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1、农林固体废物资源化,目录：体废物资源化,一、农林固体废物简介 二、农林固废的成分及来源 三、农业固废的性质 四、农林固废的污染现状及危害 五、农林固废的资源化及发展趋势,一、农林固废简介,农业固体废物是指在整个农林作物收获和加工过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农林生产过程中产生的残余类废弃物、牧渔业生产过程中产生的动物残余废弃物、农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村垃圾等。 农业固体废物按其来源可以分为畜禽养殖废弃物、 农作物秸秆、农用塑料残膜、农村生活垃圾。,我国是一个农业大国，随着农业的发展，副产品的数量也不断增加。据统计，我国每年的农作物秸秆约为7x108 t，其中稻草2.3x1
2、08t，稻壳3030x104t，玉米杆202x108t，豆类和秋杂粮作物秸秆1.0x108t，花生和薯类藤蔓、甜菜叶等1.0x108t，废糖蜜402x104t，酒糟1583x104t，禽粪7300x104t。这些物质目前多作为农家燃料、畜禽饲料、田间堆肥等发挥初级用途，仅少量用于造纸、草编等深加工。,二、农林固体废物的成分及来源,（一）农业废弃物的分类 农田和果园残留物，如秸秆、残株、杂草、落叶、果实外壳、藤蔓、树枝和其他废物； 牲畜和家禽粪便以及栏圈铺垫物等； 农产品加工废弃物； 农村居民生活废弃物。,（二）几种作物秸秆的元素成分（质量分数%）,（三）农林固废的来源,三、农业固废的性质,在组
3、成元素上，主要为糖类，其中C、O、H的总含量达70%90%，其次含有丰富的N、P、K、S、Si等常量元素，以及多种微量元素，属于典型的有机物质。 在组成化合物上，这类有机废料均不同程度地含有纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、戊聚糖等营养成分，以及生物碱、植物甾醇、单宁质、胶质或蜡质、酚基和醛基化合物等生物有机体，在灰分中含有大量无机矿物。 在构造形式上，该类有机废料内存在着大量由坚固细胞壁构成的植物纤维，细胞内部和细胞之间有大量的微细孔隙。 在物理技术性质上，普遍具有表面密度小，韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强的特点，干燥前对热、电的绝缘性和对声音的吸收能力较好。 干燥后的农业废料具有较好发的可燃
4、性，并能产生一定的热量，热值一般为（1.21.6）x104kJ/kg，虽比煤的热值低，但因其含硫量极少，燃烧清洁，灰分用途广泛。,四、农林固废的污染现状及危害,（一）农业秸秆污染现状与危害 我国是农业大国，农作物秸秆的年产生量约6亿t，其中稻草1.8亿t，玉米秆2.2亿t，小麦秸1.1亿t，还有苷薯蔓、油菜秸、大豆秸、甘蔗秸、高粱秸、花生秧及壳等，它们产出的秸秆量都超过了千万吨。目前在饲料、还田、造纸、能源和化工等领域对秸秆利用的一些关键性技术难题尚未突破，如秸秆作为饲料的问题是消化率低，只有40%左右，氨化技术氨源损失达70%。,秸秆还田腐烂速度和秸秆还田机械问题尚有待解决，秸秆造纸引起的污
5、染难题也需根冶，秸秆综合利用的经济效益不高等，使每年秸秆利用数量相当有限。另外，秸秆焚烧现象在我国有些地方仍然存在，我国常年燃烧的秸秆量5107t7107t，占秸秆总产量的10%15%。由于秸秆不完全燃烧产生的二恶英、CO、CO2等有毒有害气体，严重污染了农村大气环境，给农村居民身体健康带来极大危害。,秸秆焚烧的危害 1.浪费资源：田间焚烧仅能利用所含钾的40% ，其余氮、磷、有机质和热能则全部损失。 2.污染环境 3.引发火灾 4.损伤地力 5.危害周围生态动植物,（二） 禽畜粪便污染现状与危害,从20世纪90年代以来，我国兴建了许多大中型集约化的禽畜养殖场，禽畜粪便的排放量急剧增加。有资料
