农业废弃物资源化利用探究

浅谈农业废弃物处理与资源化利用　刘晓霞　（罗山县环境保护局河南信阳４６４２００）　

随着人类自然资源的开发和利用，农业经济的发展，农作物　产量得到了提高，必然会产生大量的农业废弃物。而且这种废弃　物的数量逐渐增多，特别是农民生活条件的改善，对农业废弃物　利用率越来越低。据有关统计，种植业可产生１０×１０ｓｔ的废弃物　（壳蔓、秸杆、蒿草）…；养殖业粪便３００×１０４ｔ左右；林业有１６０×　１０４ｔ左右，这些农业废弃物中利用率不足ｌ，５。这些废弃物不仅会　污染环境，更是宝贵资源。农业秸杆就是一个明显的例子，大量秸　杆焚烧严重影响大气环境，畜牧业养殖产生大量的粪便对地下水　和地表水遭成污染，这样反过来又会制约农业的发展。如何有效　地利用这些废弃物，将它制成可再生能源及其系列产品，对于改　善农村生活环境，合理利用生产资源有着重要的意义。　１农业废弃物的定义　农业废弃物是一种特殊形式的农业资源［２１，具体指农业资源利　用过程中产生的物质能量流失和农业生产和再生产中资源投入　与产出在能量和物质的差额。　２农业废弃物的特点　农业废弃物虽然种类繁多，形态各异，其产生主要有四种来　源，分为农村城镇生活来源、农副产品加工性来源、动物性来源和　植物性来源。虽然农业废弃物数量过于庞大，而且种类较多，理化　性质也差异很大，但有着共同的特点。　２．１从化学性质上分　一类是天然小分子化合物：如氨基酸、单糖、脂肪、生物碱、黄酮　素、萜烯类及碳氮氢类化合物等；另一类为天然高分子聚合物及其混　合物，如淀粉、纤维素、半纤维素、蛋白质、橡胶及果及和木质素等。　２．２从化学元素上来看　除了Ｃ、Ｈ、０元素占７０％一９０％以外，还含有常见元素Ｍｇ、　ｃａ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｋ等多种元素。　２．３从物理技术性质上　具有抗冲击力强等一系列特点，如韧性大、表面密度小、抗弯　和抗拉等。植物性废弃物具有较好的可燃性，燃烧后能产生一定　的能量，虽然没有煤产生的热量大，但是燃烧不会产生有害气体，　是一种清洁能源，灰分用途较为广泛。　３农业废弃物处理与资源化利用现状　我国的农业废弃物有四种来源，分别为农村城镇生活性来　源、农副产品加工性来源、动物性来源和植物性来源　，这些废弃　物近年来随着农业的发展不断增多。总的来说，农业废弃物处理　与资源化利用存在以下问题：　３．１农业废弃物其处理做到实际有效　对于农作物秸杆是农业废弃物的主要部分，含有丰富的有机　质、半纤维素、纤维素、粗蛋白和粗脂肪等各种营养元素，具有很高　的利用价值，目前我国利用率很低，仅为３３％左右；我国在中小城　市的蔬菜和瓜果在生产、加工的过程中，也会产生一系列的剩余　物，这些蔬菜类的营养成分很丰富；除此之外，还有大量的农副产　品加工脚料，如水产品淡水鱼的内脏、鱼头，豆类加工的豆渣等，还　有人畜粪便类，既污染了养殖场周边的环境，人居环境质量变差，　甚至会引起河水富营养化　，而且每年以５％一１０％的速度递增。　３．２处理农业废弃物的技术较为低下　由于对农业废弃物的资源化利用技术处于较低的水平，而且　使用率低，导致了对资源的极大浪费。当前我国并没有建立起一　套完整的产业链体系，技术更新速度慢。　３．３政策支持和配套基础设施　缺乏相应的，制约了农业废弃物的处理和资源化利用。　４农业废弃物资源化利用途径　１　●　●　。。　●　４．１植物纤维农业废弃物的资源化利用　用作燃料。据有关数据统计，我国９０年代末秸杆用作燃料的　比例达８０％以上，有的地区高达９０％以上。但随着农村生活的水　平的提高和居住条件的改善，秸杆用作燃料的比例在不断下降，　这也是农作物秸杆废弃的主要原因之一。秸杆还田。有四种方法：　烧草木灰还田、堆沤后还田、直接还田和利用过腹还田。秸杆还田　可以提供丰富的Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｓｉ等营养元素，可以补充土壤的有机质，　改善土壤的理化性质等。处理技术有：（１）微生物处理技术；（２）青贮　法；（３）氨化法；（４）热喷法。秸杆固化、气化和炭化。秸杆炭化、固化　技术是将植物纤维性废弃物制成棒状，放入炭化设备中制成生物　质炭。秸杆气化是将废弃物点燃后，控制其反应过程，使其变成　ＣＨ４、Ｈ　、ＣＯ等可燃性气体，每吨秸杆可代替０．５ｔ￣０．７ｔ煤炭，成本　比天然气和液化气的１／３—１／２。　其它加工品的原料。利用植物性纤维废弃物可制成轻质建材　板、人造纤维板和纸板等复合材料。　４．２畜禽粪便的资源化利用　制作肥料。一种方法是堆肥法，将农业废弃物在微生物的作　用下经过适量的发酵，有机物得到降解腐熟，养分大大提高；另一　种方法是干燥法，分为人工干燥法和自然干燥法。制作燃气能源。　以秸杆为原料，经过厌氧发酵产生以ＣＨ　为主要成分的沼气，可　用作燃料。沼气池分为户用小型沼气池和大中型沼气池。　参考文献　【１】胡明秀．农业废弃物资源化综合利用途径探讨．安徽农业科学　［Ｊ］．２００４，３２（４）：７５７—７５９．　［２］冯玉娟，苏西平，王林涛．农业废弃物处理与资源化利用环境与　生活【Ｊ］．２０１４（１１）：１１６—１１７．　【３］孙鹏．信息系统工程［Ｊ］．２０１４（７）：３５—３６．　【４】薛智勇，王卫平，许育新，朱风香，等．农业废弃物资源化现状和多　元循环利用探讨［ｃ】．２００６年中国农学会学术年会：２４５—２４６．　作者简介　刘晓霞（１９６５一），女，汉族，河南罗山人，中专，助理工程师，　主要从事环境监测工作。　《资源节约与环保》２０１５年

