浅论农业废弃物资源化利用技术研究进展和发展趋势

1、 .wd.浅析农业废弃物资源化利用技术研究进展与开展趋势摘要农业废弃物资源的合理利用，不仅对减少环境污染、改善农村生态环境、开展农业循环经济具有十分重要的意义，而且在世界能源日益枯竭的情况下，农业废弃物资源化利用技术的研究也将对人类的存在产生重大影响。本文简述了我国农业废弃物资源的概况，以及国内外农业废弃物资源化利用技术的研究进展和应用情况，针对农业废弃物资源化利用的开展趋势，提出我国农业废弃物资源化利用的对策措施。关键词：农业废弃物； 资源化利用； 开展趋势； 对策措施Trends of resource utilization technology in agricultural waste at home and abroadAbstractRational use of agricultural waste has great significance to reduce environmental pollution, improving the rural ecologicalenvironment, developing agricultural circular eco

2、nomy. In case of the gradual depletion of world energy, research of agricultural wasteresource utilization technology will have a significant impact on the survival of humanity.This overview explained the staus of agriculturalwastes resources in China, the progress and applications on resource utilization technology of agricultural waste, and proposed thecountermeasures of resource utilization of agricultural waste in China according to development trends of resource utilization technology ofagr

3、icultural waste.Key words： agriculture wastes； resource utilization； development trends； countermeasures第一章前言1.1研究背景我国是一个农业大国，农业生产中的废弃物种类繁多，数量巨大，而且随着农业生产水平的提高，现代农业以大量化肥代替原有农家有机肥的使用，以人工饲料代替农业废弃物饲料的使用，加之现代农业集约化和规模化的开展，打破了传统农业中废弃物的循环利用环节，结果造成了农业废弃物的大量积累，进而产生了较为严重的环境问题和资源浪费问题。农业废弃物的污染主要表现为：秸秆燃烧引起的空气污染；畜禽粪便等造成的水源污染；农业废弃物引起细菌和病毒的传播。合理利用农业废弃物资源可以有效地降低或者消除日益严重的环境污染问题，改善耕地土壤质量问题，解决农村能源短缺问题。农业废弃物资源的合理利用已日益成为当前世界大多数国家共同面临的问题。因此，若何合理利用农业废弃物资源，真正实现农业废弃物变废为宝，对缓解我国能源压力，保护生态环境，促进农业的可持续开展具有重大意义1。1.2研究目标我国资源相比照拟贫

4、乏，面临着水资源短缺、能源缺乏、土地资源锐减、人口增长过快等多种矛盾。而我国农业农村一方面资源消耗增长迅速，单位资源的产出率始终在偏低位运行；另一方面，农村因生产生活造成的资源浪费和环境污染惊人，比方我国农业灌溉用水占水资源总量的70，有效利用系数为0.40.5，兴旺国家是0.70.8；水的重复利用率为50，兴旺国家已达85，这种状况在过去很长一段时间内并未引起足够重视。所幸现在政府开场认识到这个问题，并采取了一些措施去促进农业废弃物资源化，但是在农业资源化的过程中还是存在不少问题，政府的重视程度还有待提高。因此，本文的总目标是：通过对我国农业废弃物处理现状进展分析，找出当前存在的问题，提出相应的对策和建议，从而指导资源化使用农业废弃物，开展农业循环经济，促进社会主义新农村建设。1.3农业废弃物对环境、农业生产等的影响中国是一个农业大国，以农作物秸秆、畜禽粪便和林木枝条为主的农业废弃物资源十分丰富，但并未得到有效利用，反而对农业生态形成了一定的压力，农村环境题日益突出，制约农村经济社会开展；同时，中国在未来1520年，农业废弃物的产生总量依然星增加的趋势，如果不加合理的利用和处理，农业

