农业废弃物资源化

农业废弃物的资源化 固体废物通常是指生产、生活活动中丢弃的固体和泥状物质,从废水、废气中分离出来 的固体颗粒物,它主要来源于人类的生产和消费活动。人们在资源开发和产品制造过程中, 必然有废物产生,任何产品经过使用和消费后都会变成废物。固体废物在一定的条件下会发 生化学、物理或生物的转化,对周围的环境产生一定的影响,如果采取的处理方法不当,有害 物即将通过水、气、土壤、食物链等途径污染环境与危害人体健康。 其中农业固体废弃物：在农业生产中产生的塑料，各种植物残渣，人畜粪便及废农具等。 农业固体废弃物：在农业生产，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，人和家畜的粪便等。 农业废弃物的特点：元素组成：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,等多种元素。化学组成：一类是天然高分子聚合物及混合物，如纤维素， 淀粉，蛋白质，天然橡胶，果胶和木质素等，另一类是天然小分子化合物，如生物碱，氨 基酸，单糖，抗生素，脂肪，脂肪酸，激素，黄酮素，酮类，甾体化合物，稀类和各种碳 氢化合物。尽管天然小分子化合物在植物体内含量甚微，但大多具有生理活性，因而具有 重要的经济价值。 农业废弃物的种类：第一生产废弃物：指农田和果园残留物，如作物的秸秆，果树的枝条， 杂草，落叶，果实外壳等。 农业废弃物中最重要的部分其中含有丰富的有机质，纤维素， 半纤维素，粗蛋白，粗脂肪和氮，磷，钾，钙，镁，硫等各种营养成分，可广泛用于饲料， 燃料，肥料。造纸，轻工食品养殖，建材，编织等各个领域。 第二生产废弃物：畜禽类粪便和栏圈垫物等。 主要的畜禽有：猪，牛，羊，马，驴，骡， 骆驼和鸡，鸭，鹅，兔含有丰富的有机质，含有较高的 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 贮存在土壤中，腐殖质对于改良土壤，培肥地力的作用是多方面的：能调节土壤的水分， 温度，空气及肥效，适时满足作物生长发育的需求，能调节土壤的酸碱度，形成土壤团颗 粒结构，能延长和增进肥效，促进水分迅速进入植物体内，并有催芽，促进根系发育和保 温等作用，但畜禽粪便有臭味，难以作为一种商品肥料出售，因此，需要采取发酵除臭， 化学除臭及物理化学除臭法。 第三生产废弃物：农副产品加工后的剩余物。 按来源可以分为作物残体：作物中不可食用 的，在收获后仍留于田间的部分，一般以纤维素，半纤维素和木质素为主，另含有可溶性 物质，糖类，蛋白质等，畜产废弃物：受到饲养方式，饲料成分影响很大，林产废弃物： 主要为木质废弃物，渔业废弃物：水产品中淡水鱼的加工，淡水鱼一般头大，内脏多，采 肉量仅为预提质量的 30%，鱼头，内脏，鱼鳞，鱼刺，鱼皮等下脚料被白白丢弃和食品加 工业废弃物 第四生产废弃物：农村居民生活废物，包括人粪尿及生活垃圾。 农村生活垃圾的数量实际 是农村和城镇生活垃圾及产生量的和农村生活垃圾由过去易自然腐烂的菜叶瓜皮，发展 为由塑料袋，建筑垃圾，生活垃圾，农药瓶和作物秸秆，腐败植物组成的混合体。农村生 活垃圾通常由农田来消纳，将柴灰直接施入农田作肥料。其他生活垃圾往往与人畜粪便或 植物秸秆等一起在田间地头自觉与不自觉的制作堆肥。 “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。 2.3 循环农业技术已日臻成熟。农业废弃物循环利用技术就是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。由于农业生产方式与生产环境的改善，农业成本大幅度下降而生产力显著提高， 农民收入稳步增长，同时农村剩余劳动力得以充分利用。由此可以看出，废弃物循环利用 技术是一种生态效益、社会效益与经济效益并重的新型农业技术，有利于解决目前我国农 业和农村发展中出现的诸多问题，是农业可持续发展的必然选择，是我省文明生态村建设 的必然选择。 3 农业废弃物循环利用模式探讨 利用微生物以纤维素为基质生产单细胞蛋白质是当今利用纤维素的最为有效的方法之 一。