农业废弃物的资源化利用
农业废弃物资源化利用现状及对策分析

农业废弃物资源化利用现状及对策分析随着农业现代化的推进,农业废弃物的数量越来越多,如何有效地进行资源化利用已成为一个亟待解决的问题。
目前,我国的农业废弃物大多被当成垃圾处理,造成了严重的环境污染和资源浪费。
本文将分析当前我国农业废弃物资源化利用的现状和对策建议。
一、现状分析1.资源化利用比例低目前,我国对农业废弃物的资源化利用比例仍然比较低。
大部分农业废弃物都被直接销毁或填埋,仍然没有得到合理的利用。
在一些湖泊和河流堆积提高了营养物质的含量,导致了蓝藻和其他有毒物质的滋生。
2.利用途径单一农业废弃物的利用途径比较单一,常用的处理方式只有填埋和焚烧这两种,这种形式的处理不但对环境造成了严重的污染,而且存在一定的安全隐患。
因此,必须寻找更多的技术途径,实现废弃物的再生利用。
3.缺乏完善的政策体系在我国,农业废弃物的处理与利用都缺乏完善的政策体系。
政府需要制定相关的管理政策和法规制度,加强对农业废弃物的监管力度,促进农业废弃物资源化利用的发展。
二、对策建议1.加强技术创新农业废弃物的资源化利用需要技术支持,必须加强技术创新,研发出更加高效、经济和环保的资源化利用技术。
例如,有机废物可以通过发酵等方式转化为有机肥料,秸秆和植物残渣可以制成饲料和生物质能。
2.建立政府激励机制政府需要对农业废弃物资源化利用给予一定的财政补贴和激励政策,鼓励企业和群众积极投资,开展废弃物的资源化利用。
同时,政府还应当加强社会宣传,普及农业废弃物资源化利用的相关知识。
3.加强政策管理政府需要建立健全的政策管理制度,加强对农业废弃物的监管力度。
包括建立经济奖惩机制,鼓励和支持资源化利用,向违规企业和个人加强处罚力度,力争做好农业废弃物的分类、收集、运输和处理工作。
结论农业废弃物的资源化利用不仅能够实现资源的再生利用,还能够促进经济的发展。
为了更好地利用农业废弃物,需要加强技术创新,建立政府激励机制,加强政策管理,实现资源的有序利用和环境污染的最小化。
农业废弃物资源化利用技术的研究与应用

农业废弃物资源化利用技术的研究与应用随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,农业废弃物的处理和利用已经成为一个亟待解决的问题。
农业废弃物包括各种农作物秸秆、畜禽粪便、农业废水等,如果不得到有效处理和利用,将会给环境带来严重的污染,对人类的生存和健康造成潜在威胁。
因此,研究和开发农业废弃物资源化利用技术具有重要的意义。
一、农业废弃物资源化利用技术的研究农业废弃物资源化利用技术的研究主要包括以下几个方面:1. 生物质能源技术:将农作物秸秆、畜禽粪便等转化为生物质能源,如生物燃料、生物气等,以替代传统的化石能源,减少对环境的破坏。
2. 有机肥料技术:将农业废弃物经过发酵、堆肥等处理工艺,转化为高效的有机肥料,用于提高土壤肥力,促进作物生长,减少对化学肥料的依赖。
3. 循环农业技术:通过循环利用农业废弃物,实现废物资源的最大化利用,减少对环境的负担,实现农业可持续发展。
二、农业废弃物资源化利用技术的应用农业废弃物资源化利用技术在农业生产和环保领域有着广泛的应用:1. 农业废弃物的综合利用:在农田里施用有机肥料,既可以提高土壤质量,改善土壤结构,还可以提高农作物的产量和品质。
2. 农业废弃物的能源化利用:利用农业废弃物生产生物燃料和生物气,可减少对传统能源的依赖,促进生态经济的发展。
3. 农业废弃物的资源化再利用:将农作物秸秆用于生物质颗粒燃料的生产,可以替代部分煤炭和燃油的使用,降低能源消耗,减少温室气体排放。
三、展望随着环保意识的提高和技术的不断进步,农业废弃物资源化利用技术将会得到更广泛的应用和推广。
未来,我们可以通过开展更多的研究和实践,推动农业废弃物资源化利用技术的创新和发展,为实现绿色农业、可持续发展和生态环保作出更大的贡献。
