農(nóng)業(yè)廢棄物地資源化利用

1、文檔1 刖言1.1 研究背景農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被丟棄的有機(jī)類(lèi)物質(zhì)，主要包括：農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò) 程中產(chǎn)生的植物殘余類(lèi)廢棄物， 畜牧漁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)物類(lèi)殘余廢棄物， 農(nóng)業(yè)加工過(guò) 程中產(chǎn)生的加工類(lèi)殘余廢棄物和農(nóng)村城鎮(zhèn)生活垃圾等1,2。而日常所說(shuō)的農(nóng)業(yè)廢棄物主要是指狹義農(nóng)業(yè)廢物即農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便。 本課題所說(shuō)種植類(lèi)及其加工廢棄物指其中農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)及加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物。中國(guó)是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國(guó)家，每年大約產(chǎn)出40 多億噸。隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)作物的產(chǎn)量隨之提高，同時(shí)畜禽養(yǎng)殖數(shù)量也逐漸增加，使得農(nóng)業(yè)廢棄物種類(lèi)和 總量逐漸上升。然而近幾年農(nóng)村勞動(dòng)力的缺失和勞動(dòng)成本的

2、增加，對(duì)用于農(nóng)業(yè)廢棄物的利用 率越來(lái)越低，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)廢棄物隨意遺棄現(xiàn)象嚴(yán)重。1.1.1我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物特點(diǎn)我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物主要由4 個(gè)部分構(gòu)成：養(yǎng)殖業(yè)廢棄物，種植業(yè)廢棄物，農(nóng)村生活垃圾和農(nóng)業(yè)加工廢棄物3。養(yǎng)殖業(yè)廢棄物養(yǎng)殖業(yè)廢棄物包括畜禽糞便和欄圈墊物等。其資源來(lái)自于牧、漁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的殘余物，主要來(lái)自圈養(yǎng)的牛、豬和雞 3 類(lèi)畜禽。畜禽糞便年產(chǎn)出量約為26.1 億噸，其中牛糞 12.7億噸，豬糞 4.7 億噸，羊糞 5.4 億噸，家禽類(lèi) 3.3 億噸，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人類(lèi)糞便2.5 億噸。畜禽糞便資源量最豐富的6 個(gè)省份的排序?yàn)?4。隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，糞便的生產(chǎn)量還會(huì)增加，預(yù)計(jì)

3、到2020 年，我國(guó)畜禽糞便量將達(dá)到40 億噸5。種植業(yè)廢棄物表 1-1 2009 年農(nóng)作物秸稈資源量Tab.1-1 crop straw resources of 2009秸稈種類(lèi)可收集資源量（億噸）占理論資源量百分比 （）稻草2.0525%麥秸1.5018.3%玉米秸2.6532.3%棉稈0.25843.2%油料作物秸稈0.37374.6%豆類(lèi)秸稈0.27263.3%薯類(lèi)秸稈0.22432.7%可收集總量6.8783.8%種植業(yè)廢棄物包括農(nóng)田、食用菌種植及果園殘留物如作物的秸稈、蔬菜的殘?bào)w或果樹(shù)的枝條、落葉、果實(shí)外殼等。農(nóng)作物秸稈7.0 億噸，其中稻草 2.3 億噸，玉米秸稈

4、2.2 億噸，豆文檔類(lèi)和雜糧作物秸稈 1 億噸， 花生、 薯類(lèi)藤蔓和甜菜葉等蔬菜殘?bào)w 1.8 億噸。2009 年我國(guó)農(nóng)作 物秸稈理論資源量為 8.2億噸， 而可收集資源量約為 6.87 億噸， 具體分類(lèi)見(jiàn)下表 16。調(diào)查結(jié) 果顯示，我國(guó)的秸稈為利用資源量非常豐富，具有巨大的資源利用潛力7。農(nóng)村生活垃圾農(nóng)村生活垃圾包括農(nóng)村居民生活廢棄物如人糞尿和生活垃圾等。鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人類(lèi)糞 便約為 2.5 億噸。而這些廢棄物雖然相比其他量不是很大，但是不能得到及時(shí)處理，也會(huì)對(duì) 環(huán)境造成污染同時(shí)浪費(fèi)資源。農(nóng)業(yè)加工業(yè)廢棄物農(nóng)業(yè)加工工業(yè)廢棄物包括農(nóng)副產(chǎn)品加工后的剩余物例如稻殼、麥麩、玉

