第十二章

農(nóng)業(yè)固廢資源化前言

如何充分合理地利用自然資源，持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)又保護(hù)和改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展、鄉(xiāng)村建設(shè)和農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的重要問題。

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)村居民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢物種類繁多，而且數(shù)量巨大。如何充分、有效地處理并利用這些廢物，對(duì)于合理利用農(nóng)業(yè)資源、發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改善農(nóng)村環(huán)境具有十分重要的意義。

目錄一、概述二、畜禽糞便的資源化利用三、農(nóng)作物秸稈的資源化利用（重點(diǎn)）四、農(nóng)業(yè)塑料地膜的資源化利用你知道的農(nóng)業(yè)固廢的可資源化利用方法？一、概述1.農(nóng)業(yè)固體廢棄物的概念、特點(diǎn)及分類

農(nóng)業(yè)固體廢棄物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村居民生活排放的廢棄物，如植物秸稈、人和畜禽的糞便等。1.1農(nóng)業(yè)廢棄物的特點(diǎn)1.元素的組成

除C、H、O三元素的含量高達(dá)65%—90%外，還含有豐富的N、P、K、Ca、Mg、S等。2.化學(xué)組成

一是天然高分子聚合物及其混合物，如纖維素、淀粉、木質(zhì)素等；二是天然小分子化合物，如氨基酸、生物堿等。3.物理性質(zhì)

表面密度小、韌性大、抗拉、抗彎、抗沖擊能力強(qiáng)等。1.2農(nóng)業(yè)廢棄物的分類①農(nóng)田和果園殘留物，如秸稈、雜草、落葉、果實(shí)外殼、樹枝等；②牲畜和家禽糞便以及欄圈鋪墊物等；③農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物；④農(nóng)村居民生活廢棄物。二、畜禽糞便的資源化利用

（一）畜禽糞便的概述畜禽糞便的特點(diǎn)①富含營(yíng)養(yǎng)，資源化潛力大；②不同畜禽糞便成分差異大；③不同畜禽的糞便量差異大；④糞便量分布不均勻；⑤距居民生活區(qū)近。

畜禽糞便中污染物質(zhì)種類畜禽糞便中含有大量的有機(jī)物，且有可能帶有病原微生物和各種寄生蟲卵，如不及時(shí)加以處理和合理利用，將造成嚴(yán)重的有機(jī)污染和生物污染，成為環(huán)境公害，危害人畜的健康。

畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染對(duì)水體的污染：水體富營(yíng)養(yǎng)化；對(duì)土壤的污染：土壤的營(yíng)養(yǎng)局部積累，可造成植物一時(shí)瘋長(zhǎng)，或使植物根系受損，乃至引起植物死亡；對(duì)大氣的污染：產(chǎn)生惡臭氣體對(duì)生物的污染：傳染病和寄生蟲病蔓延。（二）畜禽糞便的資源化利用方式1.飼料化技術(shù)飼料化的可行性畜禽糞便的營(yíng)養(yǎng)成分豐富，含有大量的蛋白質(zhì)、粗纖維、維生素B12。處理后可做飼料。飼料化的安全性畜禽糞便經(jīng)適當(dāng)處理，可以安全使用，飼料化的經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)于其他處理方式，畜禽糞便飼料化的效益最高。2.飼料化的幾種方法a.用新鮮糞便直接做飼料主要適用于雞糞，由于雞的腸道短，從吃進(jìn)到排出大約需4h，吸收不完全，所食飼料中70%左右的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)未被消化吸收而排出體外。b.青貯把青飼料埋起來(lái)發(fā)酵。青貯的飼料與空氣隔絕，產(chǎn)生有機(jī)酸，經(jīng)久不壞，并可減少養(yǎng)分的損失。不宜單獨(dú)青貯，常和一些禾本科青飼料一起青貯飼料化的幾種方法c.干燥法干燥方法主要有以下4種：日光自然干燥、高溫快速干燥、烘干膨化干燥、機(jī)械脫水。d.分解法利用優(yōu)良品種的蝸牛等低等動(dòng)物分解飼料化的幾種方法e.熱噴技術(shù)利用熱效應(yīng)和噴放機(jī)械，使畜禽糞轉(zhuǎn)變?yōu)殡u朊[ruǎn]粉，生產(chǎn)高蛋白飼料，既除臭又能徹底殺菌滅蟲卵，達(dá)到衛(wèi)生防疫和生產(chǎn)商品飼料的要求。

