农业废弃物资源化技术开发和利用
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据粗略测算,如果我国秸秆资源的40%用于发酵饲料,就会产生即相当于 112亿t粮食的饲用价值。
饲料化
动物性废弃物饲料化主要指畜禽粪便中含有为消化 的粗蛋白、消化蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等, 经过热喷、发酵、干燥等方法加工处理后掺入饲料 中饲喂利用,该技术需要特别注意灭菌彻底消除饲 料安全隐患。 有试验表明利用米曲霉和白地霉接入鲜鸡粪与麸皮 等混合料中进行固态发酵,并在发酵过程中添加氮 源制的饲料适口性较好,可替代部分配合饲料,添 加40%鸡粪饲料喂猪后,猪日增重比单喂配合饲料 增加10.83%
7 废弃物约有0.5亿t,折合 亿t的标准煤。
农业废弃物资源化的意义
从资源经济学上讲,它是一种特殊形态的农业 资源,如何充分有效地利用将其加工转化不仅 对合理利用农业生产和生活资源、减少环境污 染、改善农村生态环境具有十分重要的影响, 而且对能源日益枯竭的今天具有重大意义。
共同特征
1. 可再生性 循环再生,永不枯竭 2. 可利用性 属于生物质资源,纤维素、半
肥料化
间接利用是指废弃物通过堆沤腐解(堆肥)、烧灰、过 腹、菇渣、沼渣、或生产有机生物复合肥等方式还 田。
• 堆沤腐解 高温堆腐 • 烧灰还田 • 过腹还田粪肥还田 • 菇渣还田 • 沼渣还田 • 生产有机生物复合肥(商品化流通、高效利用方式)
饲料化
农业废弃物的饲料化主要包括植物纤维性废弃物饲料 化和动物性废弃物饲料化。
固体废物
概念:指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有 利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固 态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法 律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
相对性:时间(昨日废物明日的资源) 空间(过程于场所的改变)
“放错地Hale Waihona Puke Baidu的资源”
农业固体废物
概念:是农业生产和再生产链环中资源投入与产出在物 质和能量上的差额,是资源利用过程中产生的物质能量 流失份额。一般意义上的农业废物主要是指农业生产和 农村居民生活中不可避免的一种非产品产出。从资源经 济学的角度上看,农业废弃物是某种物质和能量的载体, 是一种特殊形态的农业资源。
能源化
农业废弃物的能源化利用主要分为厌氧发酵及直燃 热解两个方向。 厌氧发酵分为制沼气和微生物制氢技术; 厌氧发酵制沼气技术是指农业废弃物经多种微生物 厌氧降解成高品位的清洁燃料沼气(甲烷含量50%70%)及副产品沼液和沼渣的过程。 微生物制氢技术是指利用异养型的厌氧菌或固氮菌 分解小分子的有机物制氢的过程,是农业废弃物利 用非常具有潜力的方向
植物纤维性废弃物主指秸秆类物质,秸秆中的木质素 与糖结合在一起使得瘤胃中的微生物及酶很难分解, 并且蛋白质低及其他必要营养缺乏,导致直接饲喂 不能被动物高效吸收利用,需要对其进一步的加工 处理改进其营养价值、提高适口性和利用率。
• 机械加工、辐射、蒸汽、热喷膨化等物理处理, NaOH、氨化、Ca(OH)2-尿素、氧化等化学处理, 青贮、微贮、发酵、酶解等生物学处理。
农业废弃物资源化技术 开发和利用
什么是农业废弃物?