5、米芯、鋸末、秸 稈、樹(shù)皮、果殼、蔗渣、菇渣、酒糟渣、中藥渣等，主要來(lái)源于動(dòng)植物。其中肉類(lèi)加工和農(nóng) 作物加工廢棄物 1.5 億噸，林業(yè)廢棄物 0.5 億噸；其他類(lèi)有機(jī)廢棄物約有0.5 億噸。農(nóng)產(chǎn)品在初加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物主要包括甘蔗渣、玉米芯、稻殼、花生殼等，這些廢棄物的年產(chǎn) 量現(xiàn)已超過(guò) 1 億 t。隨著糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)，這些廢棄物也會(huì)增加，預(yù)計(jì)到2020 年將達(dá)到 2 億t。 2006-2010 年我國(guó)木材采伐剩余物和加工剩余物量為8056 萬(wàn)噸，折合 4592 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，加上各類(lèi)經(jīng)濟(jì)林撫育管理期間育林剪枝所獲得的薪材實(shí)物量4813 萬(wàn)噸，折合標(biāo)準(zhǔn)煤 2743 萬(wàn)噸，實(shí)物量共計(jì)為 12869

6、 萬(wàn)噸，可折合 7335 萬(wàn) t 標(biāo)準(zhǔn)煤8。1.1.2農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用意義由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人口不斷增加，這些廢棄物以年5%10% 的速度遞增。預(yù)計(jì)到 2020 年我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量將超過(guò) 50 億噸， 其中秸稈將達(dá)到 9.5 億噸 11 億噸， 畜禽糞 便將達(dá)到 41 億噸1。如果把這些農(nóng)業(yè)廢棄物隨意丟棄或者排放到環(huán)境中，不能被作為資源利 用，將會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染、水污染、固體廢棄物污染，將對(duì)人們的身體健康帶來(lái)很大危 害，值得重視。同時(shí)，農(nóng)業(yè)廢棄物具有數(shù)量巨大，具有可再生、再生周期短、生物降解、環(huán) 境友好等優(yōu)點(diǎn)，是重要的生物質(zhì)資源。消除日益嚴(yán)重的環(huán)境污染目前，我國(guó)

7、是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國(guó)家，每年大約有40 多億 t，其中農(nóng)作物秸稈 7.0 億 t， 畜禽糞便排放量 26.1 億 t， 廢棄農(nóng)膜等塑料 2.5 萬(wàn) t， 鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人糞便 2.5 億 t， 蔬菜廢棄物 11.5億 t，肉類(lèi)加工廠廢棄物 0.50.65 億 t，餅粕類(lèi) 0.25 億 t，林業(yè)廢 棄物每年約達(dá) 3700 萬(wàn) m3，相當(dāng)于 1000 萬(wàn) t 標(biāo)準(zhǔn)煤9。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，種植業(yè)逐 漸轉(zhuǎn)向集中、高效、清潔的方式，傳統(tǒng)的個(gè)體堆肥技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要。從而農(nóng)業(yè)廢棄物在原有堆肥的利用上又面臨著新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)廢棄物的污染主要表現(xiàn) 為：(1)秸稈焚燒和臭氣

8、引起的空氣污染10；(2)重金屬、 農(nóng)藥和獸藥殘留引起的土壤污染； (3)農(nóng)業(yè)“白色污染” ；(4)糞便等造成的水源污染11；(5)農(nóng)業(yè)廢棄物引起細(xì)菌和病毒的傳播。上 述污染均是伴隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的。合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源可以有效地降低或者消除 以上存在的環(huán)境污染問(wèn)題。因此，在大力發(fā)展農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源是非 常必要的12。改善耕地土壤質(zhì)量隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日益集約化，生產(chǎn)資料投入的增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有了飛躍的發(fā)展，傳統(tǒng)的有 機(jī)肥料面臨被拋棄的境地。根據(jù)全國(guó)化肥試驗(yàn)網(wǎng)肥料長(zhǎng)期定位試驗(yàn)和國(guó)家土壤肥力與肥料效文檔益監(jiān)測(cè)資料顯示，近年來(lái)，我國(guó)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量有下降趨勢(shì)，土壤

9、緩沖能力減弱，抗災(zāi) 能力衰退，化肥利用率低，土壤肥力降低。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的肥料化利用,生產(chǎn)有機(jī)肥料可以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，提高土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的有效性,并有助于改善土壤質(zhì)地。解決農(nóng)村能源短缺問(wèn)題我國(guó)的人均生活用電很低不到韓國(guó)的五分之一，而人口占全國(guó)總?cè)丝诘?0% 以上的農(nóng)村電力供應(yīng)缺口更大。因此生物質(zhì)能一直是農(nóng)村的主要能源之一，農(nóng)村生活用能源仍有57% 依靠薪柴和秸稈。薪柴消費(fèi)量超過(guò)合理采伐量的15%，導(dǎo)致大面積森林植被破壞，水土流失加劇和生態(tài)環(huán)境失衡。 如果用當(dāng)前農(nóng)林廢棄物產(chǎn)量的50%作為電站燃料，可發(fā)電 4000 億 kW -h,占目前我國(guó)總耗電量的 30左右。要實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)