飼料化的幾種方法3.肥料化技術(shù)好氧堆肥技術(shù)厭氧發(fā)酵技術(shù)—沼液、沼渣4.能源化技術(shù)焚燒厭氧發(fā)酵—沼氣

三、農(nóng)作物秸稈的資源化利用（重點(diǎn)）

（一）農(nóng)作物秸稈的概述1.秸稈的組成和特點(diǎn)組成：有機(jī)質(zhì)含量平均為15%，平均含碳44.22%、氮0.62%、磷0.25%、鉀1.44%，還有鎂、鈣、硫及其他重要的微量元素。

2.我國(guó)秸稈資源化利用現(xiàn)狀

3.秸稈焚燒的危害浪費(fèi)資源：田間焚燒僅能利用所含鉀的40%，其余氮、磷、有機(jī)質(zhì)和熱能則全部損失。污染環(huán)境引發(fā)火災(zāi)損傷地力危害周圍生態(tài)動(dòng)植物（二）秸稈還田技術(shù)宏觀秸稈還田可以草養(yǎng)田、以草壓草，達(dá)到用地養(yǎng)地相結(jié)合，培肥地力。微觀秸稈還田能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量；改善土壤理化狀況，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免養(yǎng)分流失，歸還氮、磷、鉀和各種微量元素；促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)，加速土地養(yǎng)分循環(huán)。

1.秸稈直接還田

2.秸稈間接還田（1）機(jī)械直接還田（1）堆漚腐解還田（2）覆蓋栽培還田（2）燒灰還田（3）機(jī)械旋耕翻埋還田（3）過腹還田等

3.秸稈生化腐熟快速還田（1）催腐劑堆肥技術(shù)（2）速腐劑堆肥技術(shù)（3）酵素菌堆肥技術(shù)（三）秸稈飼料利用技術(shù)秸稈的主要成分是粗纖維，包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，一般約占秸稈干物質(zhì)的20~50%。未經(jīng)處理的秸稈消化率和能量利用率較低，因?yàn)榻斩捴械哪举|(zhì)素和糖類結(jié)合在一起，很難分解；蛋白質(zhì)含量低和其他必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏。處理目的：為動(dòng)物的消化吸收創(chuàng)造條件；提高秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。處理方法：物理；化學(xué)；生物。1.物理處理（1）切短、粉碎機(jī)軟化簡(jiǎn)單有效，采食量增加20~30%。（2）粉碎后壓塊成型鍘切（5cm段）→烘干（含水16%）→壓制成型（圓柱或塊狀）。

優(yōu)點(diǎn)：密度大，含水量低，便于運(yùn)輸、貯存和飼喂；高溫?cái)D壓使消化率提高25%；衛(wèi)生條件好；可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，全年進(jìn)行加工。秸稈飼料利用技術(shù)-物理法設(shè)備：擠壓式環(huán)模壓塊機(jī)、平模壓塊機(jī)和壓縮式壓塊機(jī)等。鍘草粉碎機(jī)

環(huán)模顆粒飼料壓制機(jī)

飼草秸稈揉搓機(jī)秸稈飼料利用技術(shù)-物理法（3）秸稈擠壓膨化技術(shù)原理：將秸稈加水調(diào)質(zhì)后輸入專用擠壓機(jī)的擠壓腔，依靠秸稈與擠壓腔中螺套壁及螺桿之間相互擠壓、摩擦作用，產(chǎn)生熱量和壓力，當(dāng)秸稈被擠出噴嘴后，壓力驟然下降，使秸稈體積膨大。主要設(shè)備：螺桿式擠壓膨化機(jī)。秸稈飼料利用技術(shù)-物理法家用多功能飼料膨化機(jī)秸稈飼料利用技術(shù)-物理法（4）熱噴處理原理：鍘碎的秸稈，混入餅粕、雞糞等，裝入飼料熱噴機(jī)內(nèi)，在一定的熱飽和蒸汽下，保持一定時(shí)間，然后突然降壓，使物料從機(jī)內(nèi)噴爆而出，從而改變其結(jié)構(gòu)和某些化學(xué)成分，并消毒、除臭，使物料可食性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提高。設(shè)備：飼料熱噴機(jī)，實(shí)質(zhì)為一種間歇式蒸汽膨化機(jī)。秸稈飼料利用技術(shù)-物理法2.化學(xué)處理利用化學(xué)制劑作用于作物秸稈，破壞秸稈細(xì)胞中半纖維素與木質(zhì)素形成的共價(jià)鍵，以利于瘤胃微生物對(duì)纖維素與半纖維素的分解，從而達(dá)到提高秸稈消化率與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的目的。方法：堿化、氨化、氧化還原、復(fù)合化學(xué)處理。

