生物质灰渣的利用
生物质燃气的肥料与农业资源利用
生物质燃气的肥料与农业资源利用生物质燃气，作为一种可再生能源，其来源广泛，包括农业废弃物、林业剩余物、城市有机垃圾等近年来，随着环保意识的增强和能源需求的增加，生物质燃气的利用受到了广泛关注然而，生物质燃气的副产品——生物质灰渣，同样具有重要的利用价值本文将重点探讨生物质灰渣在农业领域的应用，特别是在肥料和农业资源利用方面的潜力生物质灰渣的特性生物质灰渣是生物质燃气燃烧过程中产生的副产品，其主要成分包括矿物质、有机质、微量元素等由于生物质燃烧过程中，有机物质被氧化为二氧化碳和水，因此，生物质灰渣中的矿物质和微量元素相对较为丰富这些矿物质和微量元素对植物生长具有重要作用，可以作为肥料使用生物质灰渣在肥料中的应用生物质灰渣中的矿物质和微量元素对植物生长具有重要作用，可以作为肥料使用其中，矿物质主要包括钙、镁、钾等，这些元素是植物生长所必需的大量元素微量元素如铁、锌、铜、锰等，虽然植物需要的量很少，但对植物的生长发育具有至关重要的作用生物质灰渣中的有机质含量也相对较高，可以作为有机肥料使用，提高土壤的有机质含量，改善土壤结构除了作为肥料，生物质灰渣在农业资源利用中还具有其他潜力例如，生物质灰渣可以用于土壤改良，提高土壤的肥力和保水能力生物质灰渣中的矿物质和微量元素可以中和土壤酸性，提高土壤的pH值此外，生物质灰渣还可以作为土壤的生物活性物质来源，促进土壤微生物的活性，提高土壤的生物降解能力生物质燃气在提供可再生能源的同时，其副产品生物质灰渣也具有重要的农业利用价值作为一种肥料和土壤改良剂，生物质灰渣可以提供植物生长所需的矿物质和微量元素，改善土壤结构，提高土壤的肥力和保水能力因此，生物质燃气的农业资源利用，不仅可以减少废弃物的排放，降低环境污染，还可以提高农业生产的效率和质量这是文章的相关的内容，后续将详细讨论生物质灰渣在农业实践中的应用案例，以及如何优化生物质燃气的农业资源利用生物质灰渣的农业应用研究生物质灰渣在农业领域的应用研究已经取得了一定的进展许多研究表明，生物质灰渣中的营养成分和微量元素对作物生长具有显著的促进作用例如，钾、钙、镁等矿物质对作物的生长发育至关重要，而铁、锌、铜、锰等微量元素则对作物的品质和产量具有显著影响此外，生物质灰渣中的有机质对土壤的改良作用也受到了广泛关注有机质可以提高土壤的保水能力、改善土壤结构、增强土壤微生物活性等因此，将生物质灰渣作为有机肥料施用到土壤中，可以提高土壤的肥力和作物产量许多国家和地区已经将生物质灰渣应用于农业生产中，并取得了良好的效果以下是一些典型的应用案例：1.水稻种植：在水稻种植过程中，将生物质灰渣作为肥料施用到土壤中，可以提高水稻的产量和品质研究发现，生物质灰渣中的矿物质和微量元素可以促进水稻的生长，提高水稻的抗病能力和适应性2.蔬菜种植：将生物质灰渣作为有机肥料施用到蔬菜种植土壤中，可以提高蔬菜的品质和产量生物质灰渣中的有机质和矿物质可以改善土壤结构，提高土壤的保水和透气能力，有利于蔬菜的生长3.果树种植：在果树种植中，生物质灰渣也具有良好的应用前景研究发现，生物质灰渣中的营养成分和微量元素可以促进果树的生长发育，提高果实的品质和产量4.林业：生物质灰渣还可以应用于林业生产，促进树木的生长将生物质灰渣作为基质材料，可以用于树木的营养钵育苗，提高树木的成活率和生长速度生物质燃气农业资源利用的优化策略为了更好地利用生物质燃气的农业资源，以下几个方面的优化策略值得我们关1.生物质灰渣的处理和施用方法：针对不同作物和土壤类型，研究合适的生物质灰渣处理和施用方法，以充分发挥其肥料和土壤改良作用2.生物质燃气产业的规模化发展：鼓励和支持生物质燃气产业的规模化发展，提高生物质燃气的生产和利用效率，降低成本3.政策扶持和推广：政府应出台相关政策，扶持生物质燃气农业资源利用的研究和推广，鼓励农民和企业积极参与4.技术创新：加强生物质燃气农业资源利用的技术创新，研究新型生物质燃气利用技术和设备，提高生物质燃气的利用效率5.