10、展目標(biāo)，因地制宜地利用當(dāng)?shù)厣?物質(zhì)能資源，秸稈、薪柴、谷殼和木屑等，建立分散、獨(dú)立的離網(wǎng)或并網(wǎng)電站擁有廣闊的市 場(chǎng)前景?！熬盼濉币詠?lái)的全國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)家園建設(shè)的實(shí)踐已經(jīng)證明，有效利用農(nóng)林廢棄物和 鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活廢棄物，發(fā)展農(nóng)村沼氣等能源工程和生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，可有效地促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)，減輕對(duì)森林資源的破壞，減少土壤侵蝕和水土流失，保護(hù)生物多樣性。1.2 研究目的及意義本文擬將從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的視角對(duì)農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物中種植類(lèi)及加工廢棄物的資源化利用問(wèn)題進(jìn)行研究， 在對(duì)現(xiàn)有的廢棄物資源化利用方式進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合農(nóng)墾的實(shí)際情況，初步提出種植業(yè)廢棄物綜合利用模型及其效益評(píng)價(jià)指標(biāo)， 為最大程度上實(shí)現(xiàn)農(nóng)墾農(nóng)業(yè)種

11、植類(lèi) 廢棄物的資源化提供理論指導(dǎo)和相關(guān)建議并做出進(jìn)一步探討，希望達(dá)到以下目的：（1） 深入調(diào)查農(nóng)墾現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)種植類(lèi)廢棄物的種類(lèi)、數(shù)量及其處理方式、資源化程度以 及相關(guān)政策，分析現(xiàn)有方式的優(yōu)缺點(diǎn)，找出最佳改進(jìn)方式的切入點(diǎn)；（2） 建立農(nóng)墾農(nóng)業(yè)種植類(lèi)廢棄物的綜合利用模型，旨在最大程度的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資 源化；（ 3）完善農(nóng)業(yè)種植類(lèi)廢棄物綜合利用效益評(píng)價(jià)體系，為不同的廢棄物利用方式進(jìn)行效益評(píng)價(jià)；（4）通過(guò)該研究強(qiáng)調(diào)農(nóng)墾農(nóng)業(yè)種植類(lèi)廢棄物的資源化利用，最大限度的讓農(nóng)民分享到農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來(lái)的好處。通過(guò)對(duì)農(nóng)墾種植類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的分析優(yōu)化及效益評(píng)價(jià)，在環(huán)境方面能夠找出 最佳的資源化利用方式及

12、利用分配以達(dá)到最大程度的利用。 綜合利用效益評(píng)價(jià)可從經(jīng)濟(jì)方面 得出最佳的農(nóng)業(yè)循環(huán)發(fā)展的模式， 在達(dá)到環(huán)保性和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，給農(nóng)民帶來(lái)最大的 經(jīng)濟(jì)效益。1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析國(guó)外對(duì)種植類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的開(kāi)發(fā)利用較早，也比較完善。主要以下幾個(gè)方面13：1.3.1農(nóng)業(yè)廢棄物處理廢水傳統(tǒng)的廢水處理方法是利用粒狀活性炭以及從原油中發(fā)分離的聚合物轉(zhuǎn)移廢水中的有毒 金屬等物質(zhì)。而Purdue 大學(xué)的研究院將農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物用于處理工業(yè)和生活污水，且效文檔果不錯(cuò)。吸附是一種用于去除替代或從水溶液中回收金屬離子的新興技術(shù)。生物吸附比傳統(tǒng) 方法有一定的優(yōu)勢(shì)，包括：低成本、高效率、最小的化學(xué)或生物污泥、生物

13、吸附劑的再生和 金屬回收的可能性。D. Sud 等研究表明纖維素類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物是具有顯著金屬吸附作用的豐富來(lái)源，生物質(zhì)廢 棄物中的官能團(tuán)對(duì)重金屬離子有很強(qiáng)的親和力，從而形成金屬絡(luò)合物或螯合物14。而這些官 能團(tuán)主要包括：乙酰氨基，酒精，羰基，酚基，酰胺基，氨基，巰基等。吸附過(guò)程的機(jī)理包 括化學(xué)附著、絡(luò)合作用、表面吸附、氣孔擴(kuò)散和離子交換等。 D.K.Mohamad 等也利用吸附作 用吸附去除陽(yáng)離子和陰離子燃料，同時(shí)也得出農(nóng)業(yè)廢棄物吸附燃料的吸附能力有所不鎖，受 溶液的 PH 值、燃料初始濃度、吸附劑用量和處理溫度影響15。B.H. Hameed 等對(duì)用蒜皮從水溶液出去亞甲藍(lán)( MB )的吸附能力

