生物的代谢活 动，有 利于土 壤养 分 的转 化，提 高 土 壤有 机 质的数量和 质量，增 加 土壤 总 空 隙 度，增 加 土 壤 C O 2 释 放 速 率
30、31。不 同 秸秆 还田 方式 对土壤有 机 碳 及 活性 炭 组 分 的影 响 存 在差异，从提高土壤 固 碳角 度，推 荐 秸 秆 过 腹 还 田 模 式 32。赵 伟 等 33 通 过 大田试 验 对 不 同 秸 秆 还 田 方 式 下 黑 土 农 田 生 态 系 统 土 壤 氮 素 和 物理 性状 进行研究。研究发 现 不 同 秸秆 还 田 处 理均 可以增加土壤铵 态氮 和微生物 量 氮 含 量，同 时 经过 腹 还 田 处理 可以增加土壤全 氮含 量，降低 土壤 硝 态氮 含 量，提 高 土壤 可 溶性有机氮 含量；秸 秆 直 接 还 田 处 理 和 腐 解 还 田 处 理 土 壤
31、 全 氮 含 量 低 于 常 规 栽培 方式(对照)和无秸秆处 理，并 且均 能 增 加 土壤硝态氮含量，降 低 土 壤 可 溶性 有 机 氮 含 量。高 洪 军 等 3 4，证 实 了 在 不 同秸秆 还 田 方 式 处 理 中，玉 米 秸 秆 旋 耕 还 田 处 理 土 壤 养 分 含 量 最高，土 壤细菌 群落结构 主 要 受速 效 钾、总 氮 和有 机质含量的影响。S t r e p t o m yc e t a c e a e 和 B ur k h o l d e r i a c e a e 相 对 丰度 在秸秆旋耕 还 田 中 要 显 著 高 于 秸 秆 深 翻 还 田 和 覆 盖
32、 还 田，且 与 土 壤 有机 质 和 全 氮 含量 呈 显 著 正 相 关 性。公 华 锐 等 35 研 究 表 明 秸 秆还 田配 施微生物 有 机 肥(T E)效 果最 为 显 著。为秸秆合理高 效利用、改 善农业 土壤碳库 质 量 提供 参 考。秸 秆 还田 不仅能改善土壤 中 有 机 质 含量 增 肥 力 田，还 能 修 复 农 田 重 金 属 污 染 36。有研 究表 明，不同秸 秆 还 田 对作 物 影 响差 异 性 较 大 3 7-38。除此之，玉 米秸 秆还田通 过 影 响 地表 土 壤 的 微环 境，进而 影响了大型土壤 动物 群落的组 成、分 布 特征 和 功 能 群，玉
33、米 秸秆还田有益于农 田大 型土壤动 物 功 能 群的 发 展 39。3.4 饲 料化应 用作 物秸秆中 含 有 大 量的 纤 维 素，经过 青 贮、氨化处理以及菌 株处 理等技术 处 理，可 用作 饲 料。秸 秆 饲料 化技术难点在秸秆 适口 性差、消化利 用率 低。许 多 学 者作 出 了 积极探索。目前，研 究多 以菌种发 酵 为 主，菌种 处 理 以 白腐 真 菌为典型菌 种，其分 泌 H 2 O 2 酶、还原酶、甲 基 化 酶、蛋白 酶 等 酶系，能够降解木 质 素 40。刘 晶 晶等 41 证 明 了 高 温 分 解 发 酵 可 丰富 秸 秆 中 微生 物多 样性，不含致 病 菌，
34、提高 了 秸 秆 消化 率、改善适口性和营 养 价值。陶莲等 4 2改 良 处 理技 术，将 酶 制 剂(纤维 素酶、木聚 糖 酶、-葡 聚 糖 酶 等)与 菌 制 剂(植 物 乳 杆 菌、布 氏 乳 杆 菌)混 合使 用，有效打 破玉 米 秸 秆 青贮 饲 料 的 木质 素-纤维素-半纤维 素复 合体网状 结 构，改 善秸 秆 青 贮 饲料 的 发酵品质，提高营养 物质 的保存量 及 反 刍 动物 瘤 胃 对 秸秆 营 养 物质的降解率，从而 提 高 秸 秆 的可 利 用 率。余 枭 等 43为 提 升 秸 秆 饲料 的 品 质，采 用酿 酒酵母全 细 胞 纤 维素 酶 与 乳 酸菌 混 合