利用农业废弃物栽培食用菌，可改变资源浪费型传统农业，实现“点草成金、化害为 利、变废为宝、无废生产”，是农业废弃物的综合开发利用一条最为有效、持久的捷径。 沼气在我国的推广和使用已经有了丰富的经验和技术。以食用菌工程技术、沼气工程技术 为纽带，按照“循环再生”理论，连接种植业和养殖业，形成种植业养殖业食用菌 沼气种植业循环链，是农业废弃资源多层次环保循环利用的有效途径。 4 农业废弃物循环利用的关键技术 4.1 食用菌工程技术 4.1.1 农业废弃物(食用菌培养料)集中处理技术。建设农业废弃物机械化集中处理场， 采用集中处理分散种植，可以简化农户生产工序、降低生产成本和劳动强度，提高生产效 率，调动菇农生产积极性。 4.1.2 食用菌品种筛选。食用菌选择的品种主要有双孢菇、草菇、姬菇、榆黄菇、鸡 腿菇。 4.1.3 农业废弃物生产食用菌技术。一是利用牛粪、麦秸、玉米秆、稻草栽培双孢菇 高产技术。二是利用麦秸、玉米秆、稻草、食用菌废料栽培草菇高产技术。三是利用食用 菌废料栽培姬菇、榆黄菇、鸡腿菇高产技术。 4.2 沼气工程技术 4.2.1 沼气工程模式。以食用菌生产基地、大型奶牛养殖场为物质来源的沼气工程 模式：这种工程将畜牧业、种植业、食用菌生产紧密联系在一起，具有规模效益，能够集 中进行沼气的工业化应用。以农户为单元的复合庭院经济沼气工程模式：对于山区和居 住分散的农村尤其实用。 4.2.2 沼气工程技术。沼气工程建设。包括预处理池、沼气池、沉淀池、贮肥池、 沼气净化及利用设施等。配套开发。加工商品有机肥等，开展废弃物的多途径资源化利 用。 生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循自然生态规律，运用系统工 程方法和现代生物技术，进行资源循环利用的农业发展模式。生态农业不仅可以起到保护 环境的作用，而且可以将各种自然资源充分地加以利用，从而创造出巨大的循环性经济效 益。 生态经济是我国农业发展的方向，是国家一贯支持、鼓励的经济模式。但是，过去由 于生物科技发展的限制，一直没有得到很好的普及。 进入 21 世纪后，生态科技进入了一 个快速发展时期。日本发明的生物技术、我国四川大学发明的活力 99 生物技术等，都 为生态农业的普及起到了非常重要的作用。今天我国已经有不少技术力量雄厚的农业企业 走进了生态发展的先进行列，福建招宝生态农庄就是其中的一个典型。 走进福建招宝生态农庄，笔者为这里世外桃源式的环境所深深吸引：只见这里到处绿 树掩映、花草飘香。农庄的大门广场，停着好多来这里休闲游乐的客人。前山的野兔园， 兔子在园内蹦蹦跳跳，游客拿着树叶、青草在逗野兔。旁边的桂花园香气馥郁、沁人心脾。 后山是木屋别墅区，三三两两的小木屋掩映在松柏、桂花等绿树浓荫之中，这里不仅有大 片的苍松翠柏、桉树、榕树、桂花树，还有一片片的日本双季板栗树、台湾甜杨桃和甜脆 桃以及各种珍贵的花卉苗木。在桂花树和各种果树下面，套种着绿油油的牧草和萝卜、地 瓜等作物。 招宝生态农庄的生态循环就是从牧草开始的： 牧草（黑麦草、皇竹草等）在沼气池沼液的浇灌下，长得郁郁葱葱，农庄工作人员每 天将牧草割下来喂珍禽和野猪、野兔等动物-野生动物的粪便进入沼气池发酵成沼气-沼 气用来农庄的做饭、饲料加工、冬天的畜禽舍加温以及沼气灯照明等等-沼气池的沼液、 污水又用来浇灌花卉、果木、牧草-花卉、果木、牧草吸收、分解、利用沼液、污水，结 出丰硕的花果-花卉、果树、牧草不仅使农庄增加新的经济效益，而且它们还可以调节小 气候，美化农庄环境，成为农庄休闲景点 野生动物是招宝农庄的主要产品，这里有野鸡、孔雀、贵妃鸡、红腹锦鸡、鹧鸪、白 鹜鸭、绿壳蛋鸡、野猪、野兔等十几个野生动物养殖品种，一排排天蓝色的彩钢瓦畜禽舍 鳞次栉比、错落有致；畜禽舍一律装着温湿度调节装置。最让人们惊叹不已的是，这个年 产数百万只（头）的养殖场，夹在前后山风景区之间，竟然没有一点点臭味、没有一点点 污水排放，这就是立体种养、生态循环模式的魅力所在。 当然，令人流连忘返的还有农庄的美味，在农庄自办的山珍野味馆，各种野味佳肴使 人馋涎欲滴。这里有用野鸡、野兔、野猪、鹧鸪、白鹜鸭、孔雀等野味开发的煎、炒、烹、 炸等数十种风味不同的的美食菜肴。