14、進(jìn)行了評(píng)價(jià)，利用偽一階和偽二階動(dòng)力學(xué)模型對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，結(jié)果表明蒜皮可以作為一種燃料吸附劑用于替代更為昂貴的吸附劑16。另外，U.K.Garg 和乙 Aksu 等分別用甘蔗渣、玉米秸稈和甜菜渣從水溶液中吸附去除其中的六價(jià)Cr( W)和 Cu( n)離子17,18。1.3.2農(nóng)業(yè)廢棄物清潔油污A. Srinivasan 和 T. Viraraghavan 評(píng)估了四種類(lèi)型的生物質(zhì)材料去除水中油的效率，在研 究中使用的是標(biāo)準(zhǔn)的礦物油、植物油和切削油。利用材料為伴隨著殼聚糖和核桃介質(zhì)的魯氏 毛霉和藍(lán)色犁頭霉兩種真菌生物。發(fā)現(xiàn)無(wú)活性的魯氏毛霉從水中去油效果比藍(lán)色犁頭霉更有 效，且魯氏毛霉的去油效率在

15、77-93% 之， PH 為 5.0。標(biāo)準(zhǔn)礦物油、植物油和切削油的吸附容 量分別為 77.2、 92.5 和 84 毫克/克19, 20。 S. Ibrahim 和 S. wang 利用大麥秸稈由陽(yáng)離子表面活 性劑作為吸附劑以從水溶液中去除乳化菜籽油。同時(shí)利用2 吸附、FT-IR、SEM、表面酸性和吸附劑解析分析了改進(jìn)后的大麥秸稈表面活性劑的組織和結(jié)構(gòu)特性。從吸附溫度、溶液的 PH 值、裝載吸附劑和粒度四個(gè)因素分析了對(duì)油的吸附性能。動(dòng)力學(xué)研究表明平衡時(shí)間較短， 等溫線研究表明油的吸附與 Langmuir 模型擬合很好。從 Langmuir 吸附等溫線測(cè)定的吸附容 量為 576.0 0.3mg/

16、g ( 25 C)21。1.3.3農(nóng)業(yè)廢棄物作為能源制備甲烷P. Weiland 從沼氣的生產(chǎn)和環(huán)境影響方面從出發(fā)，分析了現(xiàn)階段生產(chǎn)沼氣(甲烷)的主要 生產(chǎn)方式。發(fā)現(xiàn)生物殘?jiān)蛷U物的厭氧消解既能生產(chǎn)沼氣同時(shí)還能得到一種可用性更高和更 好的氮肥。 最后綜述了沼氣生產(chǎn)中生化參數(shù)和原料影響微生物轉(zhuǎn)化和天然氣產(chǎn)量的效率和可 靠性22。 城市固體廢棄物和木質(zhì)纖維素生物質(zhì)如農(nóng)作物秸稈和能源作物的有機(jī)部分都可通過(guò) SS-AD 進(jìn)行處理。 Y. Li 和 S.Y. Park 等分析了固態(tài)厭氧消化( SS-AD )的優(yōu)缺點(diǎn)和主要技術(shù)參 數(shù)。對(duì)不同原料的沼氣生產(chǎn)產(chǎn)量的變化進(jìn)行了討論， 同時(shí)需要對(duì)木質(zhì)

17、纖維素生物質(zhì)需要預(yù)處 理以提高沼氣產(chǎn)量。 并對(duì)主要操作參數(shù)如： C/N 比、固含量、溫度、接種對(duì) SS-AD 性能的影 響進(jìn)行了總結(jié)。 提高工作溫度可以提高沼氣產(chǎn)量和生產(chǎn)料率。并對(duì)用于當(dāng)前商業(yè)規(guī)模的 SS-AD系統(tǒng)的不同反應(yīng)裝置和經(jīng)濟(jì)對(duì)系統(tǒng)選擇的影響都進(jìn)行了討論23。而 S. Karellas 等提出厭氧消化是目前農(nóng)業(yè)廢物利用防止污染和高效能源生產(chǎn)的非常有前途的解決方案。 但由于這項(xiàng)技術(shù) 存在一定的不足， 文章的目的是介紹一種基于農(nóng)業(yè)原料的沼氣廠項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的投資決策工文檔具包I24】。R.Chandra 等通過(guò)從木質(zhì)纖維素主要農(nóng)作物廢棄生物質(zhì)（玉米，小麥，水稻和甘蔗） 的生物途徑提出關(guān)于可再

18、生甲烷燃料生產(chǎn)的工藝并進(jìn)行了全面的探討。同時(shí)對(duì)生物甲烷化過(guò) 程中的最佳生產(chǎn)條件也進(jìn)行了探討。與生物乙醇生產(chǎn)比較得出甲烷產(chǎn)量潛力和能量分析。從 厭氧消化及酒精發(fā)酵的總體參數(shù)分析得出啊產(chǎn)品能夠木質(zhì)纖維素農(nóng)作物廢棄物生產(chǎn)生物沼氣 發(fā)電更經(jīng)濟(jì)，是生物質(zhì)利用有利于環(huán)境的能源生產(chǎn)的可持續(xù)性途徑25。制備乙醇制備氫氣其他能源用途1.4 國(guó)研究現(xiàn)狀及發(fā)展1.5 主要研究容農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方式的完善， 不但能促進(jìn)該地區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)， 而且 對(duì)我國(guó)其它地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)提供借鑒模式。農(nóng)業(yè)廢棄物未得到妥善處理不但是資源的損失， 也會(huì)引發(fā)一系列的環(huán)境問(wèn)題。盡管目前我