环境保护：在生物质燃气农业资源利用过程中，要注意环境保护，确保生物质灰渣的合理处理和利用，避免对环境造成污染生物质燃气作为一种可再生能源，其农业资源利用具有广泛的前景通过合理利用生物质灰渣作为肥料和土壤改良剂，可以提高农业生产效率、改善土壤质量、促进作物生长，同时也有利于环境保护我们应深入研究生物质燃气农业资源利用的技术和策略，促进生物质燃气产业的可持续发展这是文章部分，至此，文章已完成了大约60%的内容接下来，文章将探讨生物质燃气农业资源利用的挑战和未来发展生物质燃气农业资源利用的挑战尽管生物质燃气农业资源利用具有明显的好处，但在实际应用中仍面临一些挑战灰渣处理和施用问题生物质灰渣的处理和施用是生物质燃气农业资源利用的关键步骤然而，不同类型的生物质灰渣其营养成分和物理化学性质差异较大，如何进行有效的处理和施用仍需要进一步研究和实践规模化发展挑战生物质燃气产业的规模化发展需要足够的生物质原料供应、先进的技术设备以及足够的市场需求然而，目前生物质燃气的供应和需求仍面临不平衡的问题政策扶持和推广问题政策扶持和推广是促进生物质燃气农业资源利用的重要手段然而，目前相关政策仍不够完善，政策的推广和实施效果也有待提高技术创新问题生物质燃气农业资源利用的技术创新是推动产业发展的关键然而，目前仍缺乏高性能、低成本、易于操作的生物质燃气利用技术和设备未来发展政策支持和市场引导政府需要出台更完善的政策，支持生物质燃气农业资源利用的研究和推广同时，通过市场机制，引导和鼓励农民和企业积极参与生物质燃气农业资源利用技术创新和研发企业和研究机构应加大生物质燃气农业资源利用的技术创新和研发投入通过研发高性能、低成本、易于操作的生物质燃气利用技术和设备，提高生物质燃气的利用效率教育和培训通过教育和培训，提高农民对生物质燃气农业资源利用的认识和技术水平使他们能够有效地利用生物质灰渣，提高农业生产效率环境保护和可持续发展在生物质燃气农业资源利用过程中，要注意环境保护，确保生物质灰渣的合理处理和利用，避免对环境造成污染同时，要注重产业的可持续发展，确保资源的持续供应和利用生物质燃气作为一种可再生能源，其农业资源利用具有广泛的前景通过合理利用生物质灰渣作为肥料和土壤改良剂，可以提高农业生产效率、改善土壤质量、促进作物生长，同时也有利于环境保护我们应深入研究生物质燃气农业资源利用的技术和策略，促进生物质燃气产业的可持续发展至此，文章已完成了全部内容文章详细探讨了生物质燃气的肥料和农业资源利用，包括生物质灰渣的特性、在肥料和农业资源利用中的潜力、应用案例、优化策略、挑战以及未来发展希望这份文章对您有所帮助。
生物质锅炉灰渣水冷冷却处理方案及流程
生物质锅炉灰渣水冷冷却处理方案及流程一、引言：生物质锅炉灰渣是生物质燃烧后产生的副产品，其中含有大量的无机盐和有机物质。
由于灰渣中含有高浓度的盐分，直接排放会对环境造成污染。
因此，对生物质锅炉灰渣进行水冷冷却处理是必要的，以降低其温度并减少对环境的影响。
二、处理方案：1.灰渣水冷冷却系统设计：灰渣水冷冷却系统包括水冷冷却器、冷却水循环泵、水冷冷却塔等设备。
冷却器和冷却塔的选型应根据灰渣的产量和水冷冷却效果进行合理选择，并考虑其耐腐蚀性能。
2.冷却水源选择：冷却水源可以选择自来水、天然水源或循环水。
选择冷却水源时应考虑水质的清洁程度、成本和环境保护等因素。
3.冷却水循环系统：冷却水循环系统主要包括冷却水循环泵、水冷冷却器和冷却塔。
冷却水循环泵负责将冷却水抽送到水冷冷却器进行冷却，然后将冷却后的水送入冷却塔进行冷却。
循环系统中应设置适当的过滤设备，以防止灰渣进入冷却塔。
4.冷却器和冷却塔运行参数：冷却器和冷却塔的运行参数包括进水温度、出水温度、流量和冷却效果等。
根据灰渣产量和排放要求，调整冷却器和冷却塔的相关参数，以确保灰渣在冷却过程中可以达到预期的降温效果。
5.灰渣水冷冷却系统的维护：定期对冷却器和冷却塔进行清洗，清除灰渣和污垢，以保证水流通畅。
同时，定期检查冷却水质量，确保水质符合环境要求。
如果发现冷却水质量下降，应及时更换冷却水。
三、处理流程：1.收集灰渣：将生物质锅炉燃烧后产生的灰渣收集到指定的收集设备中。
2.灰渣进入冷却系统：将收集到的灰渣通过输送设备送入水冷冷却器中。
3.水冷冷却：灰渣在水冷冷却器中与冷却水接触，通过水的冷却作用将灰渣的温度降低。
