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农业废弃物处理利用技术与农业机械化发展


2009 年 9 月              农 机 化 研 究                 第 9 期

农业废弃物处理利用技术与农业机械化发展
艾  平 , 张衍林 , 李善军 , 翟  红 , 孟  亮
(华中农业大学 工程技术学院 , 武汉   43 007 0 )

摘   : 农业废弃物处理利用 , 对

推进新农村建 设 具 有 重 要 意 义 。为 此 , 从 秸 秆 与 畜 禽 粪 便 两 大 类 农 业 废 弃 物 要 出发 , 分析了其处理利用现状 , 提出了资源化利用的 技 术 体 系 , 分 析 了 各 项 技 术 的 应 用 特 点 以 及 发 展 趋 势 , 并 探 讨了配套农业机械的发展方向 。 关键词 : 农业废弃物 ; 秸秆 ; 畜禽粪便 ; 资源化利用 ; 农业机械 中图分类号 : X71; S210. 7         文献标识码 : A 文章编号 : 1003 - 188X ( 2009 ) 09 - 0234 - 04

0  引言
农业废弃物也称农业垃圾 , 主要包括植物纤维性 废弃 物 (如 农 作 物 秸 秆 、 壳 、 壳 、 叶 及 甘 蔗 渣 谷 果 树 等 )、 农产品加工废弃物 、 畜禽粪便 、 农村生活垃圾 、 污 水、 人粪尿等 , 其数量巨大 , 分布广泛 , 既是宝贵的可 再生资源 ,又是农村主要的环境污染源 。农业废弃物 的处理 ,对实现农村家居环境清洁化 、 资源利用高效 化和农业生产无害化 , 消除农村脏 、 、 , 推进构建 乱 差 和谐社会和社会主义新农村建设具有重大意义
[1]

目前实际开发应用的秸秆利用技术主要有 5 大 类 20 余种 ,主要包括有 : 肥料技术 、 饲料技术 、 燃料技 术、 工业原料技术 、 食用菌基料技术等
1. 2   畜禽粪便综合利用现状和技术
[1]



随着我国畜牧业的高速发展 , 畜禽废弃物也大幅 度增加 ,畜禽养殖业所产生的废弃物已经超过工业和 城镇生活排污 ,成为不可忽视的重大污染源 。畜禽粪 便若不加以有效处理 , 将严重污染水体 、 土壤及大气 环境 ,并带来卫生 、 健康问题 。畜禽粪便既是污染源 , 也是肥源 ,目前我国畜禽废弃物利用主要有肥料化 、 饲料化和能源化利用 3 个方面 。 由于畜禽粪便中含有大量的病原体 , 所以其资源 化利用前 ,必须进行无害化处理 。对于粪便固体处理 的方法主要有生物发酵法 、 干燥法等 。畜禽粪便无害 化、 资源化处理的主要关键工艺为粪便的生物发酵 、 干燥和除臭 。目前 , 采用的技术主要有 : 一是沼气发 酵 ; 二是高温烘干 ; 三是固液分离 , 堆腐晾晒 ; 四是机 械搅拌 ,高温堆肥 ; 五是接种菌剂 ,塔式翻动发酵 。



在我国农业废弃物处理中 , 秸秆与畜禽粪便因其 量大 、 污染重 、 资源化利用潜能大等原因具有重要的 地位 。本文主要从秸秆与畜禽粪便的处理技术出发 , 探讨应用技术上可行 、 经济上合理且环保的方法来有 效地减少农业污染物的排放 。

1  农业废弃物处理现状
1. 1   秸秆综合利用现状和技术

农作物秸秆是农业生产的最大副产品 , 其总量是 粮食总产量的 1. 1 ~1. 2 倍 。我国每年产生约 6. 5 亿
t左右的 作 物 秸 秆 , 其 中 造 肥 还 田 和 收 集 损 失 约 占 15% , 工业原料 12% ,饲料 13% ,燃料 25% ,还有 50%

2  农业废弃物处理技术分析
2. 1   秸秆处理技术分析

秸秆的种类很多 , 总体上可将秸秆分为 3 大类 : 水稻小麦油菜 、 玉米高粱和棉花甘蔗 。第一类水稻小 麦油菜秆性质类似 , 质地较软 , 总体上最主要采用直 接还田和收集利用两种有效方式予以利用 , 也可预处 理后制取沼气
[3]

左右的直接还田 、 烧荒或丢弃 。事实上 , 农作物秸秆 不仅是农村生活燃料 、 牲畜饲料和有机肥料的重要来 源 ,而且也是重要的工业 、 建筑原料 , 因此应该加以充 分利用
[2]



