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农业固体废弃物资源化利用一、概述二、植物纤维性废弃物资源化技术三、堆肥化及沼气技术四、乡镇工业废弃物资源化技术五、塑料地膜资源化技术六、工程实例1ppt课件一、概述1农业废弃物的概念、特点及分类农业固体废弃物是指农业生产、畜禽饲养、农副产品加工以及农村居民生活活动排出的废物，如植物秸秆、人和畜禽的粪便等。2ppt课件1.1农业废弃物的特点1.元素的组成除C、O、H三元素的含量高达65%—90%外，还含有丰富的N、P、K、Ca、Mg、S等。2.化学组成一是天然高分子聚合物及其混合物，如纤维素、半纤维素、淀粉、木质素等；二是天然小分子化合物。如氨基酸、生物碱、单糖、激素、抗生素、脂肪酸等3.物理性质表面密度小、韧性大、抗拉、抗弯、抗冲击能力强等。3ppt课件1.2农业废弃物的分类植物纤维性废弃物按成分畜禽粪便农业废弃物第一性生产废弃物第二性生产废弃物按来源农副产品加工后的剩余物农村居民生活废弃物4ppt课件第一性生产废弃物的特征分析第一性生产废弃物是指作物秸秆、枯枝落叶等，是农业废弃物中最主要的部分。我国的纤维素物质10亿t/a；农业植物纤维废料1.178亿t/a；作物秸秆7亿t/a。虽然具有很高的利用价值，但我国的利用率仅为33%左右。利用方式：秸秆还田；优化秸秆编织技术和建材生产技术；能源利用。5ppt课件第二性生产废弃物的特征分析第二性生产废弃物主要是指畜禽粪便和栏圈垫物等。分布：牲畜排粪量由高到低的省份是，四川、河南、山东、云南、湖南、广西、内蒙古；畜禽排粪量由高到低的省份是：广东、山东、四川、安徽、河南、广西、福建。6ppt课件污染物：1.粪便及分解产物，如有机物，恶臭2.伴生物，如病原微生物，寄生虫3.添加物，饲料添加剂，消毒剂等危害：污染卫生环境；污染空气（恶臭污染、粉尘携带细菌的污染、分解气体污染）；污染水体；污染土壤；侵占土地。7ppt课件表12001年全国养殖业污染物排放量/（万t/a）畜禽粪尿BOD5CODNH3-NTPTN牛93616.746808.32484.03283.0322.5129.1783.6猪18206.730039.41182.41217.494.777.8206.3羊28335.1—80.5131.217.013.468.0家禽115.9—4.55.20.60.51.2合计142073.476847.83757.54536.6434.8220.71059.18ppt课件表22001年全国养殖业污染物排放量与工业城镇生活污染物排放量比较/万t项目固体废物废水CODcr畜禽养殖业140273.44536.6工业88745.7607.5城镇生活—799.09ppt课件利用价值：各种畜禽粪便都含有丰富的有机质，较高的N、P、K及微量元素，是很好的制肥原料。有机质在积肥、施肥过程中，经过微生物的加工分解及重新合成，最后形成腐殖质贮存于土壤中。腐殖质具有改良土壤、培肥地力等多方面的作用。10ppt课件农副产品加工后剩余物的特征分析（第三性生产废弃物）种类：作物残体、畜产废弃物、林产废弃物、渔业废弃物和食品加工废弃物1.作物残体：以纤维素、半纤维素和木质素为主；2.畜产废弃物：BOD，TP，TN，K含量高；3.林产废弃物：纤维素45-50%、半纤维素20-25%和木质素20-25%；4.渔业废弃物：水产品加工的下脚料丢弃大；5.食品加工废弃物：易分解，易腐败；11ppt课件农村居民生活废弃物特征分析(第四性生产废弃物)我国生活垃圾的产生量以7%-8%的速度增长其成分变化巨大：以前以菜叶瓜皮为主，发展为以塑料袋、建筑垃圾、生活垃圾、作物秸秆、腐败植物等组成的混合体。垃圾容积密度大约为641-678Kg/m3。12ppt课件2发达国家农业固体废弃物资源化利用现状与分析2.1农业废弃物用于处理废水美国北卡罗来州A&T大学的畅·塞欧认为玉米芯、豆荚等农副产品的下脚料可用于处理废水。