1、nongye guti feiwu chuzhi农业固体废物处置 (agricultural solid waste disposal) 指对作物种植业、动物养殖业和农副产品(含食品)加工业中产生的固体废物的处理与利用,使整个固体废物处理与利用的重要部分。植物纤维性废弃物的处置废物还田技术 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,腐烂分解后可使十壤腐殖质增加,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直接还田、间接还田(高温堆肥)和利用生化快速腐熟技术制造优质
2、有机肥三种方法。秸秆直接还田 近年来的推广项目,采用秸秆还田机作业机械化程度高,秸秆处理时间短,腐烂时间长,是用机械对秸秆简单处理的方法。在直接还田中应注意的问题有秸秆覆盖量、配合施用氮、磷肥料和减少病虫害传播等。秸秆间接还田 是一种传统的积肥方式,利用夏秋季高温季节,采用厌氧发酵沤制而成的,其特点是时间长,受环境影响大,劳动强度高,产出量少,成本低廉。包括堆沤腐解还田、烧灰还田、过腹还田、菇渣还田和沼渣还田。堆沤腐解还田:是解决我国当前有机肥源短缺的主要途径,也是中低产田改良土壤、培肥地力的一项重要措施。主要利用快速堆肥剂产生大量纤维素酶,在较短的时间内将各种作物秸秆堆制成有机肥。烧灰还田:
3、主要有两种形式:一是作为燃料,这是国内外农户传统的做法;而是在田间直接焚烧。过腹还田:是一种效益很高的秸秆利用方式,在我国有悠久历史。秸秆经过青贮、氨化、微贮处理,饲喂牲畜,通过发展畜牧增值增收,同时达到秸秆过腹还田,菇渣还田:利用作物秸秆培育食用菌,再经菇渣还田,经济、社会、生态效益几者兼得。沼渣还田:秸秆发酵产生的沼渣、沼液是优质的有机肥料,其养分丰富,腐殖酸含量高, ,肥效缓速兼备,是生产无公害农产品、有机食品的良好选择。秸秆生化腐熟快速还田 利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥,是一种应用于上世纪 90 年代的国际先进生物技术,将秸秆制造成优质生物有机肥的先进方法,在国外已实现产业化,其
4、特点是:采用先进技术培养能分解粗纤维的优良微生物菌种,生产出加快秸秆腐熟的化学制剂,并采用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间,经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程,将农业废弃物转化成优质有机肥。它具有自动化程度高(生产设备一人即可操作) ,腐熟周期短(46 周) ,产量高(一台设备可年产肥料 2 万3 万吨),无环境污染(采用好氧发酵,无恶臭气味) ,肥效高等特点。饲料化利用技术 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,但若将之进行适当处理,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
5、物分解利用,这些微生物含有较多的蛋白质并含有较丰富的维生素,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、术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 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,是牲畜的好饲料。目前常用的青贮方法有窖贮、塔贮和袋贮三种。氧化法 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,改善原料的迅口性和营养价值。热喷法 热喷技术
