農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀及其前景
2010-05-22 20:00 環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng) 作者：張承龍

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摘要：隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和農(nóng)民生活水平的提高，對原來用作燃料和肥料的農(nóng)業(yè)廢棄物的利用越來越少，因此農(nóng)業(yè)廢棄物越來越多,。本文綜述了近年來國內(nèi)外綜合利用農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物及畜禽糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物的技術(shù)及有關研究進展情況，對農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化綜合利用方式進行了探討,。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)廢棄物；資源化,；利用,；前景
1前言
人類在開發(fā)利用自然資源進行社會化大生產(chǎn)的同時，必然產(chǎn)生許多廢棄物,。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物種類繁多，數(shù)量巨大,，而且隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和農(nóng)民生產(chǎn)水平的提高,，對原來用作燃料和肥料的農(nóng)業(yè)廢棄物的利用越來越少，因此農(nóng)業(yè)廢棄物越來越多,。這些廢棄物如不經(jīng)妥善處理排入環(huán)境,，將會嚴重污染環(huán)境。如,，農(nóng)作物秸稈被簡單的燒掉即會嚴重污染大氣環(huán)境,；畜禽糞便亂堆亂排，會對地表水,、地下水,、土壤、空氣造成嚴重污染,，對資源也是嚴重浪費。因此,，如何充分有效地處理并利用這些廢棄物,，合理利用農(nóng)業(yè)資源，防治農(nóng)業(yè)污染,，改善農(nóng)村環(huán)境,，這一課題研究具有十分重要的意義。
近年來,，國內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用技術(shù)和相關的研究項目有了較大的發(fā)展,，農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用正在進入科學化的新階段。合理利用和推廣這些技術(shù)，必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟,、生態(tài)和社會效益,。
2農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)廢棄物多種多樣，但按其成份,，主要包括植物纖維性廢棄物（農(nóng)作物秸稈,、谷殼、果殼及甘蔗渣等農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物）和畜禽糞便兩大類,。
目前,，植物纖維廢棄物的資源化利用技術(shù)主要有廢物還田、加工飼料,、固化炭化,、氣化、制復合材料,、制化學品等,；畜禽糞便資源化利用技術(shù)目前主要有肥料化技術(shù)、飼料化技術(shù)和燃料化技術(shù)等,。
2.1植物纖維性廢棄物資源化利用技術(shù)
2.1.1廢物還田技術(shù)
秸稈等植物纖維性廢棄物退還土壤后,，可以大量補充和更新土壤有機質(zhì)，提供豐富的氮,、磷,、鉀、硅等元素,。同時,，農(nóng)作物秸稈中含有大量的木質(zhì)素和纖維素，腐爛分解后可使土壤腐殖質(zhì)增加,，孔隙度提高,，通氣透水，理化性狀大為改善,。秸稈等植物纖維性廢棄物還田的方法主要有整株還田,、根茬粉碎還田和傳統(tǒng)漚肥還田三種方法。
2.1.2飼料化利用
植物纖維性廢棄物往往因其營養(yǎng)價值低或可消化性低,，不能直接用作飼料,。但如果將它們適當處理，即可大大改善其營養(yǎng)價值和可消化性,。具體處理方法一般有以下幾種：
微生物處理技術(shù),。農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物中的成分一般都能被微生物分解作用，加到動物飼料中可大大提高飼料效果,。微生物處理技術(shù)就是指應用微生物工業(yè)技術(shù),，采用生物工程手段,，將秸稈,、木屑等農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物加工變?yōu)槲⑸锏鞍桩a(chǎn)品,，其應用的微生物包括細菌、酵母菌及微型藻類,，發(fā)酵主要有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種方式,。