让我们共同努力,共同担当,为推动农业废弃物资源化利用技术的研究和应用而努力奋斗!。
农业废弃物资源化利用的创新方式有哪些

农业废弃物资源化利用的创新方式有哪些在农业生产过程中,会产生大量的废弃物,如农作物秸秆、畜禽粪便、废弃农膜等。
这些废弃物如果得不到妥善处理和利用,不仅会对环境造成污染,还会浪费宝贵的资源。
随着科技的不断进步和人们环保意识的增强,越来越多的创新方式被应用于农业废弃物的资源化利用,实现了变废为宝,促进了农业的可持续发展。
一、农作物秸秆的资源化利用农作物秸秆是农业生产中最常见的废弃物之一。
传统的处理方式往往是焚烧或随意丢弃,不仅浪费资源,还会造成严重的环境污染。
如今,通过创新技术和方法,农作物秸秆有了更多的利用途径。
1、秸秆能源化利用(1)秸秆发电:将秸秆进行燃烧,产生的热能转化为电能。
这种方式不仅可以有效利用秸秆资源,还能减少对传统化石能源的依赖。
(2)秸秆气化:通过热解气化技术,将秸秆转化为可燃气体,用于居民生活用气或工业生产。
(3)秸秆成型燃料:把秸秆压缩成固体成型燃料,用于取暖、做饭等,具有燃烧效率高、污染小的优点。
2、秸秆饲料化利用经过青贮、氨化、微贮等处理技术,将秸秆转化为优质饲料,用于喂养牛羊等家畜。
这样不仅降低了养殖成本,还提高了秸秆的利用率。
3、秸秆基料化利用利用秸秆作为食用菌的栽培基料,生产蘑菇、木耳等食用菌。
食用菌采摘后的菌渣还可以作为有机肥料还田,实现资源的循环利用。
4、秸秆原料化利用(1)秸秆造纸:将秸秆进行化学处理和加工,用于生产纸张。
(2)秸秆制板:以秸秆为原料,制作人造板材,用于建筑、家具等行业。
二、畜禽粪便的资源化利用畜禽粪便如果处理不当,会对土壤、水源和空气造成严重污染。
但通过创新利用方式,畜禽粪便可以成为有价值的资源。
1、沼气发酵将畜禽粪便进行厌氧发酵,产生沼气用于照明、取暖和做饭。
同时,发酵后的沼渣沼液是优质的有机肥料,可以用于农田施肥。
2、堆肥处理通过好氧堆肥技术,将畜禽粪便与秸秆、枯枝落叶等混合,经过一段时间的发酵腐熟,制成有机肥料。
这种肥料能够改善土壤结构,提高土壤肥力。
农业废弃物资源化利用现状及前景展望

农业废弃物资源化利用现状及前景展望在全球经济快速发展的背景下,农业发展与环境保护之间的矛盾愈加突出。
随着农业生产的不断扩张,农业废弃物的产生量逐年递增,这不仅给环境造成了负担,也浪费了大量潜在的资源。
有效地处理和利用这些农业废弃物,实现资源化,是当前农业可持续发展的重要课题之一。
本文将对农业废弃物资源化利用的现状进行分析,并展望其未来的发展前景。
### 农业废弃物的种类农业废弃物可分为秸秆、动物粪便、作物残余、农业加工废物等多类。
秸秆是大宗的农业废弃物,主要来源于小麦、玉米、水稻等作物的收割;动物粪便主要来自养殖业,是重要的有机肥来源;作物残余则包括根、叶、果实等;而农业加工废物则包括果蔬加工后的皮、核等。
在农业生产和加工过程中,这些废弃物往往成为环境污染的源头。
### 农业废弃物资源化利用的现状在科技发展和政策推动下,近年来我国对农业废弃物的资源化利用已取得了一定成果。
现阶段,农业废弃物的利用方式主要包括以下几种:#### 1. 作为有机肥料动物粪便和植物残余是最常见的有机肥料,经过适当处理后,可以提升土壤肥力,改善土壤结构,有效促进作物生长。
许多地区通过农家肥、沼气发酵等方式,将这些废弃物转化为有效的土壤改良剂和营养源,引导了绿色生态农业的发展。
#### 2. 生产生物质能源秸秆等农业废弃物被广泛应用于生物质能源生产,例如生物质颗粒燃料、沼气发电等。
这些能源形式不仅有助于解决部分农村地区的能源短缺问题,还具有减少化石能源消耗、降低温室气体排放的环境效益。
#### 3. 原料再循环利用一些农业产业链企业开始探索将农业废弃物作为再循环原料。
一些豆渣、果蔬渣可以被用来制作高附加值产品,如食品添加剂、饲料等。