6、是 80 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。秸秆能源技术 自古以来,秸秆一直是我国农民的主要生活燃料之一,其能源密度一般为 13376 15466 kJ/kg,而且在农村能源特别是农村生活用能中占有重要地位。目前,我国在秸秆能源利用技术的研究上取得了一些成果,有些技术已趋于成熟,并得到一定程度的推广。现行的主要的秸秆能源利用技术有秸秆直接燃烧供热技术、秸秆气化集中供气技术、秸秆发酵制沼技术、秸秆压块成型及炭化技术等。秸秆直接燃烧供热技术 秸秆直接燃烧作为传统的能量转换方式,成本低,
7、易推广。秸秆的主要成分是碳水化合物,如果燃烧充分,还可作为一种清洁和可再生的能源。秸秆直接燃烧供热技术以秸秆为燃料,以专用的秸秆锅炉为核心形成供热系统。整个供热系统由秸秆收集、前处理、秸秆锅炉和秸秆灰利用几部分组成。秸秆气化集中供气技术 秸秆生物质气化技术是生物能高品质利用的一种主要转换技术,它是利用气化装置将秸秆、杂草及林木加工剩余物在缺氧状态下加热反应转换成燃气的过程。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镇居民集中供气;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,
8、气化发电技术可以在较小规模下实现较高的利用率,并能提供高品位的能源形式,是一个重要的发展方向。秸秆发酵制沼技术 沼气发酵就是让麦秸、稻草等秸秆和人畜粪便等在厌氧条件下,经多种微生物的作用,降解成简单而稳定的物质和以甲烷为主要成分的沼气,这些气体在稍高于常压的状态下,通过 PVC 管道送往农户,使用起来类似于城市的管道煤气,可直接用于生产和生活。秸秆等农业废弃物经沼气发酵后,有机质消耗了约 50%,氮、磷、钾可保留 90%,病虫菌源明显下降。因此,秸秆沼气发酵不仅可改变农村能源结构,节约不可再生矿物质能源的消耗,而且还可实现秸秆最佳效益的综合利用。秸秆压块成型及炭化技术 秸秆压块成型是将秸秆粉碎
9、后,添加适量的黏结剂和水混合,施加一定的压力使其固化成型,即得到棒状或颗粒状“秸秆炭” ,它具有一定的机械强度,容重为 1.21.4g/cm3 ,热值为 1418MJ/kg,具有近似于中质烟煤的燃烧性能,而且含硫量低,灰分小。炭化技术是利用炭化炉将秸秆压块进一步加工处理成为蜂窝煤状、棒状、颗粒状等多种形状的固体成型燃料,这种燃料具有易着火、干净卫生、使用方便,燃烧效率高的特点,而且造成的环境污染较小,因此称为秸秆“生物煤” 。秸秆的工业应用 作物秸秆中,很多可用于工业原料及建筑和保温材料等。因此,在农村因地制宜,根据各类秸秆的不同性质特点,挖掘其利用潜力具有良好的前景。秸秆生产可降解的包装材料
10、 植物秸秆是一种来源丰富的可再生资源。从原料特性来看,植物秸秆具有制作内包装材料的许多优点。不少植物秸秆本身就是优良的缓冲包装材料。此外,植物秸秆还可用来生产一次性餐具、瓦楞纸芯、秸秆纤维增强复合材料、植物纤维降解膜等。秸秆用做建筑装饰材料 秸秆与化学胶合剂混合,经热压可生产轻型建材,如秸秆轻体板、轻型墙体隔板、秸秆黏土砖等。秸秆人造板是利用秸秆为原料,以改性异氰酸酯为胶黏剂,在一定的温度压力下压制而成的一种人造板,因其使用的是改性异氰酸酯胶,在固化以后,不产生任何游离甲醛,是绝对的绿色环保材料。秸秆生产工业原料 植物秸秆可用来生产酒精、制作淀粉、生产饴糖、生产羧甲基纤维素、制取木糖醇、生产糠
11、醛、制生物蛋白等。秸秆用作食用菌的培养基 由于作物秸秆中含有丰富的碳、氮、矿物质及激素等营养成分,加之资源丰富,成本低廉,很适合做多种食用菌的培养料。利用秸秆、棉籽皮、树枝叶等按一定比例粉碎混合栽培出的食用菌营养价值很高。秸秆的其他应用 秸秆还可用于造纸业、编织业和生产人造丝等。畜禽粪便资源化利用技术肥料化技术 堆肥化技术利用微生物在一定温度、湿度、pH 值的条件下,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,用作肥料和改良土壤,这种方法称为堆肥化。根据处理过程中微生物对 O2 需求的不同,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