4.冷却水循环：冷却水循环泵将冷却后的水抽送到冷却塔中进行进一步的冷却。
冷却塔通过与空气接触将水的温度降低，然后将冷却后的水再次送回水冷冷却器进行循环使用。
5.定期维护：定期清洗冷却器和冷却塔，清除灰渣和污垢，以及检查冷却水的质量和冷却效果。
6.排放处理：经过冷却处理后的灰渣可通过合理的处理方式进行处置，如经过过滤后进行资源化利用或安全无害化处理。
生物质废弃物的污染治理与资源化利用
生物质废弃物的污染治理与资源化利用生物质废弃物的污染治理与资源化利用是当前环境保护和可持续发展领域中的一个重要课题，随着人们对于环境保护意识的增强，以及能源资源短缺的日益加剧，生物质废弃物的综合利用和资源化已成为一种必然趋势。
本文将从生物质废弃物的来源、造成的污染、治理技术以及资源化利用等方面展开阐述，旨在探讨如何有效地治理生物质废弃物污染并实现资源化利用的途径和方法。
1.生物质废弃物的来源生物质废弃物是指由植物、动物等生物体所产生的废弃物，主要包括农作物秸秆、家禽畜禽的粪便、园林废弃物、食品加工废弃物等。
随着农业生产和城市化进程的加快，生物质废弃物的产生量不断增加，尤其是农作物秸秆、畜禽粪便等大量排放，严重污染了环境，给人们的生活带来了不便。
2.生物质废弃物污染的危害生物质废弃物的大量排放给环境带来了严重的污染，主要体现在以下几个方面：2.1 土壤污染农作物秸秆等生物质废弃物长期堆积在土地上会导致土壤酸化、贫化，破坏土壤结构，影响农作物生长，降低土地的肥力。
2.2 水体污染畜禽粪便等生物质废弃物中含有大量的氮、磷等养分物质，如果排放到水体中会导致水体富营养化，促使藻类等水生植物大量繁殖，破坏水生态平衡。
2.3 大气污染生物质废弃物的露天焚烧和堆放会释放大量的有害气体和颗粒物，对空气质量造成影响，加剧大气污染问题。
3.生物质废弃物的治理技术针对生物质废弃物的污染问题，目前主要的治理技术包括：3.1 生物质废弃物的厌氧发酵通过将生物质废弃物投入发酵罐进行厌氧发酵处理，可以有效降解生物质废弃物中的有机物质，并产生沼气等有机肥料和生物能源。
3.2 生物质废弃物的焚烧处理将生物质废弃物进行高温焚烧，可以将有机物质完全氧化，减少有害气体的排放，并产生热能和灰渣等资源。
3.3 生物质废弃物的堆肥处理将生物质废弃物进行堆肥处理，促进有机物质的分解转化，产生优质有机肥料，同时减少废弃物对环境的污染。
4.生物质废弃物的资源化利用除了治理生物质废弃物的污染问题外，还可以通过资源化利用生物质废弃物实现循环经济，主要包括：4.1 生物质废弃物的生物能源利用将生物质废弃物转化为生物能源，如生物柴油、生物乙醇等，可以替代传统石油能源，减少对化石能源的依赖。
生物质灰渣的利用
生物质灰渣的性质研究摘要生物质灰渣的pH高,含有丰富的钾、硅以及多种微量元素,在农业生产中可以用作土壤改良剂和制取多元复合肥料。
以往对生物质灰渣的研究和资源化利用大多局限于建筑、化工等行业方面,而在农业方面特别是农业化学行为的研究却鲜有报道。
本文以四种不同类型的生物质灰渣（锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰）为研究对象，分析了生物质灰渣的物理化学特性,探讨灰渣在不同浓度下对磷吸收、解吸特性。
关键词：生物质灰吸附解吸物理化学特性第1章背景及研究意义中国作为一个传统的农业大国,每年农业生产和农村生活中不可避免会产生品种多、数量大以及形态各异的农业废弃物，农业废弃物包括作物稻秆、果壳、农产品加工废弃物、禽畜粪便等，而这些农业废弃物具有污染环境、储存再生利用的特性。
中国作为农业废弃物产出量最大的国家，如何充分有效地利用并将其加工转化“变废为宝"，对农业资源的有效利用，减少环境的污染，改善农村生态环境具有重要的意义。
目前,国内外对农业废弃物的资源化利用主要有词料化、肥料化、能源化以及基质化等几个方向。
随着人类对能源的需要不断增加，应用农业废弃物直接燃烧产能越来越受到各国的重视,以农作物稻杆为主的生物质直燃发电，不仅能使环保和节能效益显著,也是我国大力发展循环经济，利用可再生资源的重要尝试。