这些创新的利用方式,不仅提高了资源利用率,还带动了农村经济的发展。
#### 4. 土地堆肥化现有技术还可将农业废弃物通过堆肥化处理,将其转变为稳定性较高的有机肥。
这种方式在农田轮作和复种中,有助于土壤生物多样性和土壤健康,其效果显著。
农业固体废弃物资源化利用

农业固体废弃物资源化利用农业固体废弃物是指在农业生产中产生的各种固体废弃物,如农作物秸杆、畜禽粪便、残茬、农膜等。
这些固体废弃物如果不得当处理,就会污染环境,浪费资源。
因此,农业固体废弃物资源化利用是一个重要的环保事业。
下面,我们将介绍一些常见的农业固体废弃物资源化利用方法。
1. 农作物秸杆利用农作物秸杆是一种非常丰富的养分来源,它可以作为有机肥料或者燃料。
作为有机肥料,秸杆可以通过堆肥等方法降解成有机肥料,为植物提供营养物质,改善土壤质量。
作为燃料,秸杆可以通过生物质燃烧等方法,转化为热能,为生活和工业提供能源。
2. 畜禽粪便利用畜禽粪便是一种非常有价值的农业固体废弃物,它含有丰富的有机肥料和微量元素,可以作为优质的有机肥料,为作物提供养分。
同时,畜禽粪便还可以被压缩成固体燃料或者通过生物气化等技术转化为甲烷燃气,作为清洁能源使用。
3. 残茬利用残茬是指作物收获后的剩余部分,它们含有丰富的有机质和养分,可以通过堆肥、压缩成固体燃料等方法利用。
此外,残茬还可以通过生物质燃烧等方式转化为热能,为生活和工业提供能源。
4. 农草地垃圾利用农草地垃圾是指在农草地作业中产生的各种垃圾,如果壳、稻草、草坪修剪物、树叶等。
这些垃圾可以通过堆肥等方法降解成有机肥料,改善土壤质量,提高作物产量。
同时,农草地垃圾还可以通过焚烧等方式转化为热能,作为清洁能源使用。
5. 农膜回收和利用农膜是农业生产中广泛使用的塑料薄膜,它可以起到保墒保温、防止病虫害等作用。
但是,农膜一旦废弃,就会污染土壤和水源,严重危害环境和人类健康。
因此,回收和利用农膜是非常重要的环保措施。
回收的农膜可以被再加工成塑料制品,或者直接作为燃料利用。
农业固体废弃物资源化利用是一项重要的环保事业,可以帮助保护环境,节省资源。
通过合理的利用方法,农业固体废弃物可以被转化为有价值的能源和资源,为社会做出贡献。
农业废弃物资源化利用

农业废弃物资源化利用一、农业废弃物的特点与问题农业废弃物是指农业生产过程中所产生的残渣、糠秕、废弃物等,是农户和农业生产者日常生产和生活的副产物。
农业废弃物的种类非常丰富,主要包括:稻谷秸杆、麦秸杆、玉米秸杆、豆秆、棉杆、麻杆、花生秸杆、果皮核、蔬菜残渣、鱼鳞头、猪牛羊粪等。
农业废弃物的特点是数量大、来源广、性质复杂、易造成环境污染。
研究表明,我国每年农作物秸秆资源的总产量近 10 亿 t,其中部分废弃物无处去,难以妥善处理。
同时,农作物秸秆中的锅炉灰分含量高,易引发野火等灾害,对环境和人们的生产生活造成危害。
二、农业废弃物资源化利用的意义农业废弃物的资源化利用是促进农业可持续发展、实现循环经济发展的重要一环。
资源化利用农业废弃物具有广泛的社会与经济效益,包括:1. 节约资源。
废弃物利用是资源综合利用的重要手段。
以秸秆年产 10 亿 t 来算,化作良肥可减少化肥消耗近 60 亿 t,相当于减少了超过 71 亿 t 的燃煤量。
2. 降低环保压力。
处理农业废弃物能减少大量垃圾及危废的产生和排放,去除臭味、改善农田土壤、缓解田间排水压力。
3. 产生经济效益。
农业废弃物的资源化利用可以生产有机肥料、发电、生产生物质燃料、生产木浆纸等,这些产品和产业均可形成可观的生产和经济效益。
三、农业废弃物资源化利用的方法1. 生产有机肥料。
将农业废弃物利用为有机肥料可以解决作物生长所需的营养元素,同时增长土壤微生物、改良土壤结构、促进作物生长、防止土壤盐碱化。
有机肥在生产中应用广泛,可作为原材料生产有机化肥、有机生物肥料。
2. 生物燃料。
