農(nóng)業(yè)廢棄物處理利用技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展.doc

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農(nóng)業(yè)廢棄物處理利用技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展 摘要：農(nóng)業(yè)廢棄物處理利用，對推進新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。為此，從秸稈與畜禽糞便兩大類農(nóng)業(yè)廢棄物出發(fā)，分析了其處理利用現(xiàn)狀，提出了資源化利用的技術(shù)體系，分析了各項技術(shù)的應(yīng)用特點以及發(fā)展趨勢，并探討了配套農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)廢棄物；秸稈；畜禽糞便；資源化利用；農(nóng)業(yè)機械 中圖分類號：x71；S210.7文獻標識碼：A文章編號：1003-188x（2009）09-023404 0引言 農(nóng)業(yè)廢棄物也稱農(nóng)業(yè)垃圾，主要包括植物纖維性廢棄物（如農(nóng)作物秸稈、谷殼、果殼、樹葉及甘蔗渣等）、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、畜禽糞便、農(nóng)村生活垃圾、污水、人糞尿等，其數(shù)量巨大，分布廣泛，既是寶貴的可再生資源，又是農(nóng)村主要的環(huán)境污染源。農(nóng)業(yè)廢棄物的處理，對實現(xiàn)農(nóng)村家居環(huán)境清潔化、資源利用高效化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無害化，消除農(nóng)村臟、亂、差，推進構(gòu)建和諧社會和社會主義新農(nóng)村建設(shè)具有重大意義[1]。 在我國農(nóng)業(yè)廢棄物處理中，秸稈與畜禽糞便因其量大、污染重、資源化利用潛能大等原因具有重要的地位。本文主要從秸稈與畜禽糞便的處理技術(shù)出發(fā)，探討應(yīng)用技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理且環(huán)保的方法來有效地減少農(nóng)業(yè)污染物的排放。 1農(nóng)業(yè)廢棄物處理現(xiàn)狀 1.1秸稈綜合利用現(xiàn)狀和技術(shù) 農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大副產(chǎn)品，其總量是糧食總產(chǎn)量的1.1～1.2倍。我國每年產(chǎn)生約6.5億t左右的作物秸稈，其中造肥還田和收集損失約占15%，工業(yè)原料12%，飼料13%，燃料25%，還有50%左右的直接還田、燒荒或丟棄。事實上，農(nóng)作物秸稈不僅是農(nóng)村生活燃料、牲畜飼料和有機肥料的重要來源，而且也是重要的工業(yè)、建筑原料，因此應(yīng)該加以充分利用[2]。 目前實際開發(fā)應(yīng)用的秸稈利用技術(shù)主要有5大類20余種，主要包括有：肥料技術(shù)、飼料技術(shù)、燃料技術(shù)、工業(yè)原料技術(shù)、食用菌基料技術(shù)等[1]。 1.2畜禽糞便綜合利用現(xiàn)狀和技術(shù) 隨著我國畜牧業(yè)的高速發(fā)展，畜禽廢棄物也大幅度增加，畜禽養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的廢棄物已經(jīng)超過工業(yè)和城鎮(zhèn)生活排污，成為不可忽視的重大污染源。畜禽糞便若不加以有效處理，將嚴重污染水體、土壤及大氣環(huán)境，并帶來衛(wèi)生、健康問題。畜禽糞便既是污染源，也是肥源，目前我國畜禽廢棄物利用主要有肥料化、飼料化和能源化利用3個方面。 