19、國(guó)在這方面已經(jīng)有一定的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相 比還有一定的差距。因此，完善我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用方式，已成為亟需關(guān)注的問(wèn) 題。本論文圍繞農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用展開(kāi)研究， 對(duì)各類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的利用方式進(jìn)行 系統(tǒng)研究， 探討如何建立農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用模型、構(gòu)建農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用效益評(píng) 價(jià)體系，從實(shí)體和程序方面解決農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的種種問(wèn)題。這對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán) 經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。同時(shí)對(duì)完善相關(guān)政策法規(guī)具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。（ 1）深入調(diào)查農(nóng)墾現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)廢棄物的種類(lèi)、數(shù)量及其處理方式、 資源化程度以及相關(guān)政策。農(nóng)墾每年到底產(chǎn)生多少農(nóng)業(yè)廢棄物，這些農(nóng)業(yè)廢棄物在時(shí)間和空間

20、上的分布格局，目 前尚沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和記錄。對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量和危害的粗略估算，大多數(shù)也僅僅是由 作物和養(yǎng)殖規(guī)模估算得出，而且不同部門(mén)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)出入也很大；對(duì)于農(nóng)業(yè)廢棄物的利 用狀況如何，農(nóng)業(yè)廢棄物是如何處置處理的，各種消化和利用途徑的比例及具體應(yīng)用情況如 何， 沒(méi)有量化的數(shù)據(jù)， 也沒(méi)有估算的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 根據(jù)農(nóng)業(yè)廢棄物的數(shù)量、特點(diǎn)以及依據(jù) 地區(qū)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r因地制宜確定的農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用模式有哪些，也都沒(méi)有明確的 數(shù)據(jù)。因此深入調(diào)查農(nóng)墾現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)廢棄物的種類(lèi)、數(shù)量及其處理方式、資源化程度以及相 關(guān)政策，避免我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用的盲目性，為制定切實(shí)可行的政策提供依據(jù)26。（ 2

21、）建立農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用模型。我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用創(chuàng)新性技術(shù)少， 有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和有很好適應(yīng)性能以及推廣價(jià)值的技術(shù)更少，轉(zhuǎn)化產(chǎn)品品種單一、質(zhì) 量差、利用率低、商品價(jià)值低。一些成熟技術(shù)卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和配套技術(shù)間的兼容，農(nóng)業(yè)廢棄物飼料化處理技術(shù)實(shí)施以后就成為了整個(gè)技術(shù)的終端。高效的機(jī)械設(shè)備與生物技術(shù) 無(wú)法有機(jī)結(jié)合，工藝和工程技術(shù)得不到升級(jí)，設(shè)備水平得不到提高，不能有效地轉(zhuǎn)化農(nóng)業(yè)廢棄物，實(shí)現(xiàn)資源化利用。與此同時(shí)，設(shè)備的投入、財(cái)政的支撐和吸納社會(huì)資金的能力不足，文檔一些很好的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，得不到應(yīng)用和推廣，導(dǎo)致廢棄物的資源化利用在低 水平上重復(fù)，無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推

22、廣，不能適應(yīng)社會(huì)。因此，根據(jù)農(nóng)墾的現(xiàn)狀，利用現(xiàn)有 最先進(jìn)的技術(shù)，建立農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用模型，具有重要意義。（3）完善農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用效益評(píng)價(jià)體系。對(duì)不同的農(nóng)業(yè)廢棄物利用方式從生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后得出其綜合效益，并據(jù)此提出優(yōu)化農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢 棄物資源化利用結(jié)構(gòu)的建議。2、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的現(xiàn)狀中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物再利用有著悠久的歷史，堆肥和沼氣技術(shù)在傳統(tǒng)的生態(tài)理念指引下被廣泛應(yīng)用，從全國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)示縣收集到的370 多個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)實(shí)用模式中，有1/3 是以農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用 技術(shù)為紐帶聯(lián)結(jié)形成的高效生產(chǎn)模式。近些年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源再利用 的方式主要有能源化、肥料化、

23、飼料化和材料化等。2.1 能源化利用生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，在世界能源消費(fèi)總量中占 14%，而且與前三大能源相比具有可再生的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物的生物質(zhì)能是農(nóng)村 能源的重要組成部分，在解決農(nóng)村能源短缺和農(nóng)村環(huán)境污染方面有重要的價(jià)值。近年來(lái)，中 國(guó)先后對(duì)禽畜糞便厭氧消化、 農(nóng)作物秸稈熱解氣化等技術(shù)進(jìn)行了攻關(guān)研究和開(kāi)發(fā) ，已經(jīng)取得了一定成績(jī)。比如利用糞便產(chǎn)生沼氣發(fā)電，燃燒秸稈產(chǎn)生熱能供熱，將有機(jī)垃圾混合燃燒發(fā)電等。2.2 肥料化利用農(nóng)業(yè)廢棄物和鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾的肥料化在提高土壤肥力，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)等方面有其獨(dú)特的作用。2.3 飼料化利用目前，農(nóng)業(yè)廢棄物的飼料化