5、废弃物，尤其是畜禽养殖对环境的污染将更加严重2。农业废弃物的处理与资源化不仅关系到资源的再利用和环境安全，而且与农业的可持续开展和农村小康社会的建设严密相关。1.3.1农业有机废弃物污染在我国已成为紧迫的环境问题中国将规模化畜禽养殖作为产业构造调整、鼓励农民养猪，作为增加农民收入的重要途径加以鼓励，却无视了污染防治工作，致使畜禽养殖产生的污染已成为农村地区污染的主要来源。畜禽养殖污染已成为农村主要的面源污染，猪、牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量(C0D)6900多万吨，是全国工业和生活污水COD的5倍以上3。畜禽养殖业的开展，特别是集约化养殖的高速开展，使畜禽养殖特点发生如下变化：即由过去的分散经营、饲养头数少、主要分布在农区转变为现在的集中经营、饲养头数多。畜禽养殖特点的变化加上务农劳力的转移和肥料施用由有机肥为主转变为化肥占主导地位，导致畜禽养殖场畜禽粪便由宝变为废弃物，特别是畜禽粪含水量大、恶臭，带来处理、运输、施用极不方便，更加剧了畜禽粪直接还田的难度，从而带来环境污染问题。1.3.2对农业生产产生严重影响我国是世界上严重缺水的国家之一，中国水资源人均占有量缺乏2200立方

6、米，仅为世界人均水资源占有量的l4；国内600个城市当中有400个处于缺水状态，其中有110座城市严重缺水，而目前日趋严重的水污染又进一步加剧了水资源短缺的矛盾4。严重的水污染使缺水矛盾锋利化，给工农业生产造成严重损失。据调查，一些规模化畜禽养殖场“肥水造成周围农作物危害而赔偿的现象经常发生。此外高浓度污水可导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结，严重影响土壤质量。1.3.3城乡居民的饮用水和安康安全受到严重威胁由于水环境污染严重，使城乡居民饮水安全受到威胁。大量实践说明，由于畜禽粪尿及废水造成的水体、土壤和空气的严重污染，最终会导致畜禽传染病和寄生虫病的蔓延与开展。据世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)的有关资料，目前已有200种“人畜共患传染病。其中较为严重的至少有89种，即可由猪传染的约25种，由鸟(含家禽)传染的约24种，由牛传染的约26种，由羊传染的约25种，由马传染的约13种。而这些人畜(禽)共患传染病的传播载体，主要是畜禽粪尿排泄物。诸如炭疽、禽流感、五号病、布氏杆菌病、结核病等均系世人共知的人畜共患传染病。据国外一些科学家研究报道，很多新的流感病毒

7、，是在猪身上相互作用后而产生的。养殖场排放的严重地危害到人的呼吸系统。嗅到臭气时，反射性地抑制吸气，阻碍正常呼吸功能，危害消化系统。经常接触恶臭物质，使人食欲不振与恶心，进而开展为消化功能减退，它还可危害循环系统和神经系统等5。1.4选题意义农业废弃物资源化利用有着十分重要的意义，全国一些省份也都积极开展了农业废弃物资源化利用的相关研究工作，近些年在农业废弃物能源化、肥料化、饲料化和材料化上也取得了一些成绩，但由于中国的农业废弃物具有数量大、品质差、危害多的特点，农业废弃物资源化还是一个比较新的题目，推广开展农业循环经济还处于刚刚起步研究、探索的阶段，缺乏成熟的经历。本文通过对当前我国农业废弃物资源化处理相关问题进展研究，比照外国的一些经历实践，提出适合我国资源化处理农业废弃物的建议。第二章 国内外农业废弃物资源化利用技术研究进展农业废弃物资源化利用技术是世界各国普遍需要解决的重大课题。特别是随着自然资源日趋短缺和废弃物数量剧增，农业废弃物资源化利用越来越受到人们的重视。针对农业废弃物的特性，世界各国非常重视应用先进工程技术，提升农业废弃物的肥料化、饲料化、能源化、基质化及工业原料化水

