农业固体废物资源化技术 - 秸秆综合利用 

农业固体废物资源化技术——秸秆综合利用

学生 班级 学号 教师

张慧 环境工程 642085229007

张宇峰

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目录

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前言........................................................................................................................................... 3 秸秆综合利用途径 ................................................................................................................... 4 2.1 秸秆饲料利用技术 ....................................................................................................... 4 2.2 秸秆能源利用技术 ....................................................................................................... 5

2.2.1 沼气发酵技术 ................................................................................................... 5 2.2.2 秸秆发电技术 ................................................................................................... 6 2.3 秸秆工业原料利用技术 ............................................................................................... 7

2.3.1 生产有机产品 ................................................................................................... 7 2.3.2 改性秸秆吸附材料 ........................................................................................... 7

3 国外秸秆利用情况 ................................................................................................................... 8 4 总结........................................................................................................................................... 8 参考文献........................................................................................................................................... 9

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农业固体废物资源化技术——秸秆综合利用

摘要：农作物秸秆是当今世界上仅次于石油、天然气和煤炭的第四大能源，因此秸秆的综合利用越来越得到人们的关注。秸秆的综合利用技术主要有秸秆饲料利用技术，能源利用技术，包括沼气发酵技术和秸秆发电技术，秸秆工业原料利用技术，包括产乙醇和制作改性吸附材料等。

关键词：秸秆综合利用；能源利用技术；饲料利用技术；工业原料技术

1 前言

随着我国经济的发展和农民生活水平的提高，农村的生产、生活方式也发生了巨大变化，科技农业和农村企业成为农村经济的两大支柱，随之而来的就是农村固废的种类增多，污染程度加深和处理难度增大等问题。农村环境迅速遭到严重破坏，阻碍了农村经济的进一步发展。

我国是农业大国，拥有极其丰富的生物质资源，农林剩余物年产出实物量为20.29亿t，主要有农作物秸秆、林业剩余物、畜禽粪便、能源作物[1]。农作物秸秆是当今世界上仅次于石油、天然气和煤炭的第四大能源。我国每年产生的秸秆含有大量的氮、钾、磷元素，这些元素的总量相当于全国每年化肥用量的1/4[2]。合理利用秸秆，有利于工业、农业发展，但是大量秸秆被露天焚烧会产生大量气体及气溶胶组分，不仅造成了资源浪费，破坏土壤肥力，还会带来严重的大气污染。因此，如何将秸秆转化为可为我们利用的资源，已得到人们的日益关注。表1-1列出了我国主要农作物秸秆营养成分质量分数。

表 1-1 主要农作物秸秆营养成分质量分数（干重%）

秸秆种类 干物质 粗蛋白 稻草 麦秸 玉米秆 大豆秆 花生藤 蚕豆秆

85 85 94.4 85 90 8.7

4.8 4.4 5.7 5.7 12.2 2.9

粗脂肪 1.4 1.5 1.6 2.0 - 1.1

粗纤维 35.6 36.7 29.3 38.7 21.8 37.0

无氮浸出物

39.8 36.8 51.3 39.4 - 35.9

粗灰分 12.4 6.0 6.6 4.2 - 9.8

Ca 0.7 0.3 微量 1.0 2.8 -

P 0.6 0.1 微量 0.1 0.1 -

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2 秸秆综合利用途径

我国秸秆利用技术主要有秸秆还田技术、秸秆能源利用技术、秸秆饲料利用技术以及用于工业原料（造纸、降解膜、建筑材料、塑料替代品等）等。不同秸秆的有机质成分基本相似，根据不同途径可选择适合的秸秆。一般而言，用作饲料和食用菌基料的秸秆要求粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物的含量要高，纤维素、木质素和灰分的含量要低；用作建筑材料和能原材料的秸秆要求纤维素、木质素的含量和热值高，对蛋白质、脂肪、无氮浸出物的含量低[3]。