24、主要分為 植物纖維性廢棄物的飼料化和動(dòng)物性廢 棄物的飼料化，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)廢棄物中含有大量的蛋白質(zhì)和纖維類(lèi)物質(zhì) ，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理便可 作為畜禽飼料應(yīng)用。當(dāng)前我國(guó)秸稈的飼用量約為 1.6 億 t,相當(dāng)于 3.67 億 h 怦天然植物纖維性廢棄物主要指秸稈。文檔草地的產(chǎn)草量，其相應(yīng)的養(yǎng)殖量約為4.67 億只羊單位，占我國(guó)草食畜養(yǎng)殖總量的3/4。秸稈大多可以直接飼喂，經(jīng)過(guò)一定的加工處理，可以提高其營(yíng)養(yǎng)利用率和經(jīng)濟(jì)效益。加工處理方法包括粉碎等物理方法、酸堿處理等化學(xué)方法和微生物發(fā)酵等。動(dòng)物性廢棄物主要指畜禽糞便和加工下腳料。如雞糞的有效能值為7 524 kJ/kg,含粗蛋白 27%左右，無(wú)氮浸出物 20

25、%以上，還含有豐富的鈣、磷和微量元素，通過(guò)特定的物理、化學(xué)和微生物方法處理后可作為畜禽飼料。但是，動(dòng)物性廢棄物的飼料化利用存在一定的安全隱患，目前人們對(duì)動(dòng)物性廢棄物的飼料化利用觀點(diǎn)不一致，存在爭(zhēng)議。2.4 材料化利用利用農(nóng)業(yè)廢棄物中的高蛋白質(zhì)資源和纖維性材料可生產(chǎn)多種生物質(zhì)材料，比如利用農(nóng)業(yè)廢棄物中的高纖維性植物廢棄物生產(chǎn)紙板、人造纖維板、輕質(zhì)建材板，通過(guò)固化、炭化技術(shù)制成活性炭，生產(chǎn)可降解餐具材料和纖維素薄膜，利用稻殼作為生產(chǎn)白碳黑、炭化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料，利用秸稈、稻殼經(jīng)炭化后生產(chǎn)鋼鐵冶金行業(yè)金屬液面的新型保溫 材料，利用棉稈皮、棉鈴殼等含有酚式羥基化學(xué)成分制成聚合陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸收

26、重金屬。農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用中存在的主要問(wèn)題3.1 農(nóng)業(yè)廢棄物資源總量不清中國(guó)每年到底產(chǎn)生多少農(nóng)業(yè)廢棄物，這些廢棄物呈怎樣的分布利用狀況如何，對(duì)環(huán)境造成多大影響，沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和記錄，現(xiàn)有的來(lái)自不同部門(mén)的數(shù)據(jù)出入很大，真?zhèn)坞y辨。3.2 重視程度不夠，缺乏相關(guān)政策法規(guī)國(guó)家目前沒(méi)有完整的農(nóng)業(yè)廢棄物利用的專(zhuān)門(mén)法律法規(guī)農(nóng)業(yè)，主管部門(mén)只重視“肉、蛋、奶” 等農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，不重視農(nóng)業(yè)廢棄物的利用。即便在當(dāng)前注重環(huán)境保護(hù)和食品安全的大背景 下，對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和資源化利用也沒(méi)擺在應(yīng)有的位置?，F(xiàn)有的農(nóng)業(yè)廢棄物的管理體制 和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可操作性差，更談不上預(yù)警、監(jiān)測(cè)體系。3.3 農(nóng)業(yè)廢棄物利用技術(shù)落后，利用率低雖然

27、我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物利用有著悠久的歷史，但是創(chuàng)新性技術(shù)少，推廣價(jià)值不高，農(nóng)業(yè)廢棄物 的利用率很低。比如秸稈的利用，大多數(shù)還是采用直接燃燒供熱或者還田的方式，缺乏先進(jìn)的利用技術(shù)。3.4 農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品單一，商品價(jià)值低農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)品開(kāi)發(fā)缺乏主攻方向，品種單一，質(zhì)量不高，商品價(jià)值低。比如畜禽糞便的利 用，大多數(shù)采用烘干后直接飼喂的方式，缺乏對(duì)其有效營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的分析利用，沒(méi)有形成創(chuàng)新 型的飼料產(chǎn)品。文檔3、我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用的發(fā)展前景3.1 要樹(shù)立總體發(fā)展思路中國(guó)在未來(lái) 1520 年農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生總量依然呈增加的趨勢(shì)，如果不加合理的利用和處理，農(nóng)業(yè)廢棄物，尤其是畜禽養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的污染將更加嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)廢