农业废弃物也称为农业垃圾,是指农业生产和农 村居民生活中不可避免的非产品产出,具有数量 大品种多形态各异、可储存再生利用、污染环境 等特性。 主要包括植物性纤维性废弃物(农作物秸秆、谷壳、 果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物)和动物性废弃 物(畜禽粪便、冲洗水、人粪尿)。
纤维素和木质素,具有可利用的物质基础 3. 可存储性 可以收集、存储和运输 4. 污染性 处置不当,对自然环境造成污
染,表现为大气、土壤、水源。
农业废弃物资源化的形式
肥料化 饲料化 能源化 基质化 材料化 生态化
肥料化
农业废弃物肥料化利用是一种非常传统的用方式,分 为直接利用和间接利用。 直接利用是一种最直接最省事的方法,在土壤中通过 微生物作用,缓慢分解,释放出其中的矿物质养分, 供作物吸收利用,分解成的有机质、腐殖质为土壤中 微生物及其他生物提供食物,从而一定程度上能够改 善土壤结构、培育地力、增进土壤肥力、提高农作物 产量,但自然分解速度较慢,尤其是秸秆类废弃物腐 熟慢,发酵过程中有可能损害作物根部。
能源化——热解技术案例分析
唐兰等,对生物质在高频耦合等离子体中的热解气化 行为进行研究表明该技术能大幅度提高生物质气的热 值及产率; 张振华等,对锯末、稻壳、纸屑、橱芥、塑料和橡胶 6种固体废弃物热解表明除谷壳外液体产物收率都在 50%左右,并且其中汽油和柴油馏分共达到60%以上, 是一种具有很高价值的粗成品; 梁新等,通过对生物质热裂解制得热解油并进行热解 油的精制研究; 德国进行固体废弃物热解的工业化示范。
饲料化——植物纤维处理案例分析
孙清等采用黑曲霉、白地霉组合菌株对榨汁后的甜高 粱茎秆渣及发酵残渣进行发酵,所得蛋白饲料的粗蛋 白含量由2.01%提高到21.43%,粗纤维由12.37%降 为2.34%; 英国Aston大学的研究者从农作物秸秆中筛选出一种 白腐菌属真菌,它能降解木质素,但不能降解纤维素, 用这种真菌发酵农作物秸秆,能最大限度地提高农作 物秸秆的消化率,使农作物秸秆的消化率从9.63%提 高到41.13%,效果极为明显。
分类(来源)
农业(种植业) 林业(?) 畜牧业(养殖业) 副业(农村生活垃圾等) 渔业
农业废弃物的量
中国是世界上农业废弃物产出量最大的国 家。 据统计,我国每年产生放入畜禽粪便量26 亿t,农作物秸秆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t, 乡镇生活垃圾和人粪便25亿t,肉类加工 厂和农作物加工场废弃物1.5亿t,林业废 弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其它类有机
能源化
直燃热解又分直燃和热解两方面。 直燃作为一种传统获得热能的技术一直存在,例如 使用秸秆(其能源密度能达到13376-15466kJ/kg)和草原地区牛马 粪便直燃做饭、取暖;“贫用福弃”。
现阶段直燃有表现为生物质固体成型燃料供热与发电和有机垃圾混合燃烧发电。
农业废弃物通过热解技术可以转化为清洁的气体燃 料、热解油和固体热解焦,热解液体经过加工制备 生物柴油、生物汽油或者生产酸、醇、酯、醚等, 固体热解焦由于空隙发达、比表面积较大可作为吸 附材料用于环境污染治理,或者作为燃料供热解所 需的热源。
饲料化
动物性废弃物饲料化主要指畜禽粪便中含有为消化 的粗蛋白、消化蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等, 经过热喷、发酵、干燥等方法加工处理后掺入饲料 中饲喂利用,该技术需要特别注意灭菌彻底消除饲 料安全隐患。 有试验表明利用米曲霉和白地霉接入鲜鸡粪与麸皮 等混合料中进行固态发酵,并在发酵过程中添加氮 源制的饲料适口性较好,可替代部分配合饲料,添 加40%鸡粪饲料喂猪后,猪日增重比单喂配合饲料 增加10.83%
7 废弃物约有0.5亿t,折合 亿t的标准煤。
农业废弃物资源化的意义
从资源经济学上讲,它是一种特殊形态的农业 资源,如何充分有效地利用将其加工转化不仅 对合理利用农业生产和生活资源、减少环境污 染、改善农村生态环境具有十分重要的影响, 而且对能源日益枯竭的今天具有重大意义。
共同特征
1. 可再生性 循环再生,永不枯竭 2. 可利用性 属于生物质资源,纤维素、半
肥料化
间接利用是指废弃物通过堆沤腐解(堆肥)、烧灰、过 腹、菇渣、沼渣、或生产有机生物复合肥等方式还 田。
• 堆沤腐解 高温堆腐 • 烧灰还田 • 过腹还田粪肥还田 • 菇渣还田 • 沼渣还田 • 生产有机生物复合肥(商品化流通、高效利用方式)
饲料化
农业废弃物的饲料化主要包括植物纤维性废弃物饲料 化和动物性废弃物饲料化。
固体废物
概念:指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有 利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固 态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法 律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
相对性:时间(昨日废物明日的资源) 空间(过程于场所的改变)
“放错地Hale Waihona Puke Baidu的资源”
农业固体废物
概念:是农业生产和再生产链环中资源投入与产出在物 质和能量上的差额,是资源利用过程中产生的物质能量 流失份额。一般意义上的农业废物主要是指农业生产和 农村居民生活中不可避免的一种非产品产出。从资源经 济学的角度上看,农业废弃物是某种物质和能量的载体, 是一种特殊形态的农业资源。
能源化
农业废弃物的能源化利用主要分为厌氧发酵及直燃 热解两个方向。 厌氧发酵分为制沼气和微生物制氢技术; 厌氧发酵制沼气技术是指农业废弃物经多种微生物 厌氧降解成高品位的清洁燃料沼气(甲烷含量50%70%)及副产品沼液和沼渣的过程。 微生物制氢技术是指利用异养型的厌氧菌或固氮菌 分解小分子的有机物制氢的过程,是农业废弃物利 用非常具有潜力的方向
植物纤维性废弃物主指秸秆类物质,秸秆中的木质素 与糖结合在一起使得瘤胃中的微生物及酶很难分解, 并且蛋白质低及其他必要营养缺乏,导致直接饲喂 不能被动物高效吸收利用,需要对其进一步的加工 处理改进其营养价值、提高适口性和利用率。
• 机械加工、辐射、蒸汽、热喷膨化等物理处理, NaOH、氨化、Ca(OH)2-尿素、氧化等化学处理, 青贮、微贮、发酵、酶解等生物学处理。
农业废弃物资源化技术 开发和利用
什么是农业废弃物?