按照招宝公司董事长蓝招衍的说法：“这里的各种野生 动物，都是吃天然绿色食品、喝天然矿泉水、听着音乐长大的，是纯粹的绿色健康食品“。 因此，长年累月，来这里吃野味的人络绎不绝。 看了招宝生态农庄的发展模式，笔者不仅感慨万千，生态农业真是前景无限啊，但愿 全国各地农村，都能够像招宝农庄一样，早日走上生态循环的高效益发展之路。 EM 技术 EM 是英文(Effective Microorganisms)的缩写语,中文译为:“有效微生物群”。它是光合 细菌、乳酸菌群、酵母菌群、放线菌群、丝状菌群等 5 科 10 属 80 余种微生物组成的。它 是由世界著名应用微生物学家日本琉球大学比嘉照夫教授发明的， EM 技术是目前世界上应 用范围最大的一项生物工程技术。和一般生物制剂相比，它具有结构复杂、性能稳定、功 能齐全的优势，表现出前所未有的高科技水平。迄今为止，EM 已狂风般席卷日本、美国、 巴西、法国、台湾等 90 多个国家和地区。据资料报道，EM 适用于种植业、养殖业、环保、 人体保健等多种领域. EM 采用日本菌种技术利用独特发酵工艺把经过仔细筛选出来的好气性和嫌气性有益微 生物混合培养，形成功能强大的 EM 制剂。 营养搭档伴侣是在 EM 原露的基础上最新研制的更新换代的新产品，在原有的 EM 原露 配方中特别添加独特的最新菌株纳豆菌，使其功效更强，处理能力更大。 曙光一号活菌制剂是按照一定的配方，将 EM 原露或营养搭档伴侣菌种接种到固体物质 发酵而成，该产品方便运输，菌种成活时间较长。 小结 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。 通过对几种农业废弃物的处理及利用方法现状的探讨，可以看出各个城市可以根据本 市的特点采取不同的方法。其中农业固体废物占有比例大，也是处理的重中之重，针对它 的处理方式也是多种多样，在方法的选取中，我们应秉着无害化，减量化，资源化的原则。 尽量合理利用，垃圾放到正确的位置后就会成为资源。随着处理方法的不断增多，不断深 化，城市固体垃圾的处理正朝着无害化，减量化，资源化的方向发展。现今我国已制定了 一系列环保法规、标准、规范和配套的技术政策；国家还需给予优惠的产业政策，大力扶 持我国的新兴垃圾处理产业。垃圾处理产业应积极开拓多种融资渠道，解决资金短缺问题； 运用现代先进的、多元化的经营方式与经营手段，提高自身生存能力和盈利能力，在创造 社会效益、环境效益的同时产生巨大的经济效益，缩短投资回报周期、提高投资回报率。 使垃圾处理产业向健康的可持续的方向发展。 参考文献： 1曹思琪，方晓骝，费宁.关于城市生活垃处理的现状及对策建议 中国资源综合 利用，2003（09）:22-25. 2方伟成，赵智平，梁飞. 固体废弃物处理方法比较. 科技咨询导报,2007(16):88- 89 3谢小兵，欧阳小琴，唐本义固体废弃物的热裂解技术处理 江西能源， 2004（1）:27-29 4崔美香，刘艳芬等.利用蚯蚓规模化处理城市生活垃圾研究 安徽农业科学， 2006（09）:1936-1937 5王璐，韦文青.如何综合利用工业固体废弃物服务城市循环经济以平顶山市为例 . 资源导刊，2007(7) :13-14 6杨冬梅 ， 赵县防. 洛阳市区固体废弃物调查及防治对策. 中国资源综合利用, 2007(9):30-31 7李湘洲国内外固体废弃物管理的新动向与对策 粉煤灰，2004（5）:44-47 8王丰春，田新珊，蔡广宇城市垃圾处理方法综述 电力环境保护 2003（1）: 46-48 9谢小兵，欧阳小琴，唐本义固体废弃物的热裂解技术处理 江西能源， 2004（1）:27-29 10胡杰平，唐学星，李建新城市固体废弃物的污染与防治 金华职业技术学院 学，2002（2）:43-45 颜丽辉，吴银彪 11叶建军，韦书勇，鄢朝勇. 利用固体废弃物生产建筑材料的环境风险及对策. 中国建材，2008（1）:70-71 12吴忠阳. 年度安庆市工业固体废弃物污染现状分析.安徽化工， 2007.6.33（3）:58 13李厚江，朱贻兰.宝钢固体废弃物资源化的途径.宝钢技术