【正文】 第一篇：固體廢物資源化——秸稈利用固體廢物資源化——秸稈利用【摘要】：本文對國內(nèi)秸稈利用技術及發(fā)展做了簡述，并由現(xiàn)存的發(fā)展障礙提出相應解決對策?！娟P鍵詞】：秸稈利用 障礙 對策前沿近年來，農(nóng)作物秸稈成為農(nóng)村面源污染的新源頭。每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍首。我國作為農(nóng)業(yè)大國，是世界上秸稈資源最為豐富的國家之一。2003年，, 。我國農(nóng)村主要有水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈，%，%，%。農(nóng)作物秸稈蘊藏著豐富的能量，含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，除了含有大量N、P、K 元素之外, 還含有蛋白質(zhì)、有機質(zhì)和微量元素[1]。開發(fā)利用潛力巨大。秸稈燃燒值約為標準煤的50%，1t [2]。如何提高農(nóng)作物秸稈的綜合開發(fā)利用及其利用率是解決問題的關鍵。秸稈綜合利用技術目前,中國利用農(nóng)作物秸稈的方法,以焚燒為主,其次是秸稈還田, 牲口飼料養(yǎng)殖和工業(yè)利用。據(jù)相關資料顯示,目前國內(nèi)農(nóng)作物秸稈中,直接用作生活燃料的約占總量的 20 % , 用作肥料直接還田的約占總量的 15 %, 用作飼料的約占總量的15%,用作工業(yè)原料的約占總量的 2 % , 廢棄或露天焚燒的約占總量的 33 % [3]。秸稈是目前廣大農(nóng)村利用最為普遍的燃料，具有降低農(nóng)民生活成本、獲得便利等優(yōu)點，將秸稈作為燃料減少了煤等不可再生資源的使用量，但其危害也不可忽視。農(nóng)戶燃燒秸稈量較大時，就會產(chǎn)生大量二氧化碳和一氧化碳，空氣中粉塵量也會嚴重超標，嚴重影響當?shù)鼐用竦纳眢w健康，危害不亞于露天焚燒秸稈[4]。 秸稈還田的主要方式有:機械直接還田、覆蓋還田、堆漚腐熟還田和過腹還田。 機械直接還田 機械直接還田方式, 可分為通過機械一次性粉碎還田和將作物秸稈整稈翻埋或平鋪還田兩種。研究顯示:秸稈機械直接還田與單施肥料處理相比, 其土壤中泥沙量減少了70% ~ 80 %, 地表徑流量減少了 26 % ~ 31 % ,滲漏徑流量增加了 30 % ~ 52 %。減少了 N、P元素的流失。另外, 還促進作物吸收 K和緩解土壤中 K含量下降。 覆蓋還田 秸稈覆蓋地表后, 可以阻擋降水對地表的直接沖擊, 保護土壤表層結構,可以有效降低土壤中水分向大氣蒸發(fā)的速度, 減少蒸騰量,使得土壤有效儲水量明顯提高, 同時調(diào)節(jié)土壤溫度, 有效緩解氣溫激變對作物的傷害。 堆漚腐熟還田 堆漚腐熟還田也稱高溫堆肥,主要是利用快速堆肥劑產(chǎn)生大量的纖維素酶,在較短時間內(nèi)將作物秸稈堆制成有機肥。使用腐熟秸稈有機肥,能改善由于使用化肥導致的土壤次生鹽漬化對作物生長的抑制程度,同時也可以提高作物的產(chǎn)量。 過腹還田 過腹還田指秸稈通過牲畜食用過腹排糞還田,這種還田方式對于維持和提高土壤中氮和鉀的水平有重大意義。研究表明, 連續(xù) 5年施用玉米秸稈過腹牛糞, 土壤肥力明顯提高,土壤中的有機質(zhì)、TP、TN 和 TK 分別提高了 %、 %、120 %和 % , 速效 P、N、K和 HA /FA值與轉(zhuǎn)化酶活性均明顯提高。 秸稈用于養(yǎng)殖種植養(yǎng)殖可以形成相互連接的產(chǎn)業(yè)鏈條, 種植業(yè)的副產(chǎn)品作物秸稈, 可以作為食草動物的飼料,動物糞尿積累起來可以肥田,改良土壤結構,減少化肥施用量,發(fā)展綠色無公害農(nóng)業(yè),節(jié)本增效。 