2.2农业废弃物用于清洁油污地面美国密西西比州的ERT公司利用棉籽加工废弃物纤维素中的一种细菌，制成生物活性的吸收剂，可以用于受油污染的土壤、水体或地面上，从而把油污降解掉。13ppt课件2.3农业废弃物开发作为能源德国沼气发电工程数量：1992年的139家，2003年的2000家；装机容量1999年50MW，2002年250MW。2.4农业废弃物用作饲料原料、发电燃料美国的Amoco公司与Stone&Webster公司合作，利用农业废弃物生产乙醇。2.5农业废弃物制作复合材料废旧农膜、编织袋、食品袋等经过处理后，加入添加剂，可加工成以球—球、球—纤维堆砌体系为基础的复合材料。14ppt课件3中国农业废弃物资源化利用现状与分析我国的农业废弃物以稻草、麦草和玉米秆为主。稻草和麦草的产量达3亿吨，玉米秆达2亿吨。由于各种原因，大部分都被丢弃于田间地头，一部分靠自然腐烂，绝大部分靠焚烧处理，每年约有3.5亿吨作物秸秆被燃烧掉。15ppt课件我国对农业废弃物的处理方式：对于作物秸秆，如：将稻草、麦草制造空心砖、墙体内装板等建筑材料；将其进行液化处理，使其变为液化气后再生利用。对于畜禽排泄废弃物，主要有：饲料化、能源化、肥料化等。16ppt课件4农业固体废弃物资源化利用的限制因素1.政策、法规不完善2.意识不到位3.安全性不高4.受时间上的限制5.开发费用不足6.技术问题17ppt课件5农业固体废弃物资源化利用的发展动向一、获取能量制沼气，气化，液化，固化；二、制肥料堆肥，液体肥料，有机生物肥，有机复合肥；三、生产饲料氨化饲料，青贮饲料，生化蛋白饲料，酶化饲料，碱化饲料；四、生产工业及医药原料有机产品，轻型建材，可降解包装材料，培养基，药物，食用菌生产，生物滤床滤料。18ppt课件二、植物纤维性废弃物资源化技术1植物纤维性废弃物资源和特点1.1资源光合作用产生的生物质量约1500亿吨/a，草原和耕地产生约160亿吨/a，可作为人类和动物食用的占40亿吨/a，废弃物产生量约有135亿吨/a。1.2特点主要由植物细胞壁组成，含有大量的粗纤维和无氮浸出物，还有粗蛋白、粗脂肪、灰分等其他物质。19ppt课件表3几种作物秸秆的化学组成（干重/%）种类粗纤维灰分果胶质木质素纤维素半纤维素稻草35.613.4—12.5032.0024.00麦秆36.76.040.3018.0030.5023.50玉米秆29.34.660.4522.0034.0037.50大豆秆38.7———33.0018.5020ppt课件2植物纤维性废弃物资源化利用技术2.1还田技术秸秆中含有丰富的有机质和N、P、K、Ca、Mg、S等肥料养分，是可利用的有机肥料资源。作用：增加土壤有机质和速效养分含量，培肥地力，缓解N、P、K比例失调，改良土壤结构，降低土壤容重，增加孔隙度，涵养水分。21ppt课件2.2秸秆还田方式2.2.1秸秆直接还田机械直接还田，覆盖栽培还田，机械旋耕翻埋还田2.2.2秸秆间接还田堆沤腐解还田，烧灰还田，过腹还田，沼渣还田，菇渣还田2.2.3秸秆生化腐熟快速还田催腐剂堆肥，速腐剂堆肥，酵素菌堆肥22ppt课件２.3秸秆饲料化技术２.3.1微生物贮存技术（微贮技术）原理：利用微生物菌剂对秸秆进行厌氧发酵处理的一种技术。优点：能将纤维素和半纤维素降解并转化为菌体蛋白，具有污染少、效率高，利于工业化生产等优点，是今后秸秆饲料的发展趋势。23ppt课件工艺：微贮饲料具有成本低、效益高、消化率高、适口性好、采食量高、保存期长、制作季节长、技术简单。微贮原料切短入窖压实喷洒封窖菌剂溶解复活出窖饲喂发酵24ppt课件２.3.2青贮法原理：将新鲜的秸秆切短或铡碎，装入青贮池或青贮塔内，通过封埋等措施造成厌氧条件，利用微生物的发酵作用，以提高秸秆的营养价值和消化率的一种方法。是生物处理法中最简单、应用最广泛的方法。工艺：青贮原料切短入窖压实密封贮存取用25ppt课件优点：1.养分损失少，蛋白质、纤维素保存较多，营养价值比秸秆高；2.可长期保存；3.可以预防家畜和农作物的病虫害；4.技术简单，便于推广。