将农业废弃物转化为生物燃料,既可替代柴油燃料、汽油燃料和煤炭燃料等化石燃料,又可减少温室气体的排放,是绿色、清洁、可再生的能源。
例如将秸秆进行压块成生物质燃料的形式,既能燃烧取暖,又可以作为生物燃料发电,节约能源消耗并且降低碳排放。
3. 废弃物的生物降解。
农业废弃物通过微生物的活动,可转化为可利用的有机肥料。
农业利用农业废弃物资源化
农业利用农业废弃物资源化农业废弃物的处理一直是一个棘手的问题,因为废弃物的累积不仅对环境造成负面影响,还浪费了潜在的资源。
然而,随着科技的发展和人们环保意识的增强,农业废弃物的资源化利用逐渐成为一种重要的解决方案。
本文将探讨农业利用农业废弃物资源化的方法和益处。
一、农业废弃物资源化的方法1. 生物质能源利用农业废弃物中的植物纤维和有机物可以通过生物质能源利用转化为可再生能源,如生物气、生物质颗粒燃料等。
利用废弃物生产能源不仅减少了对化石能源的依赖,还能有效地降低温室气体排放。
2. 有机肥料制造农业废弃物中的动植物残渣以及畜禽粪便可以通过堆肥、发酵等处理方式制成有机肥料。
这些有机肥料富含养分,可以提高土壤肥力,并替代化学肥料的使用。
有机肥料的使用不仅环保,还可以改善农产品的品质和安全性。
3. 循环农业生产利用农业废弃物进行循环农业生产是一种可持续发展的农业模式。
废弃物中的养分和有机质可以被回收利用,作为农作物的营养来源。
同时,废弃物中的水分也可以被循环利用,减轻了对地下水资源的压力。
循环农业生产还可以促进农业生态系统的平衡发展。
二、农业废弃物资源化的益处1. 资源利用效率提高通过资源化利用农业废弃物,可以将废弃物转化为能源、肥料等有价值的产品,充分发挥了废弃物的潜在价值,提高了资源的综合利用效率。
这种方式不仅可以减少资源的浪费,还可以为农民增加经济收入。
2. 环境污染减少传统的废弃物处理方式往往采用焚烧或填埋,会产生大量的有害气体和污染物,对环境造成严重污染。
而资源化利用农业废弃物可以有效减少污染物的排放,降低环境污染的风险。
3. 农业可持续发展农业废弃物资源化利用符合可持续发展的理念,能够提高农业生态效益、经济效益和社会效益。
通过循环农业生产,可以实现资源的自给自足,减少对外界资源的依赖,保护生态环境并创造更多的就业机会。
4. 促进农村经济发展农业废弃物资源化利用有助于促进农村经济发展,提高农民收入。
农业废弃物资源化利用现状及对策分析
农业废弃物资源化利用现状及对策分析农业废弃物是指农业生产中产生的废弃物,包括秸秆、畜禽粪便、农产品残渣等。
这些废弃物如果得不到合理的处理利用,会对环境造成污染和资源浪费。
实现农业废弃物资源化利用是当前农业可持续发展的重要任务之一。
目前,农业废弃物资源化利用存在以下现状:1.资源化利用率低。
由于传统习惯或缺乏相关技术手段,很多地区对农业废弃物的处理方式仍然停留在简单堆肥、焚烧等不合理的方法上,资源化利用率较低。
2.技术水平不高。
农业废弃物资源化利用需要运用先进的技术手段进行处理,但目前我国在农业废弃物资源化利用技术方面仍然存在很大的空白。
3.缺乏政策支持。
对于农业废弃物资源化利用,政府相关政策支持力度不够,没有明确的政策导向和激励措施,限制了资源化利用的发展。
为了改善农业废弃物资源化利用的现状,可以采取以下对策:1.加大技术创新力度。
加强科研力量,推动农业废弃物资源化利用技术的研发和应用。
通过改良和开发新的技术,提高农业废弃物的资源化利用效率。
2.完善政策环境。
制定相关政策,明确农业废弃物资源化利用的目标和要求。
给予相关企业和农民一定的补贴和激励,提高其资源化利用的积极性。
3.加强宣传和教育。
通过宣传和教育活动,提高农民和相关从业人员对农业废弃物资源化利用的认识和意识。
增强他们的环保意识,使其主动参与到资源化利用的工作中来。
4.加强合作机制。
建立农业废弃物资源化利用的合作机制,通过合作社、联合收购和统一处理等方式,实现规模化处理和资源化利用,提高利用效益。
