有机废弃物 部分资料答案.doc

绪论（1）有机废弃物综合利用的现实意义1、消除日益严重的农村环境污染的需要2、建设社会主义新农村的需要3、解决农村能源短缺和保护生态环境的需要4、生物质能为缓解国家能源不足做贡献5、保持和提高耕地土壤质量，提高作物产量（2）农业有机废弃物的概念和主要类型农业有机废弃物（agriculture wastes）：即农业有机垃圾，主要是指种植业、畜禽养殖业、农副产品贮存加工业和农村居民生活排放的有机废弃物的总称。第一类生产性废弃物：大田作物和烟、茶、果、菜园等经济作物的残留（落）物（如秸秆、杂草、落叶、落果等）；第二类生产性废弃物：牲畜和家禽的排泄物及畜栏垫料；水产养殖废弃物等第三类生产性废弃物：农产品贮存和加工的废弃物；（废液、废渣等）第四类生产性废弃物：农村居民生活排放的废弃物，包括人粪尿和生活垃圾。（3）农业有机废弃物处理和处置的基本原则1. 资源化-农业有机废弃物被称为“放错了地点的资源”，多为“二次资源”或“再生资源”，可用于生产生物能源、生物肥料和饲料等等。2. 减量化-经过最终处理, 处置的部分通过浓缩、提炼等能减量到最少的程度。例如，垃圾焚烧炉3. 无害化-杀灭或去除废弃物中的病原菌、害虫和寄生虫（害虫和寄生虫卵）、杂草种子和有害化学物质，处置过程需符合国家的无害化标准（4）农业有机废弃物资源化利用的主要途径(一): 获取能量（二）制作肥料（三）生产饲料（四）生产工业及医药原料第二章（1）生物质能的概念：1.生物质能(biomass energy)：是以生物质为载体的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量。 来源： 一是种植业废弃物，如作物秸秆； 二是林业废弃物，如枯枝、落叶、锯末、果壳和果核等； 三是畜禽粪便;四是居民生活垃圾，如有机垃圾、餐厨废油等；五是农副产物加工后的有机废弃物，如稻壳以及酿造、食品、制糖业产生的有机废弃物；六是能源植物（作物）特点1、可再生性2、低污染性、清洁能源3、广泛分布性4、生物质燃料总量十分丰富转化利用主要方法1热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品，该方法又按其热加工的方法不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；2生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；3. 利用油料植物产生生物柴油；4把生物质直接压制成型燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。（2）我国可利用的生物质能资源状况（3）生物柴油的概念、制造原理和工艺流程（以动植物油原料为例） 生物柴油(Biodiesel)是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、餐饮废油等为原料通过酯交换工艺制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。-生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物.制造原理:目前，生物柴油的工业化生产主要是采用化学法，在国内外的生物柴油生成装置中，主要利用酸碱催化酯交换（醇解）的反应. 脂肪酸甲酯主要是由甘油三酯与甲醇通过酯交换制备工艺流程: 动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温（230250）是一个平衡反应下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，在经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中需要催化剂可产生10%左右的副产品甘油。（4）沼气发酵的概念原理、微生物种类、发酵基本过程、沼气发酵的基本条件沼气发酵的概念沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷发酵，是指有机物质（如人畜粪便、秸秆、杂草等）在一定的水分、温度和厌氧的条件下，被种类繁多、数量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合气体（沼气）的复杂的生物化学过程。