由于畜禽糞便中含有大量的病原體，所以其資源化利用前，必須進行無害化處理。對于糞便固體處理的方法主要有生物發(fā)酵法、干燥法等。畜禽糞便無害化、資源化處理的主要關(guān)鍵工藝為糞便的生物發(fā)酵、干燥和除臭。目前，采用的技術(shù)主要有：一是沼氣發(fā)酵；二是高溫烘干；三是固液分離，堆腐晾曬；四是機械攪拌，高溫堆肥；五是接種菌劑，塔式翻動發(fā)酵。 2農(nóng)業(yè)廢棄物處理技術(shù)分析 2.1秸稈處理技術(shù)分析 秸稈的種類很多，總體上可將秸稈分為3大類：水稻小麥油菜、玉米高粱和棉花甘蔗。第一類水稻小麥油菜稈性質(zhì)類似，質(zhì)地較軟，總體上最主要采用直接還田和收集利用兩種有效方式予以利用，也可預(yù)處理后制取沼氣[3]；第二類玉米高粱稈，青稈糖分較高，適宜作為青貯飼料，秸稈可以作為氣化燃料使用；第三類棉稈和甘蔗渣，木質(zhì)素含量很高，適宜用于成型炭化和氣化。 針對上述分析，秸稈利用具有廣闊前景，需要對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和工藝進行深入研究，也需要開發(fā)相關(guān)的裝備或設(shè)備，并結(jié)合秸稈特性、區(qū)域種植制度、區(qū)域能源結(jié)構(gòu)等具體情況，因地制宜地制定出相應(yīng)的秸稈綜合利用方案。根據(jù)秸稈分類，提出了相應(yīng)的秸稈處理方式，并分析了各項技術(shù)的應(yīng)用特點及發(fā)展趨勢，具體如圖1所示。 ""src="/UploadFiles/20124/Essay/2012415221030.png"/> 圖1秸稈綜合利用方式及應(yīng)用特點圖 2.2畜禽糞便處理技術(shù)分析 根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模不同，畜禽糞便處理可以分為分散處理方式和集中處理方式兩種。以農(nóng)戶為單元的分散養(yǎng)殖畜禽糞便，目前主要采用直接還田和戶用沼氣兩種方式利用，戶用沼氣既可以解決能源問題，又可以獲得高效有機肥料，并減少對環(huán)境的污染[4]。 根據(jù)無害化、減量化和資源化的原則，對規(guī)模化養(yǎng)殖場畜禽糞便應(yīng)盡量采用干濕分別處理的方式。每個養(yǎng)殖場的干糞采取厭氧干發(fā)酵獲得一次能源效益后，將沼渣集中到有機肥廠，開發(fā)成顆粒有機肥，該技術(shù)的關(guān)鍵是對現(xiàn)有規(guī)模養(yǎng)殖場進行清干糞的裝備改造和厭氧干發(fā)酵技術(shù)與裝備進行攻關(guān)。每個養(yǎng)殖場的沖洗液和尿液應(yīng)采取濕式厭氧發(fā)酵，獲得一次能源效益后，較稀的沼液應(yīng)進行分散綜合利用，該方式的關(guān)鍵是分散利用模式與運行機制的建立。根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模大小，提出了相應(yīng)的處理方式，并就各項技術(shù)的應(yīng)用特點及發(fā)展趨勢作出分析，具體如圖2所示。3配套農(nóng)業(yè)機械發(fā)展 在農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用方式中，還需要相應(yīng)的配套農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展作為支撐。隨著農(nóng)業(yè)廢棄物多途徑資源化利用的開展，對相應(yīng)農(nóng)業(yè)機械配套機具、設(shè)備的發(fā)展也提出了越來越多的要求。 3.1秸稈處理配套農(nóng)機 對于可直接還田的秸稈，如水稻小麥油菜等，需要大力開發(fā)和推廣秸稈粉碎機或直接埋草機。將田間秸稈就地粉碎并均勻拋撒在地表后，隨即用犁耕翻深埋，目前多采用拖拉機配套秸稈直接粉碎還田機。對于不需粉碎即可腐解的秸稈，則可通過集整地、翻埋于一體的機具直接將秸稈埋入土中，也是適合南方的一種方式[5]。 