6、显示，2000年全国畜禽粪便年产生量已达到约17.3亿t，是工业废弃物的2.7倍。粪便中含氮磷分别是1.60107t和3.63106t，以2003年我国畜禽粪便产生量为例，所产生的21亿t畜禽粪便便是我国固体废弃物产生量的2.4倍。畜禽粪便COD排放量已达9118万t远远超过中国工业废水和生活废水排放量之和。,限于技术与经济可行性，绝大多数禽畜粪便未做任何处理直接排出场外。而养殖场在地域分布上多在水源保护区，这样经过多年运行后，这种直接排放已造成地表水、饮用水的严重污染，同时也是大气与地下水的严重污染源。畜禽粪便堆放期间在微生物的作用下，其中有机物质被分解而产生一些诸如甲烷、硫化氢、氨气、甲硫
7、醇等恶臭气体。,四（三） 农用塑料薄膜污染现状与危害 、农业固废的现状及危害,据农业部组织的地膜残留污染调查结果表明，地膜残留污染较重的地区，其残留量在90135 kg/ hm2，高者达270 kg/hm2。我国农膜年残留量高达35万t，残膜率达42%。据对新疆维吾尔族自治区的调查发现，在被调查的16个县市中，废旧地膜平均残留量为37.8 kg/ hm2，其中最严重的地块达268.5 kg/ hm2，由于地膜污染造成的直接经济损失在1500万元以上。,.废弃塑料地膜的危害 1.对农田生态系统的危害 对土壤物理性质的影响 对作物生长的影响 对作物产量的影响 影响了根系的生长，使作物的发病率提高，
8、作物减产达1825。 2.残留农膜的化学污染 3.其他方面的污染,五、农林固废的资源化利用及发展前景,（一）秸杆的资源化利用 1.农作物秸秆的概述 （1）秸秆的组成和特点 组成：有机质含量平均为15%，平均含碳44.22%、氮0.62%、磷0.25%、钾1.44%，还有镁、钙、硫及其他重要的微量元素。 特点：蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量低，而粗纤维含量高，适口性不好，家畜采食量小，消化率低。,与纺织纤维相类似，但粗纤维含量较高，密度小于粘胶纤维，堆积密度和断裂强度较小；而自身含有大量孔隙，吸湿回潮率大于棉纤维，灰分含量较大。 2.我国秸秆资源化利用现状,2. 秸秆还田技术,宏
9、观秸秆还田可以草养田、以草压草，达到用地养地相结合，培肥地力，提高土壤的保肥、保水力。 微观秸秆还田能提高土壤有机质含量；改善土壤理化状况，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免养分流失，归还氮、磷、钾和各种微量元素；促进土壤微生物活动，加速土地养分循环。,a.秸秆直接还田 b.秸秆间接还田 （1）机械直接还田 （1）堆沤腐解还田 （2）覆盖栽培还田 （2）烧灰还田 （3）机械旋耕翻埋还田 （3）过腹还田 （4）菇渣还田 （5）沼渣还田 直接还田中应注意：秸秆覆盖量，一般每亩300400kg； 配合施用氮、磷肥，施N0.60.8kg/100kg； 减少病虫害传播。,c.秸秆生化腐熟快速还田 采用
10、先进技术培养能分离粗纤维的优良微生物菌种，生产出可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，使秸秆有机肥。 （1）催腐剂堆肥技术 （2）速腐剂堆肥技术 （3）酵素菌堆肥技术 实例：由工业废液生产高浓缩秸秆复合肥 造纸黑液工业化沤制发酵氨化处理磷化处理高温高压处理颗粒型复合肥。,3.秸秆饲料利用技术,秸秆的主要成分是粗纤维，包括纤维素、半纤维素和木质素等，一般约占秸秆干物质的2050%。 未经处理的秸秆消化率和能量利用率较低，因为秸秆中的木质素和糖类结合在一起，很难分解；蛋白质含量低和其他必要营养物质缺乏。 处理目的：为动物的
11、消化吸收创造条件；提高秸秆饲料的营养价值。 处理方法：物理；化学；生物。,a.物理处理 （1）切短、粉碎机软化 简单有效，采食量增加2030%。 （2）粉碎后压块成型 铡切（5cm/段）烘干（含水16%） 压制成型（圆柱或块状）。 优点：密度大，含水量低，便于运输、贮存和饲喂；高温挤压使消化率提高25% ；有浓郁香味和轻微甜度感，适口性提高；卫生条件好；可实现工厂化生产，全年进行加工。,设备：挤压式环模压块机、平模压块机和压缩式压块机等。 环模颗粒饲料压制机 铡草粉碎机 饲草秸秆 揉搓机,（3）秸秆挤压膨化技术 原理：将秸秆加水调质后输入专用挤压机的挤压腔，依靠秸秆与挤压腔中螺套壁及螺杆之间相