原理: 沼气发酵是指有机物质在厌氧条件下通过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类微生物的分解代谢，最终产生沼气的过程。微生物种类：发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌发酵基本过程：1水解（液化）阶段、2产酸阶段、3产气阶段沼气发酵的基本条件（一）适宜的发酵原料(二)质优足量的菌种(三)严格的厌氧环境(四)适宜的发酵温度(五)适度的发酵浓度(六)适宜的酸碱度（5）沼气池类型与组成、功能（以传统水压式户用沼气池为例）沼气池类型：按储气方式：有水压式、浮罩式和气袋式；按几何形状；有圆筒形、球形、椭球形、长方形、方形、拱形；按建池材料：有混凝土结构池、砖结构池、塑料（橡胶）池、玻璃钢池、钢丝网水泥池、钢结构池；按沼气池埋设位置：有地下式、半埋式、地上式；按发酵温度：有常温发酵池、中温发酵池、高温发酵池。组成：进料口、进料管、发酵间、储气部分、出料管、进料间、活动盖、导气管（6）掌握秸秆气化炉工作原理及其影响因素工作原理：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过程。影响因素：温度、含水率、原料粒径第三章（1）有机废弃物肥料化的主要来源、堆肥化的概念和必要性主要来源：畜禽粪便、富含有机质的农村生活垃圾、农作物秸秆等堆肥化的概念：指依靠自然界广泛分布的细菌、真菌、放线菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的物学过程。必要性：通过废弃物的堆肥化使有机废弃物进行稳定化无害化处理，获得优质的有机堆肥，农业有机废弃物肥料化，解决“烧苗”等问题。（2）好氧堆肥原理和过程、厌氧堆肥原理好氧堆肥原理：好氧堆肥是一种在有氧气存在的条件下，以好氧微生物为主，使有机物降解，是稳定的无害化处理方法。在堆肥化过程中，有机废物中的可溶性有机物质可透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物直接吸收，而不溶的胶体有机物质，先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性的物质，再渗入细胞。厌氧堆肥原理:厌氧堆肥是在不供氧条件下，将有机废物(城市垃圾、植物秸秆、粪便和污泥等)堆积起来进行厌氧发酵，制成有机肥料，并使固体废物达到无害化。由于不向堆层供氧，因此，厌氧发酵堆温度低，腐熟及无害化所需时间长，大规模的处理有一定的困难。厌氧堆肥操作简单，投资少，能耗少，所以一般在广大农村使用较多（3）有机肥料的优点和缺点有机肥料的优点:来源广泛、价格低廉 改良土壤 养分均衡 提高土壤保肥性 缓效缓冲鳌合作用 缺点1. 有机肥的使用禁忌。腐熟的有机肥不宜与碱性肥料混用，若与碱性肥料混合，会造成氨的挥发，降低有机肥养分含量；2. 有机肥含有较多的有机物，不宜与硝态氨肥混用；3.在使用为有机肥时，必须严格检验重金属量是否超标。如果超标，一般不能用于农业生产上，但若有可靠去除方法，可经严格去除再利用。（4）好氧堆肥的基本工艺流程、结构调理剂和能源调理剂的作用、影响好氧堆肥的基本因素好氧堆肥的基本工艺流程：前处理主发酵（一次发酵）后发酵（二次发酵）后处理贮存。结构调理剂和能源调理剂的作用：结构调理剂是一种加入堆肥底料的物料（无机物或有机物），可减少底料容重，增加底料空隙，从而有利于通风。能源调理剂是一种加入堆肥底料的一种有机物，可生化降解有机物的含量，从而增加混合物能量。影响好氧堆肥的基本因素:温度3555；有机质2080%；水分5060%；pH 7.88.5最佳；C/N 25:135:1； C/P 75:1150:1（5）好氧堆肥五大工艺设备、发酵设备主要类型（条垛式动态发酵的基本过程）五大工艺设备：原料运输设备进料供料设备预处理设备发酵设备后处理设备。发酵设备主要类型：条垛式发酵设备、搅拌型发酵池、链板型发酵池、多层发酵塔、静态筒仓发酵塔、螺旋搅拌式发酵仓、达诺式滚筒发酵。（6）腐熟堆肥的特征和质量标准腐熟堆肥的特征：1、表明呈白色或灰白色，内部呈黑褐色或棕黑色；2、秸秆和粪块等完全腐熟，质地松软，无粪臭，散发出泥土气味，不招引蚊蝇；3、8-9，呈弱碱性。质量标准： (1)一次发酵终止指标无恶臭；容积减量25%30%；水分去除率10；C/N比：15/120/1。