5.加强监管和评估。
建立农业废弃物资源化利用的监管机制,确保资源化利用的合规性和效益性。
加强对资源化利用项目的评估和监测,及时发现和解决问题。
农业废弃物资源化利用是解决废弃物处理和资源回收问题的重要途径。
通过加强技术创新、完善政策环境、加强宣传和教育、加强合作机制以及加强监管和评估等多方面的工作,可以推动农业废弃物资源化利用的发展,实现农业可持续发展的目标。
农业废弃物资源化利用现状及对策分析
农业废弃物资源化利用现状及对策分析农业废弃物资源化利用是解决农业废弃物处理问题的有效途径,具有重要的经济、社会和环境效益。
目前,农业废弃物资源化利用存在以下现状及问题:资源化利用水平不高。
农业废弃物中蕴含丰富的有机物质和养分,可以作为肥料、饲料、能源等进行有效利用,但目前大部分农业废弃物只是被简单堆放或直接废弃,没有得到充分利用。
现有利用技术和设施落后。
农业废弃物的资源化利用需要一系列的技术和设施支持,包括废弃物收集、分选、加工等环节,但当前许多地区的农业废弃物处理设施陈旧,技术水平较低,无法满足资源化利用的需求。
缺乏政策和法规的支持。
资源化利用涉及到多方面的利益和管理问题,需要政府的政策引导和法规支持,但目前相关政策和法规体系不完善,对农业废弃物资源化利用的支持力度不够。
针对以上问题,应采取以下对策:一是加强技术创新与研发。
加大对农业废弃物资源化利用相关技术的研发力度,推动技术创新,提高资源化利用的水平。
应以环保、高效、经济的技术为目标,开发适用于农业废弃物的收集、分选、加工等环节的先进技术。
二是建立健全政策支持体系。
加强对农业废弃物资源化利用的政策引导和法规制定,制定相关的激励政策和补贴政策,鼓励和支持企业和农民参与资源化利用,并加强对农业废弃物的管理和监管。
三是加强科研机构与企业合作。
推动科研机构与企业的合作,发挥各自的优势,共同开展农业废弃物资源化利用的研究与应用,加快技术转化与推广应用的进程。
四是加强宣传与教育。
通过开展宣传和教育活动,提高农民和公众对农业废弃物资源化利用的认识和意识,培养资源化利用的习惯和意识,推动农业废弃物资源化利用的普及和推广。
农业废弃物资源化利用是当前解决农业废弃物处理问题的重要途径,但目前存在资源化利用水平不高、技术设施落后和缺乏政策支持等问题。
要解决这些问题,需要加强技术创新与研发,建立健全政策支持体系,加强科研机构与企业合作,以及加强宣传与教育,共同推动农业废弃物资源化利用的发展。
农业废弃物资源化利用现状及对策分析
农业废弃物资源化利用现状及对策分析农业废弃物是指农业生产过程中产生的废弃物,包括农作物秸秆、畜禽粪便、农田垃圾等。
随着农业生产规模的扩大和农业产业结构的调整,在农业废弃物处理和利用方面面临着一系列的问题和挑战。
1. 农业废弃物的利用率较低。
目前,我国农业废弃物的绝大部分仍被直接堆放或焚烧,利用率较低。
据统计,我国农村地区农业废弃物资源化利用率仅为30%左右。
2. 农业废弃物的利用方式单一。
现阶段,主要的农业废弃物利用方式是制作有机肥料和生物质能源。
虽然这些方式能够将部分农业废弃物转化为有价值的产品,但仍存在利用成本高、技术难度大等问题。
3. 农业废弃物资源化利用的技术水平有限。
目前,我国在农业废弃物资源化利用技术方面仍存在较大的瓶颈。
农作物秸秆的深加工技术尚未成熟,畜禽粪便资源化利用技术仍处于起步阶段。
针对以上问题和挑战,可以采取以下对策:1. 提高农业废弃物的资源化利用率。
通过加强对农业废弃物的整理、分类和回收利用,提高废弃物的利用率,减少对环境的污染。
2. 推动农业废弃物资源化利用模式的创新。
鼓励农民参与废弃物资源化利用的创新实践,推广先进的生产技术和经营模式,促进农业废弃物的高效利用。
3. 加强政策扶持和资金支持。
制定相关政策措施,鼓励企业和农民参与农业废弃物资源化利用,提供资金支持和税收优惠政策。