35、 处理秸秆，可提高纤 维素 酶酶解效 率，有 效减 低 秸 秆 中纤 维 素、半纤维素含量，酶 解产 物可加速 乳 酸 菌 发酵 进 程，全 细 胞 酶 可增 加秸秆单细胞蛋 白含 量，实 现玉米秸 秆 发 酵效 果、营 养 价 值和 利用效率的同步 提升。4 展望“秸秆综合 利 用”自 2 0 1 7 年 中 央 一 号文 件提出“鼓励各地 加大 农作物秸 秆 综 合 利用”以 来，连 续 6 年进入大众视野。基 本形 成了秸秆 能 源 化、原料 化、肥 料 化、饲 料化的新发展格局。然而，作物 秸 秆在 资 源 化利 用 道 路 上仍 任 重道远，由于技术 和成 本等问题 制 约 了 秸秆
36、 在 实 际 生产 中 的 应用。基于节能减排 和可 持续发展 的 国 家 方针 政 策 背 景下，作 物秸 秆无害化处理以 势在 必行。因此，要 提 高 作物 秸 秆 利 用程 度，针对性的深入钻 研，因地制宜 的 开 展 秸秆 无 害 化 处理 工 作，挖掘市场潜力，扩 大秸 秆再应用 可 接 受 程度。参考 文献 1 2 0 2 1 年中 国 秸 秆 行 业 发 展 报 告 EB/O L h t t p:/n yn c j.he f e i.gov.c n/z w x x/z t z l/j g z h l y z t/1 48 3 59 4 3.h t m l 2 石祖 梁，贾 涛，王
37、亚 静，等 我国 农 作 物秸 秆 综 合利 用现 状及 焚烧 碳 排放 估 算 J 中 国 农 业 资 源与 区划，2 01 7，03 8(00 9)：3 2-37 3 贾晶 霞，梁 宝 忠，王艳 红，等 不 同 汽 爆 预 处 理对 干 玉 米 秸 秆青 贮效 果的 影 响 J 农 业 工 程 学 报，201 3，29(0 20)：1 92-1 9 8 4 张祖 立，刘 晓 峰，李 永 强，等 农作 物秸 秆 膨 化 技 术 及 膨 化 机理 分析 J 沈阳 农 业 大 学 学 报，2001，32(2)：128-1 30 5 张峰 瑞，李 佳 宜，王缘 梅，等 不 同 化 学 处 理 对棉
38、 花 秸 秆 营 养成 分及 消化 率 的 影 响 J 饲 料 研 究，202 2，45(4)：99-1 02 6 闫翠 珍 秸 秆 块压 缩性 能 及 流变 特 性 研 究 D 南 京农 业 大 学，201 5 7 王 继 世 农 村 秸 秆 压 块 技 术 现 状 及 发 展 趋 势 探 析 J 农 民 致 富 之 友，201 7(22)：71 8 L i u，C ho n g，Z ha o，e t a l C ha r a c t e r i z a t i on o f A q ue ous P r o duc t s O b t a i n e df r o m H y d r ot
39、 h e r m a l L i que f a c t i o n of R i c e S t r a w：F oc us on P r od u c t C om pa r i s onv i a M i c r ow a v e-A s s i s t e d a nd C o n v e nt i o na l H e a t i ng J Ene r g y&F ue l s，201 8，32：510-5 16 9 罗朝 阳 花 生 秸 秆 微波 裂 解 产 物 特性 研 究 J 皮 革 与 化 工，2021，38(1)：26-3 0 10 R e n X，G h a z a ni
