我国农业固体废弃物处理与综合利用

摘要:农业固体废弃物主要包括秸秆、树枝、畜禽养殖废弃物等。据统计,我国农村每天产生的生活垃圾量达到100万吨以上。 但由于农村地区污水管网等基础设施匮乏,大部分固体废物没有得到处理,氮、磷的产生量急剧增加,大大超过了农田所能承载的安全负荷,成为重要的污染源。

 

关键词:农业; 固体垃圾; 资源; 污染; 堆肥; 喂养

1 概述

1.1 农业固体废物的概念

农业固体废物是指农业生产、畜禽养殖、农副产品加工、农村居民生活活动中排出的植物秸秆、人畜粪便等废物。

1.2 农业固体废物特征

1.2.1 元素组成

除C、O、H含量高达65%-90%外,还富含N、P、K、Ca、Mg、S等。

1.2.2 化学成分

一是天然聚合物及其混合物,如纤维素、半纤维素、淀粉、木质素等; 另一种是天然小分子化合物,如氨基酸、生物碱、单糖、激素、抗生素、脂肪酸等。

1.2.3 物理性能

面密度小、韧性高、拉伸、弯曲、耐冲击等。

1.3 农业固体废物分类

1.3.1 按成分分类

可分为植物纤维废弃物和牲畜粪便。

1.3.2 按来源分类

可分为初级生产废物、二次生产废物、农副产品加工后剩余物、农村居民生活垃圾。

1.3.2.1 初级生产废物及其现状

初级生产废弃物是指农作物秸秆、凋落物等,是农业废弃物的最主要组成部分。

我国纤维素材料10亿吨/年; 农业植物纤维废弃物1.178亿吨/年; 农作物秸秆7亿吨/年。 虽然具有较高的利用价值,但我国的利用率仅为33%左右。

1.3.2.2 二次生产废物及其分布

二次生产废弃物主要是指畜禽粪便和圈舍垫料等。

分布:畜禽粪便排放量从高到低的省份依次为四川、河南、山东、云南、湖南、广西、内蒙古;

畜禽粪便排泄量从高到低的省份依次为:广东、山东、四川、安徽、河南、广西、福建。

1.3.2.3 农副产品加工残渣及其种类

类别:农作物秸秆、畜牧废弃物、林产品废弃物、渔业废弃物、食品加工废弃物

1、农作物秸秆:主要是纤维素、半纤维素和木质素;

2、畜禽粪便:BOD、TP、TN、K含量高;

3、森林废弃物:纤维素45-50%、半纤维素20-25%、木质素20-25%;

4、渔业废弃物:水产品加工下脚料大部分被丢弃;

5、食品加工废弃物:易分解、腐败;

1.3.2.4 农村居民生活垃圾

我国生活垃圾的产生量正以7%-8%的速度增长。 其成分发生了很大变化:以前主要是菜叶、瓜皮,现在发展成由塑料袋、建筑垃圾、生活垃圾、农作物秸秆、腐烂植物等组成的混合物。

1.4农业固体废物处置不当的危害

未经处理的粪便排入江河湖泊,会污染水质,增加生化需氧量(BOD)负荷,形成厌氧腐烂或富营养化,威胁鱼类、贝类和藻类的生存; 它还会传染疾病,影响居民健康。

田间随意焚烧秸秆,此时大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指标达到峰值,造成当地空气质量污染,危害周边群众健康; 秸秆燃烧形成的烟雾降低了空气能见度,减少了可视范围,影响道路交通和航空安全,容易引发交通事故; 焚烧秸秆会导致地温急剧升高,直接烧烫土壤中的有益微生物,影响农作物对土壤养分的充分吸收。 影响农田农作物的产量和质量,影响农业收入; 秸秆燃烧很容易引燃周围的可燃物,特别是村庄附近。 一旦发生火灾,将威胁群众生命财产安全,后果不堪设想。

1.5 农业固体废物利用现状

近年来,国内外农业废弃物资源化利用技术及相关研究取得了长足进展,农业废弃物资源化利用正进入科学化新阶段。目前,植物纤维废弃物资源化利用技术主要有包括废弃物还田、加工饲料、固化炭化、气化、制造复合材料、制造化学品等; 目前畜禽粪便资源化利用技术主要有肥料技术、饲料化学技术

以及燃料技术等。

2、农业固体废弃物综合利用

2.1 植物纤维废弃物资源化利用技术

2.1.1 废弃物回收技术

秸秆等植物纤维废弃物还田后,可以大量补充和更新土壤有机质,提供丰富的氮、磷、钾、硅等元素。 同时,农作物秸秆中含有大量的木质素和纤维素,腐熟分解后可增加十土的腐殖质、孔隙度、通气性和透水性,大大提高理化性质。

秸秆等植物纤维废弃物还田方式主要有四种:直接还田、肚腹还田、沤制和沼渣还田。

2.1.2 饲料利用技术

植物纤维废弃物往往因其营养价值低或消化率低而不能直接用作饲料,但如果经过适当处理,其营养价值和消化率可大大提高。 具体加工方法一般有以下几种:

(1)微生物处理技术农业植物纤维废弃物中的成分一般可以被微生物分解利用。 这些微生物含有更多的蛋白质和更丰富的维生素。 将它们添加到动物饲料中可以大大提高饲料效果。 微生物处理技术是指应用微生物工业技术,利用生物工程方法,将秸秆、边角料等农业植物纤维废弃物加工成微生物蛋白产品。 使用的微生物包括细菌、酵母和微藻。 发酵主要有液体发酵和固体发酵两种方式。