26ppt课件２.3.3氨化法定义：在秸秆中加入一定比例的氨水、无水氨和尿素等，在密闭条件下通过它们的作用，破坏木质素与纤维素之间的联系，促进木质素与纤维素、半纤维素分离，使纤维素和半纤维素部分分解、细胞膨胀、结构疏松，从而提高秸秆的消化率、营养价值和适口性的加工处理方法。27ppt课件原理：碱化作用、氨化作用和中和作用碱化作用：破坏木质素和纤维素的结构，提高消化率；氨化作用：可以缓解氨的释放速率，促进瘤胃微生物的活动，提高营养价值和消化率；中和作用：降低了秸秆中的潜在碱度，形成适宜瘤胃微生物活动的微碱环境，改善秸秆的适口性，提高采食量和利用率。28ppt课件工艺：优点：防止饲料腐败，减少家畜疾病的发生；提高秸秆的粗蛋白；提高适口性和消化率；投资少，成本低、技术简单、经济效益好等。氨化原料铡碎秸秆堆垛备氨取用注氨压实密封29ppt课件２.4气化技术气化是指含碳物质在有限供氧条件下产生可燃气体的热化学转化。德国最早利用秸秆发电的Thuringian镇电站，每年可处理秸秆3000吨；我国在海南建设了1.2MW示范电站。是我国及亚洲最大的生物质气化发电系统。30ppt课件优点：①炭的活性高；②挥发份高；③秸秆含硫量低，降低了气体的脱硫净化费用；④灰分少，降低了灰渣的处理费用。设备：上吸式气化炉及其改进型、下吸式气化炉、层式下吸式气化炉、循环流化床气化炉31ppt课件２.5制备生产原料技术２.5.1膨化改性植物纤维技术原理流程：电磁感应加热膨化、助膨化剂植物纤维清理粉碎助膨化筛分植物改性纤维32ppt课件技术应用利用改性植物纤维研发钻井液用油气层保护暂堵剂；利用改性植物纤维开发吸附剂；改性植物纤维、木质素的高效分离与应用。例：活化剂植物改性纤维植物改性纤维吸附剂配料混合活化包装干燥成型33ppt课件２.5.2制备阳离子交换树脂吸附重金属离子特点：①成本低，不需要再生，采用氧化的方法可回收重金属和热能；②具有较高的表面积；③具有较高化学活性，容易进行化学改性④比纤维材料更加容易交联，不易溶于水；⑤可以处理重金属离子含量低的废水（１～１００ppm）。34ppt课件２.６制取化学品技术６.１低聚木糖６.２糠醛６.３淀粉６.４白炭黑、活性炭和高模数硅酸钾６.５膳食纤维６.６草酸６.７酒精35ppt课件三、畜禽粪便资源化利用技术１畜禽粪便概述１.１特点①富含营养，资源化潜力大；②不同畜禽粪便成分差异大；③不同畜禽的粪便量差异大；④粪便量分布不均匀；⑤距居民生活区近。36ppt课件１.２畜禽粪便的污染①对大气的污染：恶臭②对水体的污染：水体富营养化③对土壤的污染：土壤的营养积累④对生物的污染：传染病和寄生虫病蔓延１.３防止污染的技术措施①源头控制②饲养过程控制③末端治理37ppt课件２资源化利用方式２.１堆肥利用堆肥化（Ｃomposting）就是指在人工控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进有机废物发生生物稳定作用（Ｂiostabilization），使可被生物降解的有机废物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。38ppt课件２.１.１原理：堆肥有机物（含Ｃ、Ｎ、Ｏ、）氧，微生物生物合成排入环境细胞物质（微生物繁殖）能量ＣＯ２，Ｈ２Ｏ，ＮＨ３，ＰＯ４３－氧化分解39ppt课件２.１.２堆肥工艺：①前处理：破碎，分选，筛分；②主发酵（一次发酵）：在不同微生物的作用下分解有机物，温度上升。通常将温度升高到开始降低这个阶段为主发酵阶段；③后发酵（二次发酵）：将主发酵阶段未分解的有机物进一步分解，使之达到完全腐熟；④后处理：分选杂物，再次破碎；⑤脱臭⑥贮存40ppt课件２.１.３影响因素：有机物和营养物含量：有机物20%-80%，K、Ca、Mg等；含水率：40%-60%；通风供氧：适宜氧浓度为18%；温度：50-65℃；C/N和C/P：C/N一般为(25-35):1，C/P为(75-150):1；pH值：7.5-8.5微生物种类及数量：41ppt课件２.１.４堆肥的作用1.提