循環(huán)農(nóng)業(yè)的固廢利用

【標題】循環(huán)農(nóng)業(yè)中農(nóng)業(yè)廢棄物的再生利用【作者】高福平【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈畜禽糞便再生利用【刊名】中國農(nóng)村小康科技2008--2【ISSN】1007-7774【機構(gòu)】安徽省鳳臺縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，安徽232100【摘要】實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的再生利用，是發(fā)展循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)，保護自然環(huán)境，降低農(nóng)業(yè)污染的必然選擇，也是建設(shè)新農(nóng)村.達到生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、村容整潔目標的必由之路。全面系統(tǒng)地分析了農(nóng)業(yè)廢棄物的再生利用方式，主要是秸稈和畜禽糞便，探索了這兩種廢棄物的利用方向。農(nóng)業(yè)廢棄物(Agriculturalresidue)是指在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機類物質(zhì)。主要包括作物生產(chǎn)過程中的植物殘余類廢棄物，漁牧業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的動物廢棄物，農(nóng)業(yè)加工過程中產(chǎn)生的加工類廢棄物和農(nóng)村城鎮(zhèn)生活垃圾等。狹義的農(nóng)業(yè)廢棄物特指秸稈和畜禽糞便。近年來隨著種養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，各種農(nóng)業(yè)廢棄物的數(shù)量呈現(xiàn)出越來越多的趨勢，中國已經(jīng)成為世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家。伴隨著農(nóng)業(yè)廢棄物的增多，且絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)廢棄物都未被作為一種資源利用，所造成的環(huán)境生態(tài)影響愈發(fā)突出，已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的障礙。隨著科學技術(shù)的進步，農(nóng)業(yè)廢棄物潛在的利用價值逐漸被人們所認識。數(shù)據(jù)表明，按目前的技術(shù)水平，將中國年產(chǎn)農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化成沼氣，戶均達1.28xl03m3，可由此緩解農(nóng)村的能源短缺現(xiàn)狀；將農(nóng)作物秸稈用作發(fā)電，以lt秸稈產(chǎn)生lkW?h電量計算，年產(chǎn)5?lOt秸稈就能生產(chǎn)5xlO8kW-h電。這些都顯示出，農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的空間很大，前景很廣。因此，把數(shù)量巨大的農(nóng)業(yè)廢棄物，加以循環(huán)利用，變廢為寶，使污染物變成資源，實現(xiàn)在消除環(huán)境污染的同時，還可以改善全社會的生態(tài)環(huán)境【l1】。秸稈再生利用.1秸稈還田利用方向在秸稈利用方面，主要方式仍是以直接還田、過腹還田等為主。秸稈還田技術(shù)，是以機械粉碎、破茬、深耕等機械化作業(yè)為主，將農(nóng)作物秸稈粉碎后直接歸還到土壤中去，增加土壤有機質(zhì)，培肥地力，增加土壤肥力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少環(huán)境污染，爭搶農(nóng)時季節(jié)的一項綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)，具有機械化作業(yè)質(zhì)量好、成本低、生產(chǎn)率高的特點，是大面積實現(xiàn)以地養(yǎng)地，建立高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田的有效途徑之一。經(jīng)實驗表明，秸稈還田后，肥上細菌數(shù)量增加0.525倍，瘦土增加2.6?3.0倍。改善了土壤的團粒結(jié)構(gòu)和理化性.提高了土壤本身調(diào)節(jié)水、肥、溫、氣的能力和土壤的生物活性。秸稈還田減去了焚燒秸稈所浪費的資源，又可減少火災事故的發(fā)生，減少了在水溝、路上到處堆的污染。通過就地取材，促進物質(zhì)的循環(huán)作用，保持了生態(tài)平衡，使肥源不斷拓寬。