中國農業廢棄物的資源化現狀
1.1污染現狀
中國每年產生的農業廢棄物數以幾十億t計,由于污染事故與事件逐年增加,才漸漸被人們重視。農業廢棄物在生產過程中由于可利用品位不高,成分復雜,二次開發成本高、難度大,同時缺乏政策的引導和資金的投入,導致農業廢棄物污染呈現出數量大、品質差、危害多的特點。農業廢棄物污染主要表現在:秸稈焚燒增加了空氣污染指數并影響到交通和航空運輸事業;養殖場周邊污水橫流、臭氣熏天,嚴重影響生態環境及景觀、居民的日常生活和身體的健康,直接導致面源污染和水體富營養化;農藥、獸藥和重金屬等殘留進入土壤,一方面影響到農產品的品質,另一方面增加土壤微生物的耐藥性;農業“白色污染”影響景觀、土壤的正常功能、作物的生長以及農產品的產量和品質等等。
1.2資源潛力
農業廢棄物蘊藏著巨大的資源。中國產生的農業廢棄物按目前的沼氣技術水平能轉化成沼氣3111.5億m3,戶均達1275.2m3,可解決農村的能源短缺;以農作物秸稈為例,將目前的5億t秸稈轉化為電能,以1kg秸稈產生電1kW·h計算,就有電能5億kW·h的潛力;作為肥料可提供氮(N):2264.4萬t;磷(P2O5):459.1萬t;鉀(K2O):2715.7萬t;作為飼料,僅玉米秸稈能提供1.9～2.2億t。通過表1中國農業廢棄物資源化潛力分析可見其巨大的商業開發前景。
1.3資源化現狀
中國農業廢棄物再利用有著悠久的歷史,源于中國的堆肥(composting)和沼氣(bio2gas)技術在傳統的生態理念指引下被廣泛應用,從全國生態農業示范縣收集到的370多個生態農業(ecologyagriculture)實用模式中,就有103是以農業廢棄物的循環利用技術為紐帶聯結形成的高效生產模式。
近些年來,農業廢棄物在能源化、肥料化、飼料化和材料化上取得了顯著的成績。
1)能源化
農業廢棄物是農村能源(ruralenergy)的重要組成部分,在解決農村能源短缺和農村環境污染方面有重要的價值。近年來,中國先后對禽畜糞便厭氧消化、農作物秸稈熱解氣化等技術進行了攻關研究和開發,已經取得__了一定成績,生物質能高新轉換技術不僅滿足農民富裕后對優質能源的迫切需求,也在鄉鎮企業等生產領域中得到應用,目前農業廢棄物能源化的方向有:高效沼氣和發電工程系統研究;組裝式沼氣發酵裝置及配套設備和工藝技術研究;中熱值秸稈氣化裝置和燃氣凈化技術研究;移動式秸稈干燥糧食工藝及成套設備研究;秸稈干發酵及其配套技術研究;秸稈直接燃燒供熱系統技術研究;纖維素原料生產燃料乙醇技術研究;生物質熱解液化制備燃料油、間接液化生產合成柴油和副產物綜合利用技術研究;有機垃圾混合燃燒發電技術;城市垃圾填埋場沼氣發電技術;“四位一體”模式和“能源-環境工程”技術農業生態綜合利用模式研究等。
2)肥料化
農業廢棄物(畜禽糞便、秸稈等)和鄉鎮生活垃圾的肥料化在提高土壤肥力,增加土壤有機質,改善土壤結構等方面有其獨特的作用。近年來,農業廢棄物肥料化的主要方向有:畜禽糞便開發研制的生態型肥料和土壤修復劑等技術;不同原料好氧堆肥關鍵技術研究;高效發酵微生物篩選技術研究;以城鄉有機肥為原料,配以生物接種劑和其他添加劑,高效有機肥生產技術研究;農業廢棄物的腐生生物高值化轉化技術研究;畜禽糞便高溫堆肥產品的復混肥生產技術研究;秸稈等植物纖維類廢棄物漚肥還田技術研究;農作物秸稈整株還田、根茬粉碎還田技術研究。
3)飼料化
目前,農業廢棄物的飼料化主要分為植物纖維性廢棄物的飼料化和動物性廢棄物的飼料化,因為農業廢棄物中含有大量的蛋白質和纖維類物質,經過適當的技術處理,便可作為飼料應用。主要的技術有:通過微生物處理轉化技術,將秸稈、木屑等植物廢棄物加工變為微生物蛋白產品的技術研究;通過發酵技術對青綠秸稈處理的青儲飼料化研究;通過對秸稈等廢物氨化處理,改善原料適口性和營養價值氨化技術研究。動物性廢棄物的飼料化主要是畜禽糞便和加工下腳料的飼料化研究,由于動物性廢棄物的飼料化存在太多的安全隱患,不值得提倡,因此不在這里贅述。
4)材料化
利用農業廢棄物中的高蛋白質資源和纖維性材料生產多種生物質材料和生產資料是農業廢棄物資源化的又一個拓展領域,有著廣闊的前景。目前的研究主要包括,利用農業廢棄物中的高纖維性植物廢棄物生產紙板、人造纖維板、輕質建材板等材料研究;通過固化、炭化技術制成活性炭技術研究;生產可降解餐具材料和纖維素薄膜研究;制取木糖(醇)的研究。主要應用方法有:稻殼作為生產白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料;秸稈、稻殼經炭化后生產鋼鐵冶金行業金屬液面的新型保溫材料;麥草經常壓水解、溶劑萃取反應后制取糠醛;甘蔗渣、玉米渣等制取膳食纖維;利用秸稈、棉籽皮、樹枝葉等栽培食用菌;棉籽加工廢棄物清潔油污地面;棉稈皮、棉鈴殼等含有酚式羥基化學成分制成聚合陽離子交換樹脂吸收重金屬。
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