秸稈作家畜飼料 秸稈含有很高的營養(yǎng)價值,常利用化學、微生物學等原理, 將秸稈轉(zhuǎn)化為含有豐富菌體蛋白、維生素等成分的生物蛋白飼料。目前較為常見的轉(zhuǎn)化技術有秸稈青貯、微貯(無氧發(fā)酵)、氨化壓塊等。青貯指將青玉米秸稈切碎、裝窖、壓實、封埋,進行自然乳酸發(fā)酵。微貯指在秸稈中加入微生物制劑, 密封發(fā)酵。壓塊指在秸稈曬干后, 粉碎加入其它添加劑加工成顆粒飼料。氨化指在秸稈中加入氨源物質(zhì)密封堆制。 秸稈作基料培養(yǎng)食用菌 利用微生物以纖維素為基質(zhì)原料生產(chǎn)單細胞蛋白質(zhì),是當今利用纖維素最有效的方法之一。用秸稈為原料代替木材,進行雞腿菇、香菇等食用菌的生產(chǎn), 可減少 1 /2的木材使用量,不僅大大節(jié)約木材的消耗, 且價格低廉。秸稈生產(chǎn)菌菇后的菌糠, 是一種營養(yǎng)豐富的菌體蛋白飼料,既能作為飼料過腹還田，也可作為優(yōu)質(zhì)的有機肥直接還田。試驗表明, 每平方米菌菇栽植面積約可消耗麥草 5 kg ,每公斤培養(yǎng)料可采收平菇 ~ kg。 秸稈培養(yǎng)蚯蚓 秸稈經(jīng)過粉碎堆制處理后,可作為餌料飼養(yǎng)蚯蚓。蚯蚓含有多種氨基酸和豐富的粗蛋白, 不僅可用來補充畜禽蛋白飼料的不足, 還可入藥。蚯蚓糞是很好的有機肥料, 含有很高的有機質(zhì)、腐殖質(zhì)、N、P、K、氨基酸等,是植物生長最需要的養(yǎng)料。 秸稈用作能源秸稈能源技術包括秸稈氣化制氣、秸稈壓塊成型制炭和鍋爐燃燒發(fā)電以及生物沼氣等,與煤、油、天然氣相比,秸稈燃料成本低、污染少、秸稈燃燒后的草木灰和制氣產(chǎn)生的沼渣可以還田作肥料,沼液可喂豬或養(yǎng)魚。 秸稈熱解氣化 秸稈熱解氣化是利用秸稈氣化裝置, 將干秸稈粉碎后在經(jīng)過氣化設備熱解、氧化和還原反應轉(zhuǎn)換成一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣體,再通過輸配系統(tǒng), 用于生產(chǎn)生活。秸稈燃氣燃燒后無塵無煙無污染, 減少了 COSO煙塵等污染物的排放。 秸稈成型制炭 秸稈成型制炭, 是利用固化成型設備將秸稈壓縮為原體積的 1 /8~ 1 /12 ,制成一定形狀的塊狀固體燃料, t秸稈固化燃料與 1 t煤炭的熱值相當, 用秸稈成型燃料替代煤炭,經(jīng)濟、環(huán)保、清潔。 鍋爐集中燃燒發(fā)電 農(nóng)作物秸稈是一種很好的清潔可再生能源,平均含硫率只有 % ,發(fā)電 CO2排放量為 0 , 硫排放量比煤炭至少低 50 %。用秸稈燃燒發(fā)電既可緩解農(nóng)村能源緊張, 又有利于保護生態(tài)和資源。 秸稈制沼氣 利用秸稈制沼氣, 即用秸稈和畜禽糞便混合發(fā)酵制沼氣,不僅可解決農(nóng)村的煮飯和照明問題, 還可與柴油混合使用, 節(jié)約柴油70% ~ 80 %。另外,沼液沼渣中含有豐富的氨基酸和蛋白質(zhì),是很好的速效肥。 秸稈工藝品 麥稈可加工成工藝畫或草編織物, ,經(jīng)簡單粗加工制成包片和草苫效益成倍或雙倍增加,是農(nóng)民增加收入的一條好途徑。 秸稈作工業(yè)原料 農(nóng)作物秸稈也可用作工業(yè)制品原料, 經(jīng)碾磨處理后的秸稈纖維與樹脂混合物在金屬模具中加壓成型, 可制造纖維板、包裝箱、快餐盒、工藝品、裝飾板材和一次成型家具等產(chǎn)品, 既減輕了環(huán)境污染,又緩解了木材供應的壓力。秸稈板材制品具有強度高、耐腐蝕、防火阻燃、不變形、不開裂、強度高、美觀大方及價格低廉等特點。