秸稈飼料利用技術(shù)-化學(xué)法

（1）堿化處理原理：在一定濃度的堿液的作用下，打破粗纖維中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素之間的醚鍵或酯鍵，并溶去大部分木質(zhì)素和硅酸鹽，從而提高秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。用堿量大，須用大量水沖洗，易造成環(huán)境污染。秸稈飼料利用技術(shù)-化學(xué)法（2）氧化劑處理主要指利用SO2、O3及堿性過氧化氫處理秸稈，破壞木質(zhì)素分子間的共價(jià)鍵，溶解部分半纖維素和木質(zhì)素，使纖維基質(zhì)中產(chǎn)生較大孔隙，從而增加纖維素酶和細(xì)胞壁成分的接觸面積，提高飼料消化率。效果較好，但成本太高。秸稈飼料利用技術(shù)-化學(xué)法（3）氨化處理原理：用氨水、液氨、尿素等含氨物質(zhì)，在密閉條件下處理秸稈，氨與秸稈發(fā)生堿化作用、氨化作用、中和作用

常用秸稈氨化操作方法：①小型容器法②堆垛法③氨化爐法秸稈飼料利用技術(shù)-化學(xué)法（4）復(fù)合化學(xué)處理融合了堿化處理對(duì)木質(zhì)素分解效果好和氨化處理增加瘤胃微生物蛋白合成量的優(yōu)點(diǎn)，克服了堿化處理殘留堿量高和氨化處理對(duì)木質(zhì)素軟化作用差的缺點(diǎn)。可使采食利用率提高10~40%；含氮量提高1~2倍；粗蛋白含量達(dá)到7~15%。秸稈飼料利用技術(shù)-化學(xué)法3.生物處理（1）青貯技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：飼料保持青鮮多汁的特點(diǎn)，并具有酸香味，牲畜比較愛吃，貯存時(shí)間較長(zhǎng)；且技術(shù)簡(jiǎn)單、方便推行。但對(duì)纖維素的消化率提高甚微。秸稈飼料利用技術(shù)-生物法（2）微貯技術(shù)秸稈微貯是對(duì)農(nóng)作物秸稈機(jī)械加工處理后，按比例加入微生物發(fā)酵菌劑、輔料及補(bǔ)充水分，并放入密閉設(shè)施中，經(jīng)過一定的發(fā)酵過程，是指軟化蓬松，轉(zhuǎn)化為質(zhì)地柔軟，濕潤(rùn)膨脹，氣味酸香，動(dòng)物喜食的飼料。原理：利用微生物將秸稈中的纖維素、半纖維素降解并轉(zhuǎn)化為菌體蛋白。成本低、適口性好、消化率高、利于工業(yè)化生產(chǎn)。秸稈飼料利用技術(shù)-生物法（四）秸稈能源技術(shù)

1.秸稈直接燃燒供熱技術(shù)以秸稈為燃料，以專用的秸稈鍋爐為核心形成供熱系統(tǒng)。有秸稈收集、前處理、秸稈鍋爐和秸稈灰利用幾部分組成。適于在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府機(jī)關(guān)、中小學(xué)校和相對(duì)比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、生活熱水和冬季采暖之用。2.秸稈氣化集中供氣技術(shù)原理：通過氣化裝置將秸稈、雜草及林木加工剩余物在缺氧狀態(tài)下加熱反應(yīng)轉(zhuǎn)換成燃?xì)獾倪^程。工藝流程：粉碎→給料機(jī)→氣化器→除塵器→冷卻器→過濾器→貯氣柜→用戶。秸稈氣化機(jī)組由加料器、氣化爐、燃?xì)鈨艋骱腿細(xì)廨斔蜋C(jī)組成。秸稈氣化的優(yōu)勢(shì)與限制：優(yōu)勢(shì)：變廢為寶、經(jīng)濟(jì)可行、優(yōu)勢(shì)明顯；限制：①燃?xì)赓|(zhì)量較差、熱值偏低；②燃?xì)庵泻趿科咝纬砂踩[患；③焦油含量偏高；④水洗焦油后污水排放造成環(huán)境污染；⑤氣化設(shè)備投資偏高。3.秸稈發(fā)酵制沼氣采用立式圓形水壓式沼氣池