長期施用有機肥不僅可以提高作物品質(zhì)，還可以滿足人們對綠色食品的需求，并可提高農(nóng)副產(chǎn)品出口創(chuàng)匯的力度；同時減輕農(nóng)民的負擔，減少了對化肥的依賴，農(nóng)民只要投入少些勞力和錢，即可制造大量的優(yōu)質(zhì)有機肥。合理的輪作和秸稈還田，也是良性循環(huán)高效持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。12飼料化利用方向植物纖維性廢棄物往往因其質(zhì)地粗硬、適口性差、消化率低、營養(yǎng)價值不高，不能直接用作飼料，通常作為一種非常規(guī)性飼料資源。但如果將它們適當處理，例如氨化、青貯和微生物發(fā)酵貯存，熱噴、抒、搓、壓餅等，則可大大改善其營養(yǎng)價值和可提高采食量、和消化率。在國外，于20世紀6O?70年代就開始了秸稈加工和轉(zhuǎn)化的研究工作，西歐各國對農(nóng)作物秸稈的利用情況比較好，大約有20%的秸稈被用作飼料，美國約有73%的肉類是由秸稈草轉(zhuǎn)化而來的，澳大利亞約90%，新西蘭甚高達100%。1.3氣化利用技術(shù)方向秸稈氣化技術(shù)是指根據(jù)生物質(zhì)熱能氣化原理，利用農(nóng)作物秸稈及木本生物質(zhì)，如谷殼、花生殼、蘆葦、樹枝、木屑等作原料，產(chǎn)生可燃氣體以供使用。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。目前，發(fā)達國家已將生物質(zhì)氣化技術(shù)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活，特別是西歐和美國將氣化技術(shù)廣泛用于取暖、炊事等領(lǐng)域。在中國秸稈氣化技術(shù)擴大了廣大農(nóng)村地區(qū)使用能源的選擇領(lǐng)域，也解決了靠燒煤和木炭為主的局面[2J。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，是十分高效清潔方便的能源，實現(xiàn)了能量系統(tǒng)的高教利用，是農(nóng)村地區(qū)供氣、供熱、供電的重要發(fā)展方向[31。1。4固化、炭化技術(shù)方向固化、炭化技術(shù)是將松散的植物纖維性廢棄物，如秸桿、稻殼、鋸末、木屑等有機廢棄物，用機械加壓、加熱等理，將原來松散、無定型、低發(fā)熱量的生物質(zhì)原料，壓制成具有一定形狀、密度較高的棒（塊）狀，在放入炭化設(shè)備中炭化后制成生物質(zhì)炭，具有含硫量低、灰分少、污染環(huán)境小的特點?？上喈斢谔抠|(zhì)使用。1.5材料化技術(shù)方向材料化是指將纖維性材料生產(chǎn)加工成多種生物質(zhì)材料和生產(chǎn)資料的應用。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；將秸稈、稻殼、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物，經(jīng)過粉碎加工后，生產(chǎn)成可降解餐具材料和纖維素薄膜，以替代一次性泡沫塑料餐具；麥草經(jīng)常壓水解、溶劑萃取反應后制取糠醛；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。材料化的研究目前還屬于拓展領(lǐng)域，但以呈現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益和社會、生態(tài)效益，具有廣闊的發(fā)展前景。.6提取工業(yè)原料或制成工業(yè)產(chǎn)品各種農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)過適當?shù)墓に?，可以提取工業(yè)原料或制成工業(yè)產(chǎn)品，使其大大增值，是提高其附加值的有效方法。植物纖維廢料如玉米芯、棉籽殼、稻殼等中含有約1/3?1/4的多縮戊糖，經(jīng)水解可制得木糖，每一噸玉米芯可以提取180?200kg的木糖。甘糖醇渣、木糖醇渣、玉米芯、稻殼、果殼等經(jīng)過炭化后可制成性能很好的活性炭；利用稻谷殼可以生產(chǎn)谷殼板、發(fā)電、提煉“電子級”硅、生產(chǎn)化工產(chǎn)品如糠醛、四氯化碳、活性炭、二氧化硅等。麥草經(jīng)常壓水解、溶劑萃取反應后可制得糖醛。近年來，從秸稈等廢棄料中加工提取出化學品在世界各國都開始了廣泛的研究。2畜禽糞便再生利用.1高溫堆肥回田畜禽糞便含有大量有機質(zhì)和農(nóng)作物所需的養(yǎng)分，含有大量農(nóng)作物生長所必需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分和大量的有機質(zhì)，將其經(jīng)過堆肥后可施用于農(nóng)田是重要的有機肥料。