当今,生物质直接燃烧产能进入大规模推广阶段，大规模的生物质燃烧,也相应的产生了大量的生物质灰.根锯环境保护和资源开发的需要,提高生物质灰的利用价值，而不只是简单的填埋处理,成为循环经济发展中的问题。
1。
1农业废弃物的特性农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质,主要指农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物；畜牧渣业生产过程中产生的动物类残余废弃物;农业加工过程中产生的加工类废弃物；农村城镇生活垃圾。
通常所指的农业废弃物是种植业生产过程中产生的作物稻秆和养殖过程中产生的畜禽粪便[1]。
农业废弃物具有数量大、分散性、季节和周期性、差异性等特点.中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，锯统计，我国每年产生畜禽粪便量26亿t，农作物稻杆7亿t，蔬菜废弃物1.0亿t，乡镇生活垃圾和人粪便25亿t，肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿t，林业废弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其它类有机废弃物约有0.5亿t，折合7亿t的标准煤［2］。
生物质发电厂的灰渣利用探讨
生物质发电厂的灰渣利用探讨摘要：生物质发电厂是我国发电系统的重要组成部分，在维稳电力供应、支持地方经济建设、社会和谐发展等方面有着重要意义。
灰渣是生物质发电厂的主要产物之一，随着近年来生物质发电产能不断提高，所产生的灰渣也越来越多。
本文主要就生物质发电厂灰渣展开分析，首先探讨了灰渣的基本内容，之后就其构成以及有效处理办法进行分析，以期对我国电力事业的可持续发展有所帮助。
关键词：生物质；发电；灰渣；引言近年来，随着电力产业的高速增长，生物质发电技术也被提高到了新的阶层，与此同时也导致了大量的灰渣产生。
对于灰渣的有效处理，业已受到了业内的广泛关注。
就国家层面而言，我国制定了“储用结合、积极利用”的治理理念。
即科学性的对灰渣予以利用，变废为宝，提升资源利用率，此之外还可帮助推动经济的稳步增长以及生态环保建设。
灰渣之中往往包含了大量的钾元素、钙元素以及磷元素，这些都有着重要的利用价值。
1.生物质发电灰渣处理现状一热电联产企业，锅炉使用的是内固硫以及四炉二塔的氨硫酸湿法脱硫技术，在运行期间锅炉所形成的灰渣与其它电厂炉外脱硫的粉煤灰依据特定的比例予以融合，灰渣混合之后销往水泥厂以及砖厂，氨法所形成的硫酸氨则会销往化肥厂；也有一些生物质发电厂所产生的锅炉灰渣的化学组成未有达到砖厂以及水泥厂的粉煤灰指标，则可以将其销往加气混凝土砌块生产单位，砖厂使用这些企业的锅炉灰渣物质以及其它的炉外脱硫粉煤灰依据特定的配比予以混合之后，予以加气混凝土砌块砖的加工。
而对于一些完全未有达到市场相关要求的锅炉灰渣，目前也有被运往窑坑进行费坑填埋等案例。
1.灰渣的特性以秸秆燃烧灰渣为例，从起外观角度分析，秸秆飞灰通常为灰白色和深灰色，钾元素含量较高，一般可以达到19.8个百分点左右，是生产钾肥的重要原料。
结合颗粒度角度分析，飞灰以及炉灰大多比较细，此外炉渣的颗粒较高，无法直接性的予以应用，飞灰的质量百分比会因为颗粒直径的降低而表现出显著的上升趋势。
生物质电厂灰渣用途分析
生物质电厂灰渣用途分析生物质电厂灰渣是指在生物质发电过程中产生的废弃物，主要包括灰烬和飞灰两种类型。
灰渣具有高温处置、资源化利用的潜力，因此对其进行合理利用具有重要意义。
首先，生物质电厂灰渣可作为建材原料进行利用。
研究表明，生物质灰烬富含K、Ca等营养元素，可以作为水泥和混凝土的掺合材料，提高建筑材料的强度、耐久性和工程性能。
将灰渣与水泥、石灰等材料混合，在适当温度和时间条件下烧结，可以得到高质量的掺合料。
此外，生物质飞灰中的未燃烧碳含量较高，可以通过活性炭化处理制备成活性炭材料，具有很高的吸附性能，可用于废水处理、空气净化等领域。
其次，生物质电厂灰渣是一种理想的农业肥料。