5. 加强宣传和教育。
通过加强对农民和企业的宣传和培训,提高他们对农业废弃物资源化利用重要性的认识,增强资源化利用的意识和能力。
农业废弃物资源化利用的现状仍存在一些问题和挑战,但通过采取相应的对策,可以推动农业废弃物的资源化利用,实现资源循环利用和可持续发展。
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1 前言1.1 研究背景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,主要包括:农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物,畜牧渔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残余废弃物和农村城镇生活垃圾等[1, 2]。
而日常所说的农业废弃物主要是指狭义农业废物即农作物秸秆和畜禽粪便。
本课题所说种植类及其加工废弃物指其中农业生产及加工过程中产生的废弃物。
中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,每年大约产出40多亿吨。
随着农业经济的不断发展,农作物的产量随之提高,同时畜禽养殖数量也逐渐增加,使得农业废弃物种类和总量逐渐上升。
然而近几年农村劳动力的缺失和劳动成本的增加,对用于农业废弃物的利用率越来越低,导致农业废弃物随意遗弃现象严重。
1.1.1 我国农业废弃物特点我国农业废弃物主要由4个部分构成:养殖业废弃物,种植业废弃物,农村生活垃圾和农业加工废弃物[3]。
1.1.1.1 养殖业废弃物养殖业废弃物包括畜禽粪便和栏圈垫物等。
其资源来自于牧、渔业生产过程中产生的残余物,主要来自圈养的牛、猪和鸡3类畜禽。
畜禽粪便年产出量约为26.1亿吨,其中牛粪12.7亿吨,猪粪4.7亿吨,羊粪5.4亿吨,家禽类3.3亿吨,乡镇生活垃圾和人类粪便2.5亿吨。
畜禽粪便资源量最丰富的6个省份的排序为河南、山东、河北、四川、湖南、云南[4]。
随着畜禽养殖业的快速发展,粪便的生产量还会增加,预计到2020年,我国畜禽粪便量将达到40亿吨[5]。
1.1.1.2 种植业废弃物表1-1 2009年农作物秸秆资源量Tab.1-1 crop straw resources of 2009秸秆种类可收集资源量(亿吨)占理论资源量百分比(%)稻草 2.05 25%麦秸 1.50 18.3%玉米秸 2.65 32.3%棉秆0.2584 3.2%油料作物秸秆0.3737 4.6%豆类秸秆0.2726 3.3%薯类秸秆0.2243 2.7%可收集总量 6.87 83.8%种植业废弃物包括农田、食用菌种植及果园残留物如作物的秸秆、蔬菜的残体或果树的枝条、落叶、果实外壳等。
农作物秸秆7.0亿吨,其中稻草2.3亿吨,玉米秸秆2.2亿吨,豆类和杂粮作物秸秆1亿吨,花生、薯类藤蔓和甜菜叶等蔬菜残体1.8亿吨。
2009年我国农作物秸秆理论资源量为8.2亿吨,而可收集资源量约为6.87亿吨,具体分类见下表1[6]。
调查结果显示,我国的秸秆为利用资源量非常丰富,具有巨大的资源利用潜力[7]。
1.1.1.3 农村生活垃圾农村生活垃圾包括农村居民生活废弃物如人粪尿和生活垃圾等。
乡镇生活垃圾和人类粪便约为2.5亿吨。
而这些废弃物虽然相比其他量不是很大,但是不能得到及时处理,也会对环境造成污染同时浪费资源。
1.1.1.4 农业加工业废弃物农业加工工业废弃物包括农副产品加工后的剩余物例如稻壳、麦麸、玉米芯、锯末、秸秆、树皮、果壳、蔗渣、菇渣、酒糟渣、中药渣等,主要来源于动植物。
其中肉类加工和农作物加工废弃物1.5亿吨,林业废弃物0.5亿吨;其他类有机废弃物约有0.5亿吨。
农产品在初加工过程中产生的废弃物主要包括甘蔗渣、玉米芯、稻壳、花生壳等,这些废弃物的年产量现已超过1亿t。