(2)二次发酵终止指标堆肥充分腐熟；含水率35；C/N比：20/1；堆肥粒度10mm。（7）堆肥产品强化、有机无机复混肥和生物有机肥的概念、堆肥产品强化的基本工艺及设备堆肥产品强化：通过“植物养分强化”或称“肥料强化”技术，即调节氮、磷、钾以及微量营养元素含量，制成通用配方肥或专用配方肥（满足特定作物需要的肥料），来提高堆肥产品的价值。有机无机复混肥：指利用经过无害化处理的高温堆肥和无机化肥（主要指氮、磷、钾肥）作为主要原料，根据作物和土壤的养分特性以及培肥土壤的目的配制的具有养分平衡，经机械加工而成的固体肥料。生物有机肥：指将经无害化处理的高温堆肥配以一定比例的无机氮、磷、钾复混造粒，加入功能微生物而形成一种融有机、无机肥及功能微生物于一体的“三合一”肥料。堆肥产品强化的基本工艺及设备：1、原材料选择 2、预处理 3、混合4、造粒：主要造粒设备：圆盘造粒机、转鼓造粒机、喷浆造粒机 5、扑粉第四章（1）农业有机废弃物饲料化的优点1、原材料来源广泛；2、原材料成本低廉；3、减少资源浪费；4、减少环境污染（2）农业有机废弃物饲料化的基本方法物理处理方法：揉搓加工、压块成型、挤压膨化和热喷处理技术。化学处理方法：氨化、碱化、氧化和复合技术。生物处理方法：青贮和微贮技术。（3）秸秆压块成型饲料化技术优点1、密度增加6-10倍，便于储存、运输和饲喂；2、经高温挤压，使纤维素、半纤维素和木质素等结构破坏，提高动物消化率；3、具有浓郁的糊香味和轻微甜度感，动物适口性提高，采食量增加；4、作物秸秆资源利用率提高50%，生产成本率达97%；5、卫生条件好，秸秆经高温熟化，无毒无菌，提高免疫力；6、不与种植作业争农时，实现工厂化生产，全年可生产。（4）秸秆膨化技术的原理和基本工艺流程原理：将秸秆加水调质后输入螺杆式挤压膨化机，经相互挤压和摩擦作用，产生热量和压力，当秸秆被挤出喷嘴后，压力骤然下降，从而使秸秆体积膨大。工艺流程：清选、粉碎、调制、挤压膨化、冷却。（5）秸秆热喷饲料化技术的原理和热喷饲料的优点原理：物料在热喷处理时，利用蒸汽热效应，高温下使木质素熔化，纤维素分子断裂、裂解，同时因高压力突然卸压，产生内摩擦力喷爆，使纤维素细胞撕裂，细胞壁疏松，从而改变粗纤维的整体结构和化学链分子结构，达到质地柔和味道芳香的效果，提高动物消化率和采食量。优点：1、通过连续热效应和机械效应，消除饲料的消化障碍因素，表面角质层基本消除、纤维素结晶降低，利于微生物繁殖和发酵2、由于细胞的游离，颗粒变小、密度增大，总体积表小，总表面积增加。3、利用尿素等非蛋白氮作为添加剂，可提高粗蛋白水平，降低氮在瘤胃中的释放速度。4、热喷后的秸秆采食量由50%提高到90%以上，消化率提高50%以上。5、便于工厂化、机械化和规模化处理各类秸秆也可将畜禽粪便等其他有机废弃物处理转化为优质饲料，并将处理后的饲料深加工成颗粒、小块和砖型等多种成型饲料，便于运输和饲喂（6）化学处理技术的基本类型以及秸秆氨化的原理、特点、过程和注意事项基本类型：碱化、氨化、氧化、复合处理技术秸秆氨化的原理：在秸秆中加入一定比例的氨水、液氨、尿素等，破坏木质素与纤维素之间的联系，使纤维素部分分解，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 特点:改善适口性提高采食量和采食速度；提高有机质消化率和粗蛋白含量；节约精料利于环保 过程:在干燥平整的向阳地面上铺底膜，堆积秸秆后，在垛上罩一块薄膜，将底膜和罩膜的余边叠在一起，从膜边向里卷好，用土压实。注意事项:注意防止爆炸；操作要迅速；及时排除故障；做好防护工作。（7）青贮和微贮饲料的基本概念、优点、原理、制作过程以及注意事项青贮饲料的基本概念：将含水率为65%-75%的青绿农作物秸秆经切碎后，在密闭缺氧的条件下，通过厌氧乳酸菌的发酵作用，抑制各类杂菌的繁殖，而得到的一种粗饲料。优点：可最大限度地保持青绿饲料的营养物质；适口性好，消化率高；可调剂清饲料供应的不平衡；可净化饲料，保护环境原理：青贮饲料经压实密封，内部缺乏氧气。乳酸菌发酵分解糖类后，产生的二氧化碳进一步排除空气，分泌的乳酸使饲料呈弱酸性，能有效抑制其他微生物生长；最后乳酸菌也被自身产生的乳酸抑制，发酵过程停止，饲料进入稳定储藏。但此时原料中糖分等营养成分损失不大。制作过程：收割-切碎-加入添加剂-装袋贮存注意事项：1、一次性投资较大2、由于青贮原料粉碎细度较小，及发酵产生乳酸等有机酸可能引起某些消化