28、棄物的處理與資源化不 僅關(guān)系到資源的再利用和環(huán)境安全，而且與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村小康社會(huì)的建設(shè)緊密相關(guān)，必須樹(shù)立農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的總體發(fā)展戰(zhàn)略思路。按循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論，以人為本，由廢棄物的生態(tài)循環(huán)開(kāi)始，逐級(jí)發(fā)展到循環(huán)農(nóng)業(yè)、循環(huán)社會(huì)的“三環(huán)”循環(huán)總體發(fā)展戰(zhàn)略思路：第一個(gè)“環(huán)”是從農(nóng)業(yè)本身發(fā)展的層面，按照生態(tài)循環(huán)原理，以農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用為切入點(diǎn)連 接種植和養(yǎng)殖業(yè)，構(gòu)建循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式；第二個(gè)“環(huán)”是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原理，構(gòu)建生 產(chǎn)一生活一生態(tài)一生命（人） 一體化協(xié)調(diào)發(fā)展的“四位一體”農(nóng)村發(fā)展模式；第三“環(huán)”為在上述兩個(gè)循環(huán)的基礎(chǔ)上，形成具有循環(huán)社會(huì)特征的農(nóng)村小康社會(huì)。3.2 注重技術(shù)創(chuàng)新突破和集

29、成在今后農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用中，要把新技術(shù)、新工藝的研究放在突出位置，依靠現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)和工程技術(shù)，提升產(chǎn)品的技術(shù)含量。比如發(fā)酵工程中微生物的篩選和高效工程菌的構(gòu)建，新型酶制劑的選擇等。依據(jù)不同地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，因地制宜地利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)并與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，按照“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”的原則，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法，將各種技術(shù)優(yōu)化組合， 構(gòu)建農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用生態(tài)模式。建立和完善農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系 和技術(shù)保障體系。實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)兩個(gè)系統(tǒng)的良性循環(huán)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)三大效益的統(tǒng)一。3.3 加強(qiáng)生物質(zhì)能利用的研究 農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)能利用是農(nóng)業(yè)廢棄

30、物資源化利用的一個(gè)重大拓展， 在整個(gè)新能源和可再生能源中占重要地位。農(nóng)業(yè)植物纖維性廢棄物由C、H、O 等元素和灰分組成，當(dāng)它們被點(diǎn)燃時(shí)，供應(yīng)少量空氣，并且采取措施控制其反應(yīng)過(guò)程，使其變成CO、CH4、H2 等可燃?xì)怏w，生物質(zhì)部分能量都被轉(zhuǎn)化到氣體中。氣化后的可燃?xì)怏w可作為鍋爐燃料與煤混燃，也可作為 管道氣為城鄉(xiāng)居民集中供氣。將氣化后的可燃?xì)饨?jīng)過(guò)凈化除塵與燃機(jī)連用，取代汽油或柴油，實(shí)現(xiàn)能量系統(tǒng)的高效利用。氣化后的可燃?xì)膺€可進(jìn)行氣化發(fā)電，氣化發(fā)電技術(shù)可以在較小規(guī) 模下實(shí)現(xiàn)較高的利用率，并能提供高品位的能源形式，是一個(gè)重要的發(fā)展方向。如德國(guó)最早 利用秸稈發(fā)電的 Thuringain 鎮(zhèn)電站，年處理秸

31、稈3000 t，我國(guó)目前在建設(shè)了1.2 MW 示電站,該電站是我國(guó)及亞洲最大的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，整體水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。3.4 開(kāi)辟新的利用途徑在我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物中，秸稈占很大比例。當(dāng)前對(duì)秸稈的利用主要集中在燃燒供能、堆肥還田和 直接飼喂畜禽上，缺乏其它利用途徑的創(chuàng)新研究。筆者認(rèn)為，利用秸稈養(yǎng)殖昆蟲(chóng)，進(jìn)一步發(fā) 展各種昆蟲(chóng)產(chǎn)品有很廣闊的應(yīng)用前景， 例如黃粉蟲(chóng)的養(yǎng)殖。黃粉蟲(chóng)素有“動(dòng)物蛋白飼料之王”文檔的美譽(yù)，通過(guò)工廠化生產(chǎn)，可提供大量?jī)?yōu)質(zhì)動(dòng)物性蛋白質(zhì)，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。黃粉蟲(chóng)脫脂 提油后的蟲(chóng)粉蛋白質(zhì)含量達(dá)到70%，再經(jīng)提取殼聚糖 （甲殼素），蛋白含量可高達(dá) 80%，不但能夠替代進(jìn)口優(yōu)質(zhì)魚(yú)粉，而且