高溫堆肥經(jīng)過一定時間的發(fā)酵，使糞便及秸稈中的原菌、蟲卵和雜草種子等有害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生物大量的死亡，形成一種無害的高效肥。同時對農(nóng)作物和土壤肥力來說，有機肥和化肥配合施用的效果比單施化肥好。使用這種肥料可以改善土壤的結(jié)構(gòu)和物理性狀，提高土壤保水保肥能力；提高植物對養(yǎng)分的吸收率；促進農(nóng)作物的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)；確保農(nóng)產(chǎn)品的綠色和無公害；同時也可打開農(nóng)產(chǎn)品的銷路，增加農(nóng)民收入。.2飼料化利用方向畜禽糞便含有豐富的營養(yǎng)成分，試驗證明，畜禽糞便中含有大量未消化的蛋白質(zhì)、維生素B、礦物質(zhì)、粗脂肪和一定數(shù)量的糖類物質(zhì)，鮮豬糞蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為3.5%,-4.1%，雞糞為11.2%—15%，用作飼料最適合于反芻動物，是畜禽糞便綜合利用的重要途徑。但是，有些畜禽糞便含有很多細菌和病原體，因此需經(jīng)除菌處理后才可作為安全飼料使用，否則必將影響食品安全，危害人體健康。畜禽糞便飼料化方法主要有以下幾種，干燥法：主要是將雞糞進行干燥。將雞糞經(jīng)過適當簡單的加工后粉碎成為飼料。青貯法：這種方法非常簡單經(jīng)濟，就是直接將畜禽糞便進行青貯。需氧發(fā)酵：利用微生物和適宜的溫度和濕度在氧化池中對畜禽糞尿進行發(fā)酵，生成營養(yǎng)含量較高的飼料［51。-3燃料化利用方向以畜禽糞便、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Ct-h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。發(fā)展沼氣工藝投資較低，管理方便不僅可以解決農(nóng)民的照明、取暖和炊事問題，同時大大降低了農(nóng)民的生活支出、節(jié)省了開支，也是發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的一項重要技術(shù)支撐。3廢棄物資源化處理技術(shù)向機械化、規(guī)?；?、專業(yè)化方向發(fā)展從環(huán)境工程技術(shù)的角度看，對有機污染物的處理仍然是好氧或厭氧或好氧一厭氧聯(lián)合處理。好氧堆肥仍然是固體廢物資源化處理的常用方法。但與中國的傳統(tǒng)堆肥不同的是向機械化、規(guī)?；?、專業(yè)化方向發(fā)展。固體部分通過各種不同的發(fā)酵工藝和設(shè)備進行無害化堆肥處理，這也是近幾年發(fā)達國家處理糞便的常用方法。.1開發(fā)綜合利用工程隨著聯(lián)合收割機械的發(fā)展，和集約化、工廠化畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展，這些都使秸稈還田和綜合利用技術(shù)設(shè)備問題顯得更加迫切。因此，將農(nóng)業(yè)廢棄物加工成高效有機肥料、飼料或設(shè)施栽培的營養(yǎng)基質(zhì)，開發(fā)綜合利用工程技術(shù)是農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的一個重要方向。.2設(shè)施農(nóng)業(yè)的應用設(shè)施農(nóng)業(yè)工程機械化技術(shù)是在相對可控環(huán)境條件下采用工業(yè)化生產(chǎn)，實現(xiàn)集約、高效及可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。對于我國這樣一個耕地資源、水資源雙重匱乏的國家而言，發(fā)展設(shè)施專向農(nóng)業(yè)廢棄物利用是集約利用資源、發(fā)揮勞動力優(yōu)勢、提高國際競爭力的一項戰(zhàn)略性措施。3-3與鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)相結(jié)合農(nóng)業(yè)廢棄物加工技術(shù)是發(fā)展農(nóng)業(yè)廢棄物資源化，不斷地擴展加工的廣度和深度，提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源的附加值和發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的基本手段。因此，可以和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展相結(jié)合，不僅是改善農(nóng)村環(huán)境的有效方法，也是增加農(nóng)民收入的有效途徑，同時充分利用了農(nóng)村的勞動力資源。農(nóng)業(yè)廢棄物不僅是一個越積越多的環(huán)境污染源，但更是一個大的生物質(zhì)資源庫，要充分的認識其“雙重性”。通過高新科學技