青貯法。青貯主要是利用自然的乳酸在厭氧條件下對青綠秸稈進行發(fā)酵處理,。通過青貯處理可以使原來粗硬的秸稈變軟熟化,，增加原料的營養(yǎng)價值和可消化率。青貯的形式主要有壕貯,、窯貯和塔貯,，目前普遍采用青貯壕，此種方法取料方便,、造價低,。
氨化法。氨化法主要是用液氨或尿素,、碳氨的水溶液對切碎的秸稈等廢物進行氨化處理,，改善原料適口性和營養(yǎng)價值。
熱噴法,。熱噴技術(shù)是年代興起的一項新技術(shù),。農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)蒸汽處理后，進行增壓,、突然減壓,、熱噴處理。原料受到熱效應和噴放機械效應兩個方面的作用后,，改變了結(jié)構(gòu),，提高了消化率。
2.1.3氣化技術(shù)
氣化是指含炭物質(zhì)在有限供氧條件下產(chǎn)生可燃氣體的熱化學轉(zhuǎn)化,。農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物由C,、H、O等元素和灰分組成,，當它們被點燃時,，供應少量空氣，并且采取措施控制其反應過程,，使其變成CO、CH4,、H2等可燃氣體,，生物質(zhì)中大部分能量都被轉(zhuǎn)化到氣體中。氣化后的可燃氣體可作為鍋爐燃料與煤混燃,，也可作為管道氣為城鄉(xiāng)居民集中供氣,；將氣化后的可燃氣經(jīng)過凈化除塵與內(nèi)燃機連用,，取代汽油或柴油，實現(xiàn)能量系統(tǒng)的高效利用,；氣化后的可燃氣還可進行氣化發(fā)電，氣化發(fā)電技術(shù)可以在較小規(guī)模實現(xiàn)較高的利用率,，并能提高能源的檔次,，所以,，氣化發(fā)電是一個重要的發(fā)展方向,。如德國最早利用秸稈發(fā)電的Thuringian鎮(zhèn)電站每年可處理3000噸秸稈,，我國目前在海南建設了1.2MW示范電站，該電站是我國及亞洲最大的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng),，整體水平達到國際先進水平。
2.1.4固化,、炭化技術(shù)
固化、炭化技術(shù)是將松散的植物纖維性廢棄物原料壓制成棒（塊）狀,，放入炭化設備中炭化后制成生物質(zhì)炭,，其質(zhì)量能可達3.16~3.36kJ/kg,。如河北生產(chǎn)的DJ-A型秸稈粉碎,、成型,、炭化設備，每套年可處理900噸秸稈,，可生產(chǎn)300噸成型炭、15噸焦油,。
2.1.5制備復合材料技術(shù)
利用農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物可生產(chǎn)紙板,、人造纖維板、輕質(zhì)建材板等包裝和建筑裝飾復合材料。如以硅酸鹽水泥為基體材料,，玉米稈,、麥稈等農(nóng)業(yè)廢棄物（經(jīng)表面處理劑處理后）作為增強材料,，再加入粉煤灰等填充料后可制成植物纖維水泥復合板，產(chǎn)品成本低,，保溫、隔音性能好,；以石膏為基體材料,，農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物為增強材料,，可生產(chǎn)出植物纖維增強石膏板,，產(chǎn)品具有吸音、隔熱,、透氣等特性,，是一種較好的裝飾材料,。 （來源：互聯(lián)網(wǎng)）
另外，以秸稈,、稻殼,、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物為原料,，通過粉碎，加入適量無毒成型劑,、粘合劑、耐水劑和填充料等助劑經(jīng)攪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,；以農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物為原料還可制成可降解植物纖維素薄膜，替代不可降解性塑料薄膜,。
2.1.6制備化學品技術(shù)
以農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物為原料制取化學制品,，也是綜合利用農(nóng)業(yè)廢棄物,、提高其附加值的有效方法。如甘蔗渣,、玉米芯,、稻殼等含有1/3～1/4的多縮戊糖，經(jīng)水解可制得木糖,；甘糖醇渣、木糖醇渣,、玉米芯,、稻殼、果殼等經(jīng)過炭化,、活化后可制成性能很好的活性炭,；稻殼可作為生產(chǎn)白碳黑、炭化硅陶瓷,、氮化硅陶瓷的原料；秸稈,、稻殼經(jīng)炭化后可作為鋼鐵冶金行業(yè)金屬液面的新型保溫材料,；麥草經(jīng)常壓水解,、溶劑萃取反應后可制得糖醛，水解后的固相殘渣還可造紙。另外,，用甘蔗渣,、玉米渣皮等可以制取膳食纖維。
2.1.7其他
利用農(nóng)作物秸稈,、棉籽皮,、樹枝葉等廢棄物按一定比例粉碎混合可用來栽培食用菌，栽培效果好,，栽培出的食用菌營養(yǎng)價值高,。