12、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。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可杀死病原菌,改善适口性,并能提高蛋白质的消化率和代谢能。用新鲜粪便直接做饲料 主要适用于鸡粪,由于鸡的肠道短,吸收不完全,所食饲料中 70%左右
13、的营养物质未被消化吸收而排出体外,因此,可利用鸡粪代替部分精料来养牛、喂猪。但是添加鸡粪的最佳比例尚未确定,另外,鸡粪成分比较复杂,易造成畜禽间交叉感染或传染病的爆发,这也限制了其推广使用。但是可采用先接种米曲霉与白地霉,再用瓮灶蒸锅杀菌的方法去除病菌。干燥法 干燥法以鸡粪的处理用得最多,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。按干燥方式不同其可分为自然干燥法和人工干燥法。人工干燥浩又可分为高温快速干燥法和烘箱烘干法。青贮法 畜禽粪便可单独或与其他饲料一起青贮。这种方法经济可靠,产品无毒无味,适口性强,同时可杀死粪便中的病原微生物、
14、寄生虫等。分解法 利用优良品种的蝇、蚯蚓和蜗牛等低等动物分解畜禽粪便,达到既提供动物蛋白又能处理畜禽粪便的目的。这种方法比较经济,生态效益显著。热喷技术 利用热效应和喷放机械,使畜禽粪转化为鸡朊粉,生产高蛋白饲料,既能除臭又能彻底杀菌灭虫卵,达到卫生防疫和商品饲料的要求。能源化技术 畜禽粪便转化成能源在草原上采用的是直接燃烧。而目前对于集约化养殖场,大多是水冲式清除畜禽粪便的。例如,养猪业采用漏缝地板、水冲猪粪系统,粪便含水量高。对这种高浓度的有机废水,目前常采用厌氧消化法。厌氧消化法具有低成本、低能耗、占地少、负荷高等优点,是一种有效处理粪便和资源回收利用的技术。它不但提供清洁能源(沼气)
15、,解决中国广大农村燃料短缺和大量焚烧秸杆的矛盾,还能消除臭气、杀死致病菌和致病虫卵,解决了大型畜牧养殖场的畜禽粪便污染问题。另外,发酵原料或产物可以生产优质饲料,发酵液可以用作农作物生长所需的营养添加剂。前景展望技术水平落后,科学技术普及低 虽然我国是传统的农业大国,但由于科学技术落后,以及科学技术普及低下,导致大部分从事农业生产的地区仍采取粗放的农业管理,没有进行科学化生产,很多地区仅仅能自给自足,这在很大程度上浪费了土地资源、劳动力和其他生产资源。国家应加大在农业生产技术方面上的研发力度,提高科学技术在农村的普及,以及宣传好农业生产的环保意义,逐步使农业生产走向科学化、生态化发展。分布分散
16、,不便管理 由于我国地域辽阔,跨度大,导致了东西南北的地势相差较大,各个地域的结构又各不相同,这使得在农业生产类型方面就先天存在了差异性。而地势的分块性,又导致了很多地区难于实现机械化生产,也不便于集约化生产管理。加大管理力度,重新规划好农业生产区域,使得可以进行集约化生产,既可以降低生产成本,也可以降低管理的成本和压力。农业固体废弃物管理方面不完善 在广大的农村地区,由于知识普及率普遍较低,加上法律和环保意识也都偏低,导致了农村在对农业固废的处理是随意排放,任意焚烧,这样严重危害了环境。由于农村多处于乡镇级别的管理,乡镇机构的部门不完善,人员较少,使得对农业固废的管理方面存在严重不足。这需要国家在这方面的经济投入,也需要加大对农村人员素质方面培养的力度。农村经济结构落后 “仓廪实而知礼节” ,在现阶段存在很多问题的情况下,很大问题是在于农村经济基础太低,在经济层面遭受的束缚很大,妥善处理秸秆等植物性废物需要钱,妥善处理畜禽等粪便也需要资金,而由农业上所能赚取的利润相当有限,这就导致了要想农村方面进行自我良好的管理,无异于强人所难,既不现实,也不科学。如何调整农村农业方面的发展道路,如何增加农村农民的收入,如何加快农村硬件设施建设,这些都是极具挑战的问题,不仅关系到农村的出路,也同样关系到国家的发展。