灰烬中含有大量的植物营养元素和微量元素，如磷、钾、硫、铁、锌等，可以通过灰烬还田来为土壤增加肥料成分，改善土壤肥力和农产品品质。
研究表明，与常规肥料相比，生物质灰烬能更好地提高土壤pH值，改善土壤结构，并且对作物的生长和产量有明显的促进作用。
此外，飞灰中的有机质和微量元素对土壤有机质的补充也起到了积极作用。
再次，生物质电厂灰渣可用于能源回收。
灰渣中的未燃烧有机质含量较高，可以通过技术手段进行二次利用。
例如，通过热解、气化等方式，将灰烬中的有机质转化为生物质燃料，再次进行能源利用。
此外，通过灰渣的炭化处理，可以得到生物质炭，其具有较高的热值和水分吸附性能，可以作为生物质燃料或工业燃料使用。
最后，生物质电厂灰渣也可以用于污水处理、土壤修复以及生态建设等领域。
灰渣中的高碱度物质可以作为中和剂用于污水处理中，有效去除生产过程中产生的酸性废水。
同时，灰渣中的矿物质和微生物可以改善土壤结构，修复受污染的土壤。
此外，可以将灰渣用于固土、固底、造林等生态建设工作中，推动生态环境保护和可持续发展。
总之，生物质电厂灰渣具有多种用途，包括作为建材原料、农业肥料、能源回收和环境修复等。
对于实现生物质能的可持续利用和环境保护具有重要意义。
因此，需要进一步研究和开发利用技术，促进灰渣的资源化利用，并建立相关的政策和标准，推动生物质发电行业的可持续发展。
生物质灰
惯性 当含灰粒气流转 撞击
向时，具有较大 惯性动量的灰粒 离开气流而撞击 到受热面的壁面
化学 反应 碱金属、硫和氯
挥发出来，相互 之间发生反应； 包括气体和沉积 物灰渣发生反应
生物质灰的利用
➢ 生物质灰发电厂灰分的钾含量约为5.33%，远远低于实验模拟 燃烧后灰分中K2O的含量17.47%，同时生物质灰中还含有铁 、镁、钙、锌等对植物有益的元素，且重金属含量非常低， 因此生物质灰具有开发低端肥料的价值。
MgO对灰熔融温度的影 响与CaO类似，随着灰中 MgO含量的增加，灰熔 融温度呈先降低后升高的 趋势，但通常是起到提高 灰熔点的作用。
生物质灰的特点
不同物质对生物质灰的特性的影响
Al2O3
酸性氧化物
SiO2
▪当Al2O3含量略低时，生 物质灰熔点下降。
▪增加Al2O3对生物质灰熔 点的提高作用很明显。
生物质灰的特点及利用
生物质发电技术-研 董晓晨 2014-11-26
Contents
1
生物质灰的组成
2
生物质灰的特点
3 燃烧过程中的积灰结渣问题
4
生物质灰的利用
Hot Tip
❖ 不同的生物质中，其无机物组成不尽相同，这与 该生物质的生长环境、生理特点有很大关系，因 此不同生物质灰的组成也有较大差别。
工艺三
再将反应后剩余的生物质炭渣进行赋 活反应，制取活性炭。
煤与生物质混燃
煤灰中的SiO2含量较多，一般约占30%-70%，它具有双重性，易与金属氧 化物反应生成熔点低的共晶体。同时，SiO2对熔融温度的影响还跟煤灰 中其他物质的含量有关，如Al2O3、Fe2O3。
煤灰中Al2O3的含量比SiO2要低，约为10%-40%。Al2O3能显著增加煤灰 的熔融温度。
生物质能发电厂废弃物处理方案
生物质能发电厂废弃物处理方案随着环保意识的日益提高，生物质能发电厂的发展已成为推进清洁能源、减少化石能源消耗的重要手段。
但是，随之而来的问题是如何有效处理生物质能发电厂产生的废弃物。
本文将从多个方面探讨生物质能发电厂废弃物的处理方案，旨在提出可行的解决方案，实现废弃物的资源化利用。
一、生物质能发电厂废弃物特点生物质能发电厂通过利用生物质作为燃料，产生能量，从而驱动发电机发电。
在生产过程中，除了发电所需的生物质外，还产生了一些废弃物，如锅炉灰渣、废弃秸秆和木板等。
这些废弃物的特点是含水量高、有机物含量高、灰分多。
二、1. 锅炉灰渣处理方案生物质能发电厂的锅炉灰渣是一种含有各种重金属和危险物质的有毒固体废物。
因此，在处理锅炉灰渣时，需要采取严格的措施，防止对环境和人的健康造成影响。
处理方案包括：（1）固化处理：将锅炉灰渣与水泥等固化材料混合，形成高强度钢筋混凝土块，以减少锅炉灰渣的体积和危害性。
（2）填埋处理：将固化后的锅炉灰渣填埋到安全、合法的场地。
填埋场要符合环境保护要求，禁止填埋对环境和人体健康造成影响的废弃物。