40、 M S，Zhu H，e t a l C ha l l e n ge s a nd opp o r t uni t i e s i nm i c r ow a ve-a s s i s t e d c a t a l y t i c py r ol ys i s of b i om a s s：A r e vi e w J A p pl i e dEne r gy，2022，315：11 89 7 0 11 寇 芳，李 鸿 飞，李 文 杰，等 响 应 面 法 优 化 硫酸 降 解 玉 米 秸 秆 的工 艺研 究 J 中 国 食 品 添 加 剂，201 7(7)：1 24-1 3 0 12 贾
41、飞，许 海 艳，关 转 飞，等 无 机 金 属 盐 和 过氧 化 物 对 酸 处 理 玉米 秸秆 纤 维 素 和 半 纤 维 素 降 解的 影响 J 食 品 工业 科 技，2011，32(10)：349-3 57 13 何 炼，宫 亚 斌，石 东伟 偏 硅 酸钠 用 于 秸 秆 处 理 的 试验 研 究 J 陕 西农 业 科 学，202 1，67(1 1)：7 7-8 1 14 张 森 翔，尹 小 燕，龚 志伟，等 纤 维 素 酶 降 解秸 秆 特 性 及 其 基 因工 程研 究 进 展 J 生 物 技 术 通 报，2015，3 1(0 0 5)：20-2 6 15 文 晓 霞，白 光 剑，李
42、 韬，等 液 态 发 酵 原 位 酶解 糖 化 水 稻 秸 秆 工艺 优化 J 食 品与 发酵 工 业，202 1，47(4)：166-17 2；181 16 赵 西 成，李 兆，王 力，等 微 波 热解 技 术 研 究 进 展 J 应 用 化工，201 4，43(0 2)：343-34 5；352 17 毕 良 武，赵 振 东，V I N A TO R U M i r c e a，等 超声 波 技 术 在 生物 质资 源加 工 领 域 的 应 用 研 究 进 展 J 林 产 化 学 与 工 业，20 07，(S 1)：138-1 4 2 18 郑 朝 阳，解新 安，陶红 秀，等 亚/超临 界
43、 乙 醇液 化 秸 秆 纤 维素 解聚 反应 研 究 与 机 理 初 探 J 燃 料 化 学 学 报，2012，40(5)：526-53 2 19 G u Y，G u o J，N a w a z A，e t a l C om pr e he ns i ve i n ve s t i g a t i o n o f m ul t i pl e sf a c t o r s i n s ul f ur i c a c i d pr e t r e a t m e nt on t h e e nz y m a t i c hy d r ol y s i s of w a s t e s t r a
44、wc e l l u l o s e J B i or e s o u r c e T e c hno l og y，202 1，340(3)：1 2574 0 20 郑 明 霞，李 来 庆，郑 明月，等 碱 处 理 对 玉 米秸 秆 纤 维 素 结 构 的影 响 J 环 境 科 学 与 技术，20 12，35(0 6)：2 7-31 21 朱 世 步，姜曼，王 伟，等 水/有 机 溶 剂 混合 体 系 去 除 秸 秆 木素 的研 究 J 材 料 导 报，2010，24(1 8)：50-5 3 22 赵 肖 玲，郑 泽 慧，蔡 亚凡，等 哈 茨 木 霉 和 黑曲 霉 粗 酶 液 预 处 理改
45、善秸 秆 产 甲 烷 性 能 J 农 业 工 程学 报，2 018，34(0 3)：219-2 26 23 L i u S，W u S，P a ng C，e t a l M i c r ob i a l P r e t r e a t m e n t of C o r n S t o ve r s byS ol i d-S t a t e C u l t i va t i o n of P ha ne r o c h a e t e c hr ys o s p or i u m f o r B i o ga sP r oduc t i o n J A ppl i e d B i oc h e