2.1 秸秆饲料利用技术

在农作物完全成熟以后秸秆的营养价值很低，粗蛋白质、矿物质、维生素和可消化能等含量较低，适口性和消化性差，反刍动物对秸秆的采食量小，秸秆在反刍动物体内消化率低。但秸秆中含有70%的碳水化合物类，所以可以采取一些处理措施提高秸秆的营养价值。

秸秆用作饲料的加工方法及优缺点如下表2-1所示

表 2-1秸秆用作饲料的加工方法及优缺点

方法 物理方法

具体方法

粉碎软化、压块制粒、热喷

处理、挤压膨化 碱化处理、氧化剂处理、氨

优点 简单易行、容易推

广

提高采食量、消化

缺点

一般不能提高营养价

值

易造成化学物质的过

化学方法

化处理、复合化学处理 青贮、微贮、鸡粪调制、酒

生物方法

糟调制

提高营养价值

率

量，使用范围狭窄、

推广费较高 技术要求高，易造成

腐烂变质

余建军[4]采用物理法将玉米秸秆高温蒸煮预处理，以酶菌共降解秸秆的生物技术手段转化生产蛋白饲料。结果表明，通过生物转化可明显提高秸秆粗蛋白含量，超过了蛋白饲料中最低含20%粗蛋白量的要求。

王巍杰[5]采用白腐真菌降解玉米秸秆制备饲料，以降解纤维素酶活为考察指标，通过L93(4)正交试验确定玉米秸秆饲料发酵最佳工艺条件发酵时间72h、温度30℃、pH值8.5和固液比1：15。秸秆饲料中粗纤维还原糖含量增加13.77个百分点，粗蛋白含量增加3.98个百分点，粗纤维含量降低13.91个百分点。

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露西亚[6]采用尿素氨化、常规青贮、外加植物乳酸菌等三种常规方法对稻草、玉米秸、甘蔗尾进行处理，比较其体外消化率，以确定这三种秸秆饲料最适宜的常规处理方式。试验结果显示，在添加5%玉米粉、5%麦麸、1%豆粕、0.5%尿素的基础上采用植物乳酸青贮处理的稻草、玉米秸、甘蔗尾的体外消化率最高。

2.2 秸秆能源利用技术

2.2.1

沼气发酵技术

秸秆发酵制沼就是将麦秸、稻草等秸秆和人畜粪便等在厌氧条件下，经过多种微生物的作用，降解成简单而稳定的物质和以CH4为主要成分的沼气。秸秆等农业废弃物经沼气发酵后，有机质消耗了50%，氮、磷、钾可保留90%，病虫源明显下降。秸秆生产沼气，一般有两种途径：一是直接进沼气池；二是秸秆作牲畜饲料，牲畜的粪便入沼气池。沼液不仅营养丰富，还具有杀菌作用。沼渣中含有10%~15%的粗蛋白、45%作用的矿物质，不仅是优质肥料，还可以用于培育蘑菇、木耳等。

联户秸秆沼气工程的工艺类型为能源生态型，即通过厌氧发酵后的沼液以农村的农田、鱼塘、植物塘等为依托，作为农作物的有机液体肥料的工程，以生产沼气、环境保护和沼肥生产为目的，冬季通过自身产生的沼气以及太阳照射加温方式，保持中温发酵，其主要原料来源为农作物秸秆，辅料为少量人畜粪便或者少量尿素，投料方式为连续投料。秸秆沼气技术的主要工艺流程如图2-1。

图 2-1沼气发酵基本工艺流程

秸秆在投入发酵池之前，一般需要进行除杂、切碎、堆沤等处理。在联户秸秆沼气工程中，原料的预处理只需要粉碎、添加沼液或者复合菌剂并进行池外堆沤即可。

沼气生产时，沼气在发酵产气过程中需要完全的隔绝氧气，故沼气发酵也称厌氧发酵或厌氧消化。厌氧消化的类型，根据原料在消化器内的水力滞留期（HRT）、固体污泥滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)相关性的不同，可分为常规型、污泥滞留型和附着膜型三种，

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