對于不宜直接還田的秸稈，首先應(yīng)盡量采集后加以利用，要求采用半喂入式收割機，以完整保存秸稈并留茬低，為后續(xù)利用帶來方便。目前半喂入式收割機較全喂入式價格偏高，還需要政府的進一步推廣[6]。對于氣化、制沼、成型等秸稈利用方式，均需要預(yù)先對秸稈進行粉碎處理，因此對秸稈粉碎機形成了需求，不僅要求能將各種秸稈能粉碎到所需的長短或粒徑，對于制沼用途，還要求能夠有效破壞秸稈表面蠟質(zhì)層，便于充分降解。尤其是質(zhì)地較軟的秸稈，粉碎時易發(fā)生纏繞等故障，應(yīng)進一步加大對此類機具的研發(fā)和推廣。 秸稈氣化是近年來發(fā)展較快的一種利用方式，秸稈氣化的核心部件在于秸稈氣化爐，需要集中技術(shù)力量攻關(guān)解決焦油、燃料適應(yīng)面等問題，促進氣化爐的應(yīng)用。 機制木炭是秸稈成型化利用方式，對于生物質(zhì)擠壓成型設(shè)備目前急需解決的問題主要是提高設(shè)備機組的可靠性，尤其是提高磨損部件的使用壽命。此外，需要擴大設(shè)備適應(yīng)范圍，提高設(shè)備的經(jīng)濟性。 ""src="/UploadFiles/20124/Essay/2012415221045.png"/> 圖2畜禽糞便綜合利用方式及應(yīng)用特點圖 3.2畜禽糞便處理配套農(nóng)機 畜禽糞便處理過程中首先需要發(fā)展干清糞機械，以實現(xiàn)糞水分離，降低后期處理的有機質(zhì)濃度。尤其是規(guī)?；B(yǎng)殖場，應(yīng)針對不同養(yǎng)殖條件，發(fā)展機械刮糞板、自走式或集中式清糞機械，以適應(yīng)現(xiàn)代健康養(yǎng)殖的需要[7-8]。 畜禽糞便沼氣化利用方式中，進出料設(shè)備是難點問題。尤其在沼氣池大修時，由于池內(nèi)底物組成復(fù)雜，潛污泵容易出現(xiàn)故障，壽命較短，需要研發(fā)適合沼氣池抽吸料的專用泵。此外，沼渣沼液儲運設(shè)備，如沼液沼渣吸運車也需要進一步普及，并降低成本，提高可靠性，以利于畜禽糞便沼氣化利用的推廣。 畜禽糞便資源化利用的重要途徑是制有機肥，這是經(jīng)濟效益的主要來源。一套系統(tǒng)的制肥設(shè)備，包括了脫水、輸送、翻堆、干燥、制粒等多個環(huán)節(jié)，目前多采用飼料、肥料等行業(yè)的設(shè)備，應(yīng)針對畜禽糞便物料特點開發(fā)相應(yīng)設(shè)備，并與有機肥工藝結(jié)合，加強設(shè)備的集成化生產(chǎn)能力。 4結(jié)語 我國在未來15～20年，農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生總量依然呈增加的趨勢，如果不加以合理的利用和處理，農(nóng)業(yè)廢棄物，尤其是畜禽養(yǎng)殖對環(huán)境的污染將更加嚴重。農(nóng)業(yè)廢棄物的處理不僅關(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)村兩型社會的建設(shè)緊密相關(guān)。 我國在農(nóng)業(yè)廢棄物處理方面應(yīng)大力采用現(xiàn)代的生物技術(shù)和工程技術(shù)提升農(nóng)業(yè)廢棄物的處理水平，提高廢棄物的利用率，在處理農(nóng)業(yè)廢棄物的同時，消除農(nóng)業(yè)廢棄物對環(huán)境的污染，發(fā)展生物質(zhì)經(jīng)濟、開發(fā)生物質(zhì)能源，發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)村經(jīng)濟和社會發(fā)展。 參考文獻： [1]楊亞娟.開發(fā)利用有機廢棄物實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].國土與自然資源研究，2002（2）：32-33. 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