32、完全可以食用。除了黃粉蟲(chóng)，秸稈還可以養(yǎng)殖蝗蟲(chóng)、大麥蟲(chóng)、螟蟲(chóng)等多種昆蟲(chóng)。畜禽糞便是一個(gè)巨大的生物質(zhì)資源庫(kù)，以前大多都是直接堆肥處理。直接堆肥時(shí)間長(zhǎng)，肥效差。筆者認(rèn)為，通過(guò)一些生物技術(shù)手段可以獲得更加理想的效果。比如在糞便中引入蚯蚓，蚯蚓可以憑借自身的酶系統(tǒng)將有機(jī)廢物迅速分解，轉(zhuǎn)化為易于利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而加速堆肥的效果。另外，在糞便中加入適宜的菌劑進(jìn)行發(fā)酵堆肥，可以迅速增加有益微生物的繁殖，快 速分解糞便中的有機(jī)物，產(chǎn)生生物熱能，高溫抑制或殺滅有害菌及病蟲(chóng)卵，而且還可以吸收分解惡臭。因此，篩選和培育合適的生物菌劑成為了當(dāng)前研究的重點(diǎn)?！?1 引言1.1 研究目的及意義1.1.1 研究背景1.1.

33、2 研究目的意義1.2 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)1.2.1 國(guó)研究動(dòng)態(tài)1.2.2 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)1.3 研究容及方法1.4 研究重點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)文檔2 農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀2.1 農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物概述2.2 農(nóng)墾現(xiàn)有典型農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方式2.2.1 能源化利用222肥料化利用 2.2.3 飼料化利用2.2.4 材料化利用2.3 本章總結(jié)3 農(nóng)墾農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用綜合模型3.1 各類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方式缺陷3.1.1 能源化利用缺陷3.1.2 肥料化利用缺陷3.1.3 飼料化利用缺陷3.1.4 材料化利用缺陷1陶思源.關(guān)于我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化問(wèn)題的思考J.理論界,2013, (05): 28-3

34、0.2維春，杜歡.論中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用立法 史J.華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2013, (02): 8-14.3俙何，洪春來(lái)，朱鳳香，燕來(lái)，曉旸,王衛(wèi)平.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀與前景展望J.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013, (20):209-209,218.4石元春.中國(guó)生物質(zhì)原料資源J.中國(guó)工程科學(xué)，2011, 2(13):16-23.5農(nóng)業(yè)發(fā)展計(jì)劃司.農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2007-2015年)EB/OL.wwwagrigovcn/jhgb/t20080826_1168529htm, 2007.6金水，同，云偉祥，周軍.省農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分資源肥料文檔化利用現(xiàn)狀與前景分析J.磷肥

35、與復(fù)肥, 2008, (05): 52-54+39.7農(nóng)業(yè)部科技教育司.全國(guó)農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查與評(píng)價(jià) 報(bào)告J.農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(新能源產(chǎn)業(yè)), 2011, (02): 2-5.8石元春,汪燮卿,依偉倫.中國(guó)可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研 究叢書(shū)(生物質(zhì)能卷)M. :中國(guó)電力, 2008.9振鈞,永明.我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與農(nóng)村生物質(zhì)能 源利用的現(xiàn)狀與發(fā)展J.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào), 2006, (01): 6-13.10穎.農(nóng) 業(yè) 固體廢棄物資源化利用M. :化 學(xué) 工 業(yè),2005.11卞有生.生態(tài)農(nóng)業(yè)中廢棄物的處理與再生利用M. :化學(xué)工業(yè),2000.12春和,白曉龍,沃飛.農(nóng)業(yè)廢棄物污染與防治對(duì)策J.農(nóng)業(yè)環(huán)

36、境與發(fā)展, 2008, 25(05): 115-118.13熊月娥.國(guó)外農(nóng)業(yè)廢棄物的利用J.農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與技術(shù)1997, (06):40-41.14 Sud D, Mahajan G, Kaur M. Agricultural waste material aspotential adsorbent for sequestering heavy metal ions from aqueoussolutions-A reviewJ. Bioresource Technology, 2008, 99(14):6017-6027.15 Salleh MAM, Mahmoud DK, Karim WAWA

37、, Idris A. Cationicand anionic dye adsorption by agricultural solid wastes: Acomprehensive reviewJ. Desalination, 2011, 280(1): 1-13.16 Hameed B, Ahmad A. Batch adsorption of methylene bluefrom aqueous solution by garlic peel, an agricultural waste biomassJ.Journal of Hazardous Materials, 2009, 164(2): 870-875.17 Garg UK, Kaur M, Garg V, Sud D. Removal of hexavalentchromium from aqueous solution by agricultural waste biomassJ.Journal of Hazardous Materials, 2007, 140(1): 60-68.18 Aksu Z, ? ? o? lu ? A. Removal of copper (II) ions fromaqueous solution by biosorption onto agric