46、m i s t r y a n d B i o t e c hnol og y，2014，172(3)：136 5-13 7 6 24 刘 华 敏，解新 安，丁年 平，等 亚/超临 界 乙 醇液 化 玉 米 秸 秆反 应路 径与 机 理 J 农 业 工 程 学 报，201 0，(6)：277-28 2 25 王 亮 秸 秆 类 生 物 质 的甘 油 有 机 溶 剂 预 处 理 及其 纤 维 素 乙 醇 的 浓醪 发酵 D 江 南 大 学，2 01 5 26 李 浩，邢 婉 茹，许 国 超，等 低 共 熔 溶 剂 和 次氯 酸 钠 组 合 预 处 理秸 秆及 在 丁 醇 发 酵 中 的 应 用
47、J 化 工进 展，2020，39(1 2)：521 1-5 218 27 李 晓 燕，陈 清 松，丁 富 传，等 P E-H D/热 处 理秸 秆 复 合 材 料的 制备 及性 能 研 究 J 中 国 塑 料，201 5，29(0 3)：33-37 28 王 波，毛 双 丹，李 向 阳，等 等规 聚 丁 烯-1/玉 米 秸 秆 复 合 材 料 的制 备与 性 能 研 究 J 塑 料 工 业，202 1，49(0 1)：9 3-97 29 潘 庆功，刘 丰 田 采用 天 然 秸 秆加 工 全 降 解 塑 料 的 研究 J 中国 化 工贸 易，201 7，9(0 17)：116-11 8 30 刘
48、 淑 军，李 冬 初，黄 晶，等 198 8-2 018 年 中 国水 稻 秸 秆 资 源时 空分 布特 征 及 还 田 替 代 化 肥 潜 力 J 农 业 工 程 学 报，2021，3 7(1 1)：151-1 61 31 李 玮，张 佳 宝，张 丛 志 秸 秆 还 田 方 式 和 氮 肥类 型 对 黄 淮 海 平 原夏 玉米 土 壤 呼 吸 的 影 响 J 中 国 生 态 农 业学 报，2012，20(7)：842-8 4 9 32 李 新 华，郭 洪 海，朱 振林，等 不 同 秸 秆 还 田模 式 对 土 壤 有 机 碳及 其活 性 组 分 的 影 响 J 农 业 工 程学 报，2 01
49、6，32(0 9)：130-1 35 33 赵 伟，陈 雅 君，王 宏 燕，等 不 同 秸 秆 还 田 方式 对 黑 土 土 壤 氮 素和 物理 性 状 的 影 响 J 玉 米 科 学，2012，2 0(6)：9 8-1 0 2(下转第 1 4 9 页)2 0 2 3 年 第 4 期 广 东 化 工第 5 0 卷 总第 4 8 6 期 w w w.g d c h e m.c o m 14 9 或 500 9 0 0；D N 池 滤料 粒 径 为 4 6 m m 或 6 9 m m，L/D 值 范围为 500 9 0 0 或 333 6 0 0；其 水冲 强 度统 一 推 荐 值 为 4 6 L
50、/(m2 s)。因 为 污 水 中 污 染 物 浓 度 较 高，B A F 的 功 能 以 生 物 降 解 为 主，过 滤 性 能 低 于 砂 滤 池，故 其 L/D 数 值 一 般 低 于 快滤 池。本 研究采用 3 m 和 3.7 m 的 滤料 高 度，以 D N 2 为 例，使用 6 8 m m火山岩重质 滤料，其 L/D 值为 4 2 9，而采 用 规 范推荐的反冲水强度已不能 使滤料 层 达到 流 化 状态，不能 达 到 疏 通板 结滤层的目的，经 过中试试验 逐 步加 大 水 冲 强度 进 行 验证，最后 得到水冲强度取 3 0 m/h，即 8.3 L/(m2 s)最 为 合 适。