废弃物资源化利用的化学技术研究

在现代化的社会中，每天都会产生大量的废弃物，如何有效地处理这些废弃物已成为当今世界面临的严重问题之一。在这样的背景下，废弃物资源化利用的化学技术研究变得非常重要，可以有效地解决废弃物处理问题，并实现循环经济的理念。

一、废弃物资源化利用的意义

废弃物资源化利用的意义在于减少了对自然资源的消耗，同时也减少了人类对环境造成的破坏，实现了可持续发展的目标。此外，废弃物资源化利用还可以减少废弃物对环境的污染，降低了废弃物处理的成本，提高了废弃物资源的使用效率。

二、化学技术在废弃物资源化利用中的应用

目前，化学技术在废弃物资源化利用中已经变得非常成熟。化学技术可以将废弃物转化为有用的原材料，或者将其作为能源来源。在废弃物资源化利用的过程中，化学技术主要分为以下几个方面：

1.化学反应转化技术

化学反应转化技术是将废弃物进行一系列的化学反应，产生一些有用的物质，如石油、化肥等。例如，将废电池进行腐蚀反应可以得到有用的金属元素，如锌、铁等。

2.生物技术

生物技术是利用微生物或者生物体代谢作用来转化废弃物的技术。例如，利用微生物来降解废弃物中的有机物质，产生二氧化碳和水，同时也可以产生一些有用的物质，如甲烷、乙酸等。

3.物理化学技术 物理化学技术是利用物理化学原理来分离或者提纯废弃物的技术。例如，利用分子筛技术可以将废弃物中的有用成分分离出来，使其可以作为原材料再利用。

三、废弃物资源化利用的现状

在现代社会中，废弃物资源化利用的技术已经相当成熟，许多国家也开始重视废弃物资源化利用的问题。例如，欧盟和美国都制定了许多相关的法律和政策，以鼓励和规范废弃物资源化利用的行为。但是，随着经济的发展和人们生活水平的提高，废弃物数量也在不断增加，如何有效地处理这些废弃物也成了当今社会所面临的重要挑战。

四、未来的发展趋势

随着科技的不断进步和创新，废弃物资源化利用的技术也在不断完善。未来，废弃物资源化利用技术将越来越智能化、自动化，同时也将更加环保、可持续。例如，智能废物分类系统、高效分子筛技术等都将成为未来的研究方向。

1 农业废弃物资源化利用具有重要意义

我国每年产生各类农作物秸秆约6.5亿吨，畜禽粪便产生量约20亿吨，是我国工业废弃物产生量的3.2倍。河北省是种植、养殖大省，农作物秸秆、畜禽粪便相对更多。目前农作物秸秆60%未被有效利用，随处堆放或就地焚烧，严重污染了环境；大量畜禽粪便不经任何处理直接露天存放，严重破坏了农村和城镇居民的生活环境。特别是随着种植、养殖业不断发展以及农业生产水平和农民生活水平的提高，对原来用作燃料和肥料的农业废弃物的利用越来越少，农业废弃物越来越多。农业废弃物含有大量的有机物，据测定，很多农作物的副产品的化学能不亚于其主产品。因此，农业废弃物利用蕴藏着广阔的发展前景。

2 “循环再生”是农业废弃物利用的必然选择

2.1 循环农业在我国生态农业建设中的需求。农业发展方式的改革与升级已成为必然。循环农业广泛吸收国内外可持续农业的成功经验，把农业经济活动与自然生态循环融为一体，注重农业清洁生产和废弃物综合利用，通过物质能量的多级循环利用达到节约资源与减轻污染的目的，促使农业生态系统和经济系统逐渐向良性循环方向转变，是农业可持续发展的必然选择。

2.2 “循环经济”理论的产生与发展。“循环经济”思想是美国经济学家波尔丁在20世纪60年代提出的。它强调经济系统与生态系统之间的和谐，着眼于通过资源的循环利用和节约，实现以最小的资源消耗，最小的污染获取最大的发展效益。其基本原则是：减量化、再利用、资源化。随着我国人口、资源、环境矛盾异常尖锐，农业和农村生态环境问题日益突出，近期一些专家、学者纷纷提出农业发展的新思路 。2005年10月 清华大学经济管理学院博士后王兆华提出“温州市生态农业循环体系建设”，按照“循环再生”理论，将农业生产的废弃资源循环利用和能源建设工程紧密结合，并吸纳城市生活的废弃物，形成生态系统内部的闭路循环，达到调整农村能源结构，改善农村环境和提高生态、经济效益的目的。2006年6月中科院沈阳应用生态研究所研究员武志杰提出“循环农业”，运用可持续发展思想和循环经济理论与生态工程学的方法，在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上，调整和优化农业生态系统内部结构和产业结构，提高农业系统物质能量的多级循环利用，严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生，最大程度地减轻环境污染，把农业生产经济活动真正纳入到农业生态系统循环中，实现生态的良性循环与农业的可持续发展。

东北农业大学农学硕士学位论文

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%