（3）资源化利用处理：将固化后的锅炉灰渣作为建筑材料，铺路材料，或用于陶瓷等领域。
2. 废弃秸秆处理方案生物质能发电厂废弃秸秆的主要成分是纤维素和木质素，可以利用生物技术、化学技术和热力学优势实现资源化利用。
处理方案包括：（1）沼气发电：将废弃秸秆和有机固体废物混合后加入沼气池中进行沼气发酵，产生具有高压缩值和低污染性的沼气。
（2）能源回收：将废弃秸秆进行干燥，研磨后作为能源回收。
燃烧后能够产生热能，用于发电等领域。
（3）有机肥料：利用发酵技术将废弃秸秆转化成有机肥，用于农业生产。
3. 木板处理方案生物质能发电厂废弃木板的周期比其他固体废物长，处理难度较大。
为此，需要有一套完善的处理方案，保证废弃木板的安全、环保处理。
处理方案包括：（1）木材回收：将废弃木板进行分类，挑选出可以回收的木材，提取木材中的有价值的成分重复利用。
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生物质灰渣的性质研究摘要生物质灰渣的pH高,含有丰富的钾、硅以及多种微量元素,在农业生产中可以用作土壤改良剂和制取多元复合肥料。
以往对生物质灰渣的研究和资源化利用大多局限于建筑、化工等行业方面,而在农业方面特别是农业化学行为的研究却鲜有报道。
本文以四种不同类型的生物质灰渣(锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰)为研究对象,分析了生物质灰渣的物理化学特性,探讨灰渣在不同浓度下对磷吸收、解吸特性。
关键词：生物质灰吸附解吸物理化学特性第1章背景及研究意义中国作为一个传统的农业大国,每年农业生产和农村生活中不可避免会产生品种多、数量大以及形态各异的农业废弃物,农业废弃物包括作物稻秆、果壳、农产品加工废弃物、禽畜粪便等,而这些农业废弃物具有污染环境、储存再生利用的特性。
中国作为农业废弃物产出量最大的国家,如何充分有效地利用并将其加工转化“变废为宝”,对农业资源的有效利用,减少环境的污染,改善农村生态环境具有重要的意义。
目前,国内外对农业废弃物的资源化利用主要有词料化、肥料化、能源化以及基质化等几个方向。
随着人类对能源的需要不断增加,应用农业废弃物直接燃烧产能越来越受到各国的重视,以农作物稻杆为主的生物质直燃发电,不仅能使环保和节能效益显著,也是我国大力发展循环经济,利用可再生资源的重要尝试。
当今,生物质直接燃烧产能进入大规模推广阶段,大规模的生物质燃烧,也相应的产生了大量的生物质灰。
根锯环境保护和资源开发的需要，提高生物质灰的利用价值,而不只是简单的填埋处理,成为循环经济发展中的问题。
1.1农业废弃物的特性农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质,主要指农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物;畜牧渣业生产过程中产生的动物类残余废弃物;农业加工过程中产生的加工类废弃物;农村城镇生活垃圾。
通常所指的农业废弃物是种植业生产过程中产生的作物稻秆和养殖过程中产生的畜禽粪便[1]。
农业废弃物具有数量大、分散性、季节和周期性、差异性等特点。
中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,锯统计,我国每年产生畜禽粪便量26亿t,农作物稻杆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t,乡镇生活垃圾和人粪便25亿t,肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿t,林业废弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其它类有机废弃物约有0.5亿t,折合7亿t的标准煤[2]。
1.1.1农业废弃物的种类(1)种植废弃物种植废物中我国的农作物稻秆产量达5亿吨,随着工农业生产的迅速发展和人口的增加,这些废弃物以年均5%-10%的速度增长[3]。