随着粮食产量的增长,这些废弃物也会增加,预计到2020年将达到2亿t。
2006-2010年我国木材采伐剩余物和加工剩余物量为8056万吨,折合4592万吨标准煤,加上各类经济林抚育管理期间育林剪枝所获得的薪材实物量4813万吨,折合标准煤2743万吨,实物量共计为12869万吨,可折合7335万t标准煤[8]。
1.1.2 农业废弃物资源化利用意义由于农业生产的迅速发展和人口不断增加,这些废弃物以年5%~10%的速度递增。
预计到2020年我国农业废弃物产生量将超过50亿吨,其中秸秆将达到9.5亿吨~11亿吨,畜禽粪便将达到41亿吨[1]。
如果把这些农业废弃物随意丢弃或者排放到环境中,不能被作为资源利用,将会造成严重的空气污染、水污染、固体废弃物污染,将对人们的身体健康带来很大危害,值得重视。
同时,农业废弃物具有数量巨大,具有可再生、再生周期短、生物降解、环境友好等优点,是重要的生物质资源。
1.1.2.1 消除日益严重的环境污染目前,我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,每年大约有40多亿t,其中农作物秸秆7.0亿t,畜禽粪便排放量26.1亿t,废弃农膜等塑料2.5万t,乡镇生活垃圾和人粪便2.5亿t,蔬菜废弃物1~1.5亿t,肉类加工厂废弃物0.5~0.65亿t,饼粕类0.25亿t,林业废弃物每年约达3700万m3,相当于1000万t标准煤[9]。
随着市场经济的快速发展,种植业逐渐转向集中、高效、清洁的方式,传统的个体堆肥技术已经不能适应现代农业的发展需要。
从而农业废弃物在原有堆肥的利用上又面临着新的问题和挑战。
农业废弃物的污染主要表现为:(1)秸秆焚烧和臭气引起的空气污染[10];(2)重金属、农药和兽药残留引起的土壤污染;(3)农业“白色污染”;(4)粪便等造成的水源污染[11];(5)农业废弃物引起细菌和病毒的传播。
上述污染均是伴随着农业生产过程产生的。
合理利用农业废弃物资源可以有效地降低或者消除以上存在的环境污染问题。
因此,在大力发展农业的基础上,合理利用农业废弃物资源是非常必要的[12]。
1.1.2.2 改善耕地土壤质量随着农业生产日益集约化,生产资料投入的增加,农业生产有了飞跃的发展,传统的有机肥料面临被抛弃的境地。
根据全国化肥试验网肥料长期定位试验和国家土壤肥力与肥料效益监测资料显示,近年来,我国耕地土壤有机质含量有下降趋势,土壤缓冲能力减弱,抗灾能力衰退,化肥利用率低,土壤肥力降低。
实现农业废弃物的肥料化利用,生产有机肥料可以补充土壤养分,提高土壤中营养元素的有效性,并有助于改善土壤质地。
1.1.2.3 解决农村能源短缺问题我国的人均生活用电很低不到韩国的五分之一,而人口占全国总人口的70%以上的农村电力供应缺口更大。
因此生物质能一直是农村的主要能源之一,农村生活用能源仍有57%依靠薪柴和秸秆。
薪柴消费量超过合理采伐量的15%,导致大面积森林植被破坏,水土流失加剧和生态环境失衡。
如果用当前农林废弃物产量的50%作为电站燃料,可发电4000亿kW·h,占目前我国总耗电量的30%左右。
要实现我国经济的快速发展目标,因地制宜地利用当地生物质能资源,秸秆、薪柴、谷壳和木屑等,建立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前景。
“九五”以来的全国生态农业和生态家园建设的实践已经证明,有效利用农林废弃物和乡镇生活废弃物,发展农村沼气等能源工程和生态农业模式,可有效地促进生态良性循环,减轻对森林资源的破坏,减少土壤侵蚀和水土流失,保护生物多样性。