秸稈餐具保溫隔熱性好, 強度、挺度佳,制造工藝簡單可靠,生產(chǎn)成本低, 產(chǎn)品附加值高, 使用后可自然降解,或用作飼料和肥料,對環(huán)境損害小。秸稈利用存在的障礙 土地承包形式制約機械化的處理方式我國農(nóng)村的土地聯(lián)產(chǎn)承包責任制小片分散經(jīng)營的模式給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化帶來了問題。由于農(nóng)戶平均農(nóng)田面積小, 農(nóng)作物種植分散, 秸稈分散, 很難采用機械化作業(yè)的方式。近期我國農(nóng)戶的經(jīng)營模式及大型機械化收集作業(yè)還無法普遍實現(xiàn), 秸稈收集及利用也無法照搬西方發(fā)達國家模式。玉米是我國北方大量耕種的農(nóng)作物之一。多數(shù)地區(qū)采用的是玉米小麥間作的種植方式。因此, 在玉米收獲季節(jié)從收獲到種植基本在一個多月的時間。時間短, 秸稈產(chǎn)生量大。也就是說, 收獲時玉米平均畝產(chǎn)秸稈 2 794kg , 其中秸稈的含水量為 2 061kg。如果在收獲時處理秸稈的話, 不論將秸稈運往何處, 都要考慮運輸這每畝秸稈所產(chǎn)生的 2 t左右水所作的無用功。秸稈收獲后都需要將秸稈搬運到工廠。然而, 秸稈質(zhì)地疏松, 不論何種運輸工具都是得不償失。即使經(jīng)過一段時間的晾曬, 在百分之十幾含水量的情況下, 其密度每 m3也只有幾十 kg。對于一個 25 MW 的發(fā)電廠, 年需要秸稈約20萬 t。即使運輸半徑在 100km以內(nèi)可以收集到足夠的原料, 其運輸費用恐怕也在秸稈的本身價值之上。由于秸稈的收獲季節(jié)性很強, 因此, 就更不用說這些秸稈儲藏所需要占用的土地, 以及防火等設施的費用。 投入和產(chǎn)出不成比例在實踐中農(nóng)民還發(fā)現(xiàn), 秸稈還田后, 由于秸稈腐爛較慢使土壤的通 透性等受到破壞, 反而不利于土壤的改良。雖然當前有一種能使秸稈 快速腐爛的催腐劑, 但農(nóng)民采納的不多, 原因是用催腐劑腐化秸稈需先將秸稈從地里搬出來后堆積腐化, 費時費力。將秸稈進行氣化雖是利用秸稈的好方式, 但投資太大, 一般村子搞不起來。因此, 要把秸稈綜合利用做好, 需要政府從財力、物力、人力和技術上給予大力支持。秸稈綜合利用的對策 一體化便捷式秸稈加工的工作方式大量的秸稈在收獲后, 有相當一段時間只能是存放在地頭、路旁或田間, 而且人們都知道十里不運草, 因此, 加工設備的工作方式應該 是小型便捷, 可以移動, 且配置電力、柴油機等不同的動力輸入, 集切碎、調(diào)質(zhì)、固化成型為一體, 方便農(nóng)民操作, 適合于在地頭、路旁實現(xiàn)就地加工[5]。 加大政府支持力度并建立激勵機制嚴格執(zhí)行有關法律法規(guī), 并圍繞秸稈還田制定一系列行之有效的行政和技術措施, 對焚燒秸稈、掠奪式經(jīng)營土地的行為給予法律約束。對增加有機肥投入、進行秸稈還田或有效利用的農(nóng)民要給予一定的政策鼓勵或獎勵。同時各級政府要因地制宜, 加大推廣投入力度, 安排專項資金重點支持建立示范基地, 對推廣項目的技術、設備引進給予適度補貼。目前推廣的秸稈綜合利用項目中, 有的技術還不成熟、有的還需進 一步研發(fā), 技術上的不足很大程度上影響了秸稈的有效利用。如秸稈 氣化中的焦油問題, 高效生物有機肥工業(yè)化生產(chǎn)設備的引進、消化吸收及國產(chǎn)化問題, 秸稈飼料的優(yōu)化配制等。秸稈的轉(zhuǎn)化利用技術除要求經(jīng)過基礎研究和應用技術研究外, 還需要經(jīng)過大量的試驗改進, 特別是生產(chǎn)性中間試驗更為重要。在總結秸稈青