就目前我国稻秆利用情况来看,大约有30%的稻轩直接用作农村生活燃料,20%用作家畜词料,2%-3%用作工业副生产,6%直接还田。
随着农村的能源结构、种植结构发生了较大变化,农作物稻杆的大量剩余,使大量的稻秆被浪费或就地焚烧,不仅造成了严重的环境污染和火灾隐患,而且也造成了资源的巨大浪费。
(2)养殖废弃物我国是世界上经营禽畜养殖业最早的国家之一[4],养殖业的发展在改善我国人民生活水平,调整人民膳食结构,提高农民收入作出巨大贡献的同时,不可避免地产生了大量的“畜产公害”。
畜禽类便和养殖污水任意堆弃、排放现象普遍存在,畜禽粪便已成为环境的重要污染源。
畜禽废弃物对水体的污染归结起来主要是粪便中有机物的腐败分解产物排入水体改变水体的物理、化学性质和生物群落组成,导致水体污染。
对空气污染主要是有机分解物产生的恶臭和有害气体和代谢病原微生物的粉尘直接或间接危害人畜健康[5]。
对土壤的污染主要是类便及分解产物携带的污染物质,超过本身自净能力引起土壤组成和形状发生改变[6]。
1.1.2 农业废弃物的利用现状(1)废弃物的肥料化农业废弃物含有植物生长所必须的矿质元素和有机质,利用农业废弃物发展有机肥料,不仅可以提供给土壤缺少的元素,还可以增加土壤微生物数量,提高土壤有机质含量,改善土壤理化性状,达到改土培肥的作用。
作物稻秆丰富的钾、桂、氮等元素,是一种宝贵的有机肥资源。
通过稻杆还田后土壤氮、磷、钾养分都有所增加。
稻杆还田的持续增产作用十分明显,每公顷还田4.5t稻秆。
培肥阶段增产率为14.6%,后持续阶段增产率达20%[7]。
杨文平等[8]通过在大田条件,以玉米稻秆还田对根际土壤酶活性的影响,得出稻秆还田有利于土壤根际酶活性的升高。
李新举等[9]对稻秆覆盖和稻奸翻压还田进行了比较研究,结果表明无论是稻秆覆盖还是稻杆翻压还田都能增加土壤孔隙度、减少土壤容重。
曲学勇等[10]在山东东营的小麦种植中发现,玉米稻秆还田条件下,土壤不同深度都保持了较高的含水量,土壤水分的有效性提高。
李全起等[11]研究了稻轩覆盖和灌溉相结合条件下冬小麦一夏玉米一年两熟农田耕层土壤速效养分含量的动态变化,结果表明,稻秆覆盖可明显提高耕层土壤速效磷、速效钾的含量。
段华平等[12]研究表明,稻秆还田处理比无稻秆还田处理稻田土壤有机碳含量平均提高了 14.01%。
稻杆肥料化的主要技术有稻秆直接还田、堆枢还田、过腹还田,直接还田是稻轩肥化最普遍和简单的一种,是将作物直接铺盖于土壤表面。
(2)农业废弃物的饲料化农业废弃物的饲料化包括植物纤维性废弃物的饲料化和动物性废弃物的饲料化。
植物纤维性废弃物主要指农作物稍汗类物质,其中含有纤维类物质和少量的蛋白质,经过适当的技术处理,便可作为词料应用。
动物性废弃物的词料化主要指畜禽粪便和加工下脚料的饲料化[13]。
(3)农业废弃物的能源化沼气发展模式实施原理是将农作物的稻秆、人畜粪便等有机物在沼气池厌氧环境中,通过沼气微生物分解转化后所产生的发酵产物转化为能源,可以有效缓解部分农村地区的能源紧张情况和大量焚烧稻秆的矛盾。
研究表明,农作物稻秆、蔬菜瓜果的废弃物和畜禽粪便都是制沼气的好原料[14]。
沼气建设能增加农民收入,一般一户沼气户全年可增收节支1500元左右。
锯调查,每个沼气池平均每户每年可节省煤2吨,折节省薪柴2.5吨,相当于0.23公顷薪炭林年生长量,或相当于6.66-10公顷干旱草地的年地表生物量被保护[15]。
沼液沼渣是优质有机肥,可作农作物的基肥和追肥,沼液还可作根外追肥生产无公害绿色食品。
沼肥保氮率高达99.5%,氨态氮转化率16.5%,分别比敞口抠肥高18%和1.25倍,是一种速缓兼备的多元复合有机肥料。
通过幵展沼肥综合利用实践经验证明:施用沼肥与直接施用人畜粪便相比,土豆每亩产量提高30%,蔬菜提高20%-25%,水果提高35%左右。
更重要的是农作物施沼肥后可提高品质,减少病虫害,改良土壤结构[16]。
1.1.3稻秆灰渣的农业利用稻秆作为生物质的主体,是指农作物籽实收获以后的莲杆桔叶部分,包括禾本科期豆科两大类。
禾本科包括玉米稻、稻草、爱稻、高粱稻、粟稻、燕麦稻等。
豆科包括大豆結、香豆稻与草籽稻。