12、互挤压、摩擦作用，产生热量和压力，当秸秆被挤出喷嘴后，压力骤然下降，使秸秆体积膨大。 主要设备：螺杆式挤压膨化机。 工艺流程：秸秆清选粉碎调质挤压膨化冷却包装。 膨化后易吸收的无氮浸出物含量提高，粗纤维与酸性洗涤纤维下降；且适口性好；便于运输贮存。,家用多功能饲料膨化机,（4）热喷处理 原理：铡碎的秸秆（8cm），混入饼粕、鸡粪等，装入饲料热喷机内，在一定的热饱和蒸汽下，保持一定时间，然后突然降压，使物料从机内喷爆而出，从而改变其结构和某些化学成分，并消毒、除臭，使物料可食性和营养价值提高。 设备：饲料热喷机，实质为一种间歇式蒸汽膨化机。,b.化学处理 利用化学制剂作用于作物秸秆，破坏秸秆细胞
13、中半纤维素与木质素形成的共价键，以利于瘤胃微生物对纤维素与半纤维素的分解，从而达到提高秸秆消化率与营养价值的目的。 方法：碱化、氨化、氧化还原、复合化学处理。 （1）碱化处理 原理：在一定浓度的碱液的作用下，打破粗纤维中纤维素、半纤维素、木质素之间的醚键或酯键，并溶去大部分木质素和硅酸盐，从而提高秸秆饲料的营养价值。,方法：湿法：每吨秸秆需NaOH810kg，水35L浸泡、冲洗；干法：将2040% 浓NaOH溶液喷于粉碎或切断的秸秆上（30ml/100g），然后用酸中和。 用碱量大，须用大量水冲洗，易造成环境污。 （2）氧化剂处理 主要指利用SO2、O3及碱性过氧化氢（AHP）处理秸秆，破坏木
14、质素分子间的共价键，溶解部分半纤维素和木质素，使纤维基质,中产生较大孔隙，从而增加纤维素酶和细胞壁成分的接触面积，提高饲料消化率。 效果较好，但成本太高。 （3）氨化处理 原理：用氨水、液氨、尿素或碳铵等含氨物质，在密闭条件下处理秸秆，氨与秸秆发生碱化作用（打破木质素和纤维素的酯键和镶嵌结构，溶解半纤维素和部分木质素与硅酸盐，纤维素部分水解与膨胀）；氨化作用（氨吸附在秸秆上，增加了粗蛋白含量，延缓氨的释放速度，促进瘤胃微生物的活动）；中和作用（与有机酸中和，形成适宜瘤胃微生物活动的微碱性环境）。,要点：氨用量34% ；处理时间随温度提高而缩短，一般48周；最佳含水量1520% 。 常用秸秆氨化
15、操作方法： 小型容器法 堆垛法 氨化炉法 饲喂方法：喂前12天要将秸秆取出，摊在地上放氨；初次饲喂数量不能过多，逐渐提高饲喂量。,（4）复合化学处理 融合了碱化处理对木质素分解效果好和氨化处理增加瘤胃微生物蛋白合成量的优点，克服了碱化处理残留碱量高和氨化处理对木质素软化作用差的缺点。可使采食利用率提高1040% ；含氮量提高12倍；粗蛋白含量达到715%。 根据不同秸秆和牲畜选择不同的化学处理剂配方，如尿素+氢氧化钙的复合化学处理。将57kg生石灰和23kg尿素溶于50kg水中，喷洒在切碎的100kg秸秆上，混合均匀后密封，夏天2030天，春秋4060天，冬季60天以上，可开封饲喂，适宜的水分
16、为40% ，尿素不得低于2% 。,c.生物处理 （1）青贮技术 原理：将新鲜植物紧实地堆积在不透气的容器中，通过微生物的厌氧发酵，使原料中所含的糖分转化为有机酸 主要是乳酸菌。当乳酸在青贮原料中积累到一定浓度时，就能抑制其他微生物的活动，并制止原料中养分被微生物分解破坏，从而将原料中养分很好地保存下来。发酵过程中产生大量热能，当温度上升到50时，乳酸菌也就停止了活动，发酵结束。,优点：饲料保持青鲜多汁的特点，并具有酸香味，牲畜比较爱吃，贮存时间较长；且技术简单、方便推行。但对纤维素的消化率提高甚微。 青贮添加剂：微生物制剂、酶制剂、抑制不良发酵的添加剂、营养添加物、无机盐。 技术要点：窑的建设：容器有青贮塔、青贮窑和塑料袋；可建成地下式、半地下式和地上式。 原料的收割与切短：适时收割；水分应降至6070% 。 操作步骤：配制菌液；粉碎分层铺实湿度控制在55