農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物還可作為治理污染的材料，如美國密西西比州的一家叫ERT的公司開發(fā)了利用棉籽加工廢棄物清潔油污地面的方法,；甘蔗渣經(jīng)化學改性后可迅速吸附廢水中的酸性物質(zhì),；利用棉稈皮、棉鈴殼等含有酚式羥基化學成分的廢棄物經(jīng)過簡單的化學處理后,，可制成聚合陽離子交換樹脂，對重金屬有明顯的吸收作用,。
2.2畜禽糞便資源化利用技術(shù)
2.2.1肥料化技術(shù)
畜禽糞便的肥料化技術(shù)還分為堆肥化技術(shù)和制復合肥技術(shù),。
堆肥化技術(shù)。利用微生物在一定溫度,、濕度,、pH值條件下，使畜禽糞便和秸稈等農(nóng)業(yè)有機廢物發(fā)生生物化學降解,，形成一種類似腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì)，這種方法成為堆肥化,。根據(jù)處理過程中微生物對O2要求的不同,，堆肥化可分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化。前者是在通氣條件下借好氧微生物活動使有機物得到降解,，由于好氧堆肥化溫度在50～60℃,，極限可達80～90℃，故亦稱為高溫堆肥,；后者是利用微生物發(fā)酵造肥,，所需時間較長。
制復合肥技術(shù),。將高溫堆肥產(chǎn)品經(jīng)殺滅病原菌,、蟲卵和雜草種子等無害化處理和穩(wěn)定化處理后與經(jīng)粉碎后的N、P,、K化肥混合,，經(jīng)篩分、干燥可制成顆?；瘡秃戏?。顆粒化的復合肥因為具有能同時提供多種營養(yǎng)成分,、養(yǎng)分均衡,、施用方便,、便于運輸?shù)忍攸c而得以迅速發(fā)展。
2.2.2飼料化技術(shù)
畜禽糞便含有豐富的營養(yǎng)成分,，最適合于反芻動物,。畜禽糞便經(jīng)適當處理殺死病原菌，改善適口性,，并能提高蛋白質(zhì)的消化率和代謝能,。國外畜禽糞飼料化早已商品化，我國畜禽糞便飼料也已開展多年,，積累了一些經(jīng)驗,。畜禽糞便飼料化方法主要有以下幾種：
干燥法。干燥法以雞糞的處理用的最多,，也是常用的處理方法,。干燥法是將糞便單獨或摻入一定比例的麥糠，拌勻后干燥,、過篩除去雜質(zhì),，再粉碎供作飼料。按干燥方式不同,，可分為自然干燥法和人工干燥法,。人工干燥法又可分為快速干燥機干燥法和烘箱烘干法。
青貯法,。畜禽糞便可單獨或與其它飼料一起青貯,。這種方法經(jīng)濟可靠，產(chǎn)品無毒無味,，適口性強,。
需氧發(fā)酵法。在氧化池中利用好氧微生物對畜禽糞尿進行發(fā)酵,，產(chǎn)生單細胞蛋白,，可制成適合單胃動物的飼料，氧化池混合液可作為動物飲用水,。
2.2.3燃料化技術(shù)
以畜禽糞便,、秸稈等農(nóng)業(yè)廢物為原料，經(jīng)厭氧發(fā)酵可以產(chǎn)生以CH4為重要成分的沼氣,，可作為燃料,；沼液可以直接肥田，沼渣可以用來養(yǎng)魚,，形成養(yǎng)殖與種植和漁業(yè)緊密結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)的生態(tài)模式,。
沼氣工藝有戶用小型沼氣池和大中型沼氣池兩類，前者為常溫發(fā)酵,，發(fā)酵時間較長,，投資較低,，管理方便，適合以農(nóng)戶為單位,；后者處理量大,，效率高，多選用中溫發(fā)酵,，發(fā)酵時間短,，工藝要求嚴格，投資大,。沼氣工藝在亞洲國家應用較多,，我國從70年代開始進行沼氣利用及工藝的研究并進行推廣，技術(shù)水平較先進,。
3結(jié)語
“八五”以來,，我國政府對資源綜合利用工作非常重視，國家和地方政府頒布了一系列資源綜合利用和環(huán)境保護方面的法規(guī),、政策和重要文件,，對資源綜合利用企業(yè)在技術(shù)、資金上加以扶持,，并給予減免稅收等優(yōu)惠政策,。1999年4月，國家環(huán)保,、農(nóng)業(yè),、財政、鐵道,、交通,、民航五個部門聯(lián)合發(fā)布了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》,，而且國家在“十五”規(guī)劃中將加速對秸稈綜合利用技術(shù)的開發(fā)和推廣,，農(nóng)業(yè)部為此專門劃撥了專項補助資金。因此,，目前整個外部環(huán)境對農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用技術(shù)的研究和推廣非常有利,。本著“珍惜資源，有用勿棄”的原則,，今后應開展更深入的控制和研究,，從環(huán)保的角度出發(fā)，開發(fā)出更經(jīng)濟,、簡便的工藝技術(shù),，并且考慮有機地組合幾種方法，形成一種多層次多途徑的綜合利用方式,，以實現(xiàn)“零排放”利用,，使經(jīng)濟效益,、環(huán)境效益和社會效益最大限度地統(tǒng)一，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定協(xié)調(diào)地發(fā)展,。
參考文獻：略（來源：互聯(lián)網(wǎng)）

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