1.2 研究目的及意义本文拟将从循环经济的视角对黑龙江农垦农业废弃物中种植类及加工废弃物的资源化利用问题进行研究,在对现有的废弃物资源化利用方式进行概述的基础上,紧密结合黑龙江农垦的实际情况,初步提出种植业废弃物综合利用模型及其效益评价指标,为最大程度上实现农垦农业种植类废弃物的资源化提供理论指导和相关建议并做出进一步探讨,希望达到以下目的:(1)深入调查黑龙江农垦现有的农业种植类废弃物的种类、数量及其处理方式、资源化程度以及相关政策,分析现有方式的优缺点,找出最佳改进方式的切入点;(2)建立黑龙江农垦农业种植类废弃物的综合利用模型,旨在最大程度的实现农业废弃物的资源化;(3)完善农业种植类废弃物综合利用效益评价体系,为不同的废弃物利用方式进行效益评价;(4)通过该研究强调农垦农业种植类废弃物的资源化利用,最大限度的让农民分享到农业循环经济发展所带来的好处。
通过对黑龙江农垦种植类农业废弃物资源化利用的分析优化及效益评价,在环境方面能够找出最佳的资源化利用方式及利用分配以达到最大程度的利用。
综合利用效益评价可从经济方面得出最佳的农业循环发展的模式,在达到环保性和可持续发展的基础上,给农民带来最大的经济效益。
1.3 国外研究现状及分析国外对种植类农业废弃物的开发利用较早,也比较完善。
主要以下几个方面[13]:1.3.1 农业废弃物处理废水传统的废水处理方法是利用粒状活性炭以及从原油中发分离的聚合物转移废水中的有毒金属等物质。
而Purdue大学的研究院将农副产品加工废弃物用于处理工业和生活污水,且效果不错。
吸附是一种用于去除替代或从水溶液中回收金属离子的新兴技术。
生物吸附比传统方法有一定的优势,包括:低成本、高效率、最小的化学或生物污泥、生物吸附剂的再生和金属回收的可能性。
D. Sud等研究表明纤维素类农业废弃物是具有显著金属吸附作用的丰富来源,生物质废弃物中的官能团对重金属离子有很强的亲和力,从而形成金属络合物或螯合物[14]。
而这些官能团主要包括:乙酰氨基,酒精,羰基,酚基,酰胺基,氨基,巯基等。
吸附过程的机理包括化学附着、络合作用、表面吸附、气孔扩散和离子交换等。
D.K. Mohamad等也利用吸附作用吸附去除阳离子和阴离子燃料,同时也得出农业废弃物吸附燃料的吸附能力有所不锁,受溶液的PH值、燃料初始浓度、吸附剂用量和处理温度影响[15]。
B.H. Hameed等对用蒜皮从水溶液出去亚甲蓝(MB)的吸附能力进行了评价,利用伪一阶和伪二阶动力学模型对数据进行分析,结果表明蒜皮可以作为一种燃料吸附剂用于替代更为昂贵的吸附剂[16]。
另外,U.K. Garg和Z. Aksu等分别用甘蔗渣、玉米秸秆和甜菜渣从水溶液中吸附去除其中的六价Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)离子[17, 18]。
1.3.2 农业废弃物清洁油污A. Srinivasan和T. Viraraghavan 评估了四种类型的生物质材料去除水中油的效率,在研究中使用的是标准的矿物油、植物油和切削油。
利用材料为伴随着壳聚糖和核桃介质的鲁氏毛霉和蓝色犁头霉两种真菌生物。
发现无活性的鲁氏毛霉从水中去油效果比蓝色犁头霉更有效,且鲁氏毛霉的去油效率在77-93%之内,PH为5.0。
标准矿物油、植物油和切削油的吸附容量分别为77.2、92.5和84毫克/克[19, 20]。
S. Ibrahim和S. wang利用大麦秸秆由阳离子表面活性剂作为吸附剂以从水溶液中去除乳化菜籽油。
同时利用N2吸附、FT-IR、SEM、表面酸性和吸附剂解析分析了改进后的大麦秸秆表面活性剂的组织和结构特性。
从吸附温度、溶液的PH值、装载吸附剂和粒度四个因素分析了对油的吸附性能。
动力学研究表明平衡时间较短,等温线研究表明油的吸附与Langmuir模型拟合很好。
从Langmuir吸附等温线测定的吸附容量为576.0±0.3mg/g(25℃)[21]。
1.3.3 农业废弃物作为能源1.3.3.1 制备甲烷P. Weiland从沼气的生产和环境影响方面从出发,分析了现阶段生产沼气(甲烷)的主要生产方式。