秸稈制沼系統(tǒng)的主要設(shè)備：①集氣室②輸氣管和配氣管③脫硫裝置④氣柜⑤止火器（或逆火防止器）4.秸稈壓塊成型及炭化技術(shù)（1）成型“秸稈炭”（2）秸稈“生物煤”（3）秸稈成型燃料利用途徑秸稈成型燃料利用途徑：農(nóng)村生活用能；工業(yè)用途；生產(chǎn)成型炭；生產(chǎn)活性炭。

（五）秸稈的工業(yè)應(yīng)用1.生產(chǎn)可降解的包裝材料

一次性餐具：濕法生產(chǎn)工藝：麥秸→粉碎（120目）→加入水、粘合劑拌和→軋片→裁剪→冷壓成型→烘干→噴涂→快餐盒。干法生產(chǎn)工藝：秸稈→粉碎（60目）→黏合劑、催化劑、固化劑拌和→熱壓成型→冷風(fēng)散熱→紫外消毒→包核→快餐盒。還有緩沖包裝材料、瓦楞紙芯等。2.用做建筑裝飾材料（1）秸稈輕型建材（2）秸稈人造板3.秸稈生產(chǎn)工業(yè)原料（1）植物秸稈生產(chǎn)酒精（2）秸稈制作淀粉（3）秸稈生產(chǎn)飴（yi)糖（4）生產(chǎn)梭甲基纖維素（5）制取木糖醇（6）生產(chǎn)糠醛（7）制生物蛋白。4.秸稈用作食用菌的培養(yǎng)基秸稈栽培香菇、銀耳、木耳、仿野生菇等。5.秸稈的其他應(yīng)用（1）造紙工業(yè)（2）秸稈人造絲（3）秸稈用于編織業(yè)四、農(nóng)業(yè)塑料地膜的資源化利用塑料是一種高分子材料，具有不易腐爛，難于降解的性能，使用過的農(nóng)膜由于開裂破碎等埋進(jìn)土壤中，完全降解需要200～400年。農(nóng)膜會(huì)阻礙作物的根系的發(fā)育及對(duì)水分養(yǎng)分的吸收，使土壤的通氣性降低等。1.廢棄塑料地膜的危害1.1對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的危害①對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響②對(duì)作物生長(zhǎng)的影響③對(duì)作物產(chǎn)量的影響影響了根系的生長(zhǎng)，使作物的發(fā)病率提高，作物減產(chǎn)達(dá)18～25％。1.2殘留農(nóng)膜的化學(xué)污染1.3其他方面的污染2.資源化利用方式2.1焚燒回收熱能在塑料的生產(chǎn)、加工成型及消費(fèi)過程產(chǎn)生的廢塑料主要是聚乙烯（PE）、聚氯乙稀（PVC）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等。

2.1.1焚燒方式①專用焚燒爐焚燒廢舊塑料地膜回收能量②作補(bǔ)充燃料與生產(chǎn)蒸汽的其他燃料摻用法③通過氫化作用或無(wú)氧分解轉(zhuǎn)化為可燃?xì)饣蚩扇嘉镌偕鸁岱āＴ谌紵^程中應(yīng)控制有害氣體的產(chǎn)生量，防止其污染環(huán)境。2.1.2能量回收廢舊塑料地膜的能量回收是通過對(duì)它在焚燒爐內(nèi)焚燒時(shí)釋放熱能的有效利用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)點(diǎn)：適用于難以分揀的混雜型塑料制品；產(chǎn)熱量大；焚燒后質(zhì)量減少80％以上，體積減少90％以上。廢舊塑料地膜收集破碎焚燒熱量回收排煙處理2.2熔融再生技術(shù)廢棄塑料地膜回收利用的關(guān)鍵是熔融再生。工藝過程：洗凈、粉碎、改型、造粒2.3制備氯化聚乙烯氯化工藝是將粉碎好的廢塑料加入反應(yīng)釜中，加入一定量的引發(fā)劑、水、助劑，邊攪拌邊加熱，加熱到一定溫度時(shí)通入氯氣，進(jìn)行氯化，放出的氯化氫由酸槽吸收。產(chǎn)物經(jīng)洗凈、中和、干燥后即為產(chǎn)品，可以作為制備氯化聚