8、平，使技术向机械化、无害化、资源化、高效化、综合化开展，产品向廉价化、商品化、高质化、多样化和多功能化靠拢，以到达物尽其用、变废为宝、消除污染、改善农村生态环境、促进农业可持续开展、高效利用废弃物的目标。本文主要从集储装备技术、微生物强化堆肥技术、干法厌氧发酵技术以及纤维素乙醇生产技术等方面介绍国内外农业废弃物资源化利用的研究进展。2.1 集储装备技术国外大宗粮食作物秸秆收集己形成了与秸秆综合利用产业相衔接、与农业技术开展相适宜、与农业产业经营相结合、与农业装备相配套的产业技术体系，适用于以农作物秸秆为原料的规模化饲养、工业化发电以及液化、气化等新兴技术开展的需要。科研成果主要表达在以下几个方面：一是农业废弃物收集技术与农业产业体系适应性强。如欧美等兴旺国家现代农业体系健全，规模化种植占主要份额，一般单季种植，农业生产实现了机械化，从土地耕整，到作物的播种，一直到田间的管理等，标准化作业为农业废弃物收集技术和设备奠定了良好的作业根基。二是农业废弃物收集技术与工业化利用原料需求标准化衔接性好。如瑞典、丹麦、法国等，在秸秆发电工程中，从运输要求、燃料供应、燃烧炉设计运行等，充分考虑了秸秆原

9、料设备的标准化问题，实现了二者的相互衔接。三是农业废弃物收集技术与经济社会开展相互促进。如规模化饲养、工业化发电等秸秆主要需求商，根据自身生产正常要求，与农场主签订秸秆供应协议，农场主在收获季节将秸秆原料集中收集、堆放储存，按照协议有条不紊送至消纳厂。四是农业废弃物收集技术与农业装备配套性好。国外主要以拖拉机配套的作业机具为主，除了与农艺要求相配套外，更主要的是考虑到秸秆收割前所用机具标准和秸秆收集后装载、运输、储藏设备标准，与农业装备形成完整专业化配套体系。五是农业废弃物收集设备本身与信息化、自动化技术结合严密。如国外农业废弃物收集设备广泛采用电液控制技术、电子信息技术，自动调节技术、自动监视技术与智能控制技术，有利于提高作业的高效性、作业性能的稳定性以及作业质量的可靠性6。我国农业废弃物集储装备技术的研发已经取得了一些成就，研制开发了一系列秸秆还田、秸秆打捆、秸秆固化成型、秸秆气化、秸秆制板、秸秆发电等技术装备，但与兴旺国家相比，我国农业废弃物收集储运体系还很不健全，尚处于起步阶段，标准不统一，且农业废弃物收集机械化整体水平还比较落后，关键技术环节和装备不完善，已经成为严重制约农作物废弃物规模化、商品化、产业化利用的主要瓶颈。如我国陆续研发了小圆捆打捆机、正牵引小方捆打捆机、侧牵引小方捆打捆机以及二次压缩机等产品，但高密度大方捆和大圆捆打捆机目前国内还是空白7。2.2 微生物强化堆肥技术目前国外在堆肥发酵工艺、技术和设备方面已日趋完善， 基本上到达了规模化和产业化水平。如日本畜禽粪便堆肥已实现工厂化，他们研制的卧式转筒式和立式多层式快速堆肥装置，发酵时间约12周，具有占地少、发酵快、质地优等特点。俄罗斯研制的有机发酵装置每天可生产100t有机肥，最后每吨成品肥约含N、P、K 45 kg。美国BIOTEC2120 高温堆肥系统，由10个大型旋转生物反响器组成，通过微生物发酵在72h内可处理1300t畜禽粪便或垃圾，使之成为优质有机肥料，这种方法对于高湿物料具有特殊的作用。韩国采用的

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