农业废弃物也称为农业垃圾,是指农业生产和农 村居民生活中不可避免的非产品产出,具有数量 大品种多形态各异、可储存再生利用、污染环境 等特性。 主要包括植物性纤维性废弃物(农作物秸秆、谷壳、 果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物)和动物性废弃 物(畜禽粪便、冲洗水、人粪尿)。
纤维素和木质素,具有可利用的物质基础 3. 可存储性 可以收集、存储和运输 4. 污染性 处置不当,对自然环境造成污
染,表现为大气、土壤、水源。
农业废弃物资源化的形式
肥料化 饲料化 能源化 基质化 材料化 生态化
肥料化
农业废弃物肥料化利用是一种非常传统的用方式,分 为直接利用和间接利用。 直接利用是一种最直接最省事的方法,在土壤中通过 微生物作用,缓慢分解,释放出其中的矿物质养分, 供作物吸收利用,分解成的有机质、腐殖质为土壤中 微生物及其他生物提供食物,从而一定程度上能够改 善土壤结构、培育地力、增进土壤肥力、提高农作物 产量,但自然分解速度较慢,尤其是秸秆类废弃物腐 熟慢,发酵过程中有可能损害作物根部。
能源化——热解技术案例分析
唐兰等,对生物质在高频耦合等离子体中的热解气化 行为进行研究表明该技术能大幅度提高生物质气的热 值及产率; 张振华等,对锯末、稻壳、纸屑、橱芥、塑料和橡胶 6种固体废弃物热解表明除谷壳外液体产物收率都在 50%左右,并且其中汽油和柴油馏分共达到60%以上, 是一种具有很高价值的粗成品; 梁新等,通过对生物质热裂解制得热解油并进行热解 油的精制研究; 德国进行固体废弃物热解的工业化示范。
饲料化——植物纤维处理案例分析
孙清等采用黑曲霉、白地霉组合菌株对榨汁后的甜高 粱茎秆渣及发酵残渣进行发酵,所得蛋白饲料的粗蛋 白含量由2.01%提高到21.43%,粗纤维由12.37%降 为2.34%; 英国Aston大学的研究者从农作物秸秆中筛选出一种 白腐菌属真菌,它能降解木质素,但不能降解纤维素, 用这种真菌发酵农作物秸秆,能最大限度地提高农作 物秸秆的消化率,使农作物秸秆的消化率从9.63%提 高到41.13%,效果极为明显。
分类(来源)
农业(种植业) 林业(?) 畜牧业(养殖业) 副业(农村生活垃圾等) 渔业
农业废弃物的量
中国是世界上农业废弃物产出量最大的国 家。 据统计,我国每年产生放入畜禽粪便量26 亿t,农作物秸秆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t, 乡镇生活垃圾和人粪便25亿t,肉类加工 厂和农作物加工场废弃物1.5亿t,林业废 弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其它类有机
能源化
直燃热解又分直燃和热解两方面。 直燃作为一种传统获得热能的技术一直存在,例如 使用秸秆(其能源密度能达到13376-15466kJ/kg)和草原地区牛马 粪便直燃做饭、取暖;“贫用福弃”。
现阶段直燃有表现为生物质固体成型燃料供热与发电和有机垃圾混合燃烧发电。
农业废弃物通过热解技术可以转化为清洁的气体燃 料、热解油和固体热解焦,热解液体经过加工制备 生物柴油、生物汽油或者生产酸、醇、酯、醚等, 固体热解焦由于空隙发达、比表面积较大可作为吸 附材料用于环境污染治理,或者作为燃料供热解所 需的热源。