稻秆中有机质含量平均为15%,平均含碳量44.22%、氮0.62%、磷0.25%、钾0.44%,还含有镁、钙、硫及其他重要的微量元素,其蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量低,而粗纤维含量高,稻秆细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素紧密结合在一起。
稻杆发电过程中,会产生约占稻秆量15%左右的灰渣。
稻秆中碱金属元素和氯元素的含量较高,在生物质燃烧、气化过程中很容易引起受热面的积灰、磨损和腐蚀以及流化床中燃烧、气化时床料结块等现象形成稻杆灰渣。
随着循环和生态农业的发展许多国家开始大规模采用稻秆进行气化或直接燃烧来发电,生物质能源的不断发展,火电厂产生的灰渣废弃物也越来越多,堆积如山的灰渣不仅占用了大量的耕地,也污染了地下水,因此灰渣的综合利用业越来越受到重视。
无论在国外还是国内,考虑到生物质燃烧利用过程的物质循环和直燃产业的可持续发展,合理有效地进行灰渣的综合利用不但可以变废为宝、充分利用资源,而且还可以取得良好的经济效益和环境效益[17]。
1.2 研究目的和意义生物质是指有机物中除了化石燃料外的来源于动、植物能再生的物质。
将生物质中C、S、CI、N含量较低,0含量较高,其燃烧所释放的C02被植物物吸收进行光合作用。
生物质燃料包括农业生物质,即稻草、稻壳及麦稻等农作物收获后的残疾物;森林生物质即、木屑、树皮、树林剪枝木、木块等。
生物质组成成分的含量是由纤维素、木质素、半纤维素、类脂物、淀粉、单糖、水分等组成。
生物质废弃物一般用作燃料或词料,而大部分的就地堆积或焚烧,不仅浪费了大量的资源,还严重污染了大气环境。
生物质灰渣作为生物质燃烧后的固体废弃物,在我国随着电力工业的迅猛发展其排放量有逐年上升得趋势,然而这些生物质灰渣并没有得到有效利用。
经研究表明生物质灰浪不仅pH高,还含有一定量的P、K等矿质元素,因此研究生物质灰渣的特性,对如何开拓应用途径提高稻秆灰渣的利用水平、减少对环境的污染具有重要的指导意义,实现循环农业倡导的经济、社会、生态的可持续发展。
以往对农业废弃物的研究主要集中在直接进行资源利用所产生的效益,例如稻秆还田产生的肥料效益、用作禽畜饲料以及通过发电产生能源,对灰蜜的研究也大多是在化工领域当中的灰渣,而国内外对生物质灰渣的理化特性以及在农业中的利用研究较少。
本文通过研究生物质灰渣的物理化学特性,和对磷和钾的吸附和解吸特性与化肥的加合性,以此利用生物质灰渣生产复合肥。
第2章生物质灰渣的物理化学组成特征2.1生物质灰渣的物理特性2.1.1生物质灰渣的颗粒粒径分布特征研究对象为锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰。
表3-1 不同灰渣的颗粒粒径分布从表中可以看出,四种灰渣在>2mm、lmm-2mm、0.5mn-lmm粒径范围所占的比例均为水稻灰>玉米灰 > 谷壳灰>锯木灰:0.25mm-0.5mm粒径范围所占的比例表现为玉米灰>谷壳灰>水稻灰>锯木灰；0.125mm-0.25inm粒径范围所占的比例表现为谷壳灰>玉米灰>水稻灰>锯木灰；<0.125mm粒径范围所占的比例表现为锯木灰>水稻灰>谷壳灰〉玉米灰。
锯木灰粒径在<0.125mm范围内所占比例最大,在1mm?2mm粒径范围内所占的比例最小。
谷壳灰、玉米灰、水稻灰在粒径0.25mm-0.5mm和0.125mm-0.25mm范围内占有的比例较大(大于50%),在1mm-2mm和<0.125mm粒径范围内所占的比例较小。
除了谷壳灰和水稻灰在<0.125mm粒径范围内所占的百分比表现出差异性不显著外,在其余粒径范围内四种灰渣差异性达显著水平。
随着颗粒粒径的变小,锯木灰的占有比例增大,谷壳灰、玉米灰、水稻灰的占有比例先增大后减小。
2.1.2不同生物质灰渣的持水性从表2-2可以看出,自然含水量最大的为锯木灰4.7%,最小的为玉米灰为1.09%,四种灰渣的自然含水量大小顺序为玉米灰<谷壳灰<水稻灰<锯木灰,自然含水量最大的锯木灰为自然含水量最小的玉米灰的4.31倍。