; 第二类玉米高粱秆 , 青秆糖分较高 ,

适宜作为青贮饲料 , 秸秆可以作为气化燃料使用 ; 第
收稿日期 : 2008 - 12 - 05 基金项目 : 湖北省科技攻关项目 ( 2005AA401C15 ) 作者简介 : 艾   ( 1977 - ) , 女 , 湖北松滋人 , 讲师 , ( E - mail) aip ing 平 @mail. hzau. edu. cn。 通讯作者 : 张衍林 ( 1957 - ) , 男 , 武 汉 人 , 教 授 , 博 士 生 导 师 , ( E mail) zhangyl@mail. hzau. edu. cn。

三类棉秆和甘蔗渣 , 木质素含量很高 , 适宜用于成型 炭化和气化 。 针对上述分析 , 秸秆利用具有广阔前景 , 需要对 相关关键技术和工艺进行深入研究 , 也需要开发相关

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的装备或设备 ,并结合秸秆特性 、 区域种植制度 、 区域 能源结构等具体情况 , 因地制宜地制定出相应的秸秆 综合利用方案 。根据秸秆分类 , 提出了相应的秸秆处

理方式 ,并分析了各项技术的应用特点及发展趋势 , 具体如图 1 所示 。

图 1  秸秆综合利用方式及应用特点图
Fig 1  The app lication and the feature of the comp rehensive utilization of agricultural straw .

2. 2   畜禽粪便处理技术分析

配套农业机械的发展作为支撑 。随着农业废弃物多 途径资源化利用的开展 , 对相应农业机械配套机具 、 设备的发展也提出了越来越多的要求 。
3. 1   秸秆处理配套农机

根据养殖规模不同 , 畜禽粪便处理可以分为分散 处理方式和集中处理方式两种 。以农户为单元的分 散养殖畜禽粪便 ,目前主要采用直接还田和户用沼气 两种方式利用 , 户用沼气既可以解决能源问题 , 又可 以获得高效有机肥料 ,并减少对环境的污染
[4]

对于可直接还田的秸秆 , 如水稻小麦油菜等 , 需 要大力开发和推广秸秆粉碎机或直接埋草机 。将田 间秸秆就地粉碎并均匀抛撒在地表后 , 随即用犁耕翻 深埋 ,目前多采用拖拉机配套秸秆直接粉碎还田机 。 对于不需粉碎即可腐解的秸秆 , 则可通过集整地 、 翻 埋于一体的机具直接将秸秆埋入土中 , 也是适合南方 的一种方式
[5]



根据无害化 、 减量化和资源化的原则 , 对规模化 养殖场畜禽粪便应尽量采用干湿 分别 处理的 方式 。 每个养殖场的干粪采取厌氧干发酵获得一次能源效 益后 ,将沼渣集中到有机肥厂 , 开发成颗粒有机肥 , 该 技术的关键是对现有规模养殖场进行清干粪的装备 改造和厌氧干发酵技术与装备进行攻关 。每个养殖 场的冲洗液和尿液应采取湿式厌氧发酵 , 获得一次能 源效益后 ,较稀的沼液应进行分散综合利用 , 该方式 的关键是分散利用模式与运行机制的建立 。根据养 殖规模大小 , 提出了相应的处理方式 , 并就各项技术 的应用特点及发展趋势作出分析 ,具体如图 2 所示 。



对于不宜直接还田的秸秆 , 首先应尽量采集后加 以利用 ,要求采用半喂入式收割机 , 以完整保存秸秆 并留茬低 ,为后续利用带来方便 。目前半喂入式收割 机较全 喂 入 式 价 格 偏 高 , 还 需 要 政 府 的 进 一 步 推 广
[6]

。对于气化 、 制沼 、 成型等秸秆利用方式 , 均需要

预先对秸秆进行粉碎处理 , 因此对秸秆粉碎机形成了 需求 ,不仅要求能将各种秸秆能粉碎到所需的长短或 粒径 ,对于制沼用途 , 还要求能够有效破坏秸秆表面 蜡质层 ,便于充分降解 。尤其是质地较软的秸秆 , 粉

3  配套农业机械发展
在农业废弃物的综合利用方式中 , 还需要相应的

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碎时易发生缠绕等故障 , 应进一步加大对此类机具的 研发和推广 。 秸秆气化是近年来发展较快的一种利用方式 , 秸 秆气化的核心部件在于秸秆气化炉 , 需要集中技术力 量攻关解决焦油 、 燃料适应面等问题 , 促进气化炉的

应用 。 机制木炭是秸秆成型化利用方式 , 对于生物质挤 压成型设备目前急需解决的问题主要是提高设备机 组的可靠性 , 尤其 是提 高磨 损部 件的 使用 寿命 。此 外 ,需要扩大设备适应范围 ,提高设备的经济性 。

图 2  畜禽粪便综合利用方式及应用特点图
Fig 2  The app lication and the feature of the comp rehensive utilization of . livestock manure

3. 2   畜禽粪便处理配套农机

点开发相应设备 , 并与有机肥工艺结合 , 加强设备的 集成化生产能力 。

畜禽粪便处理过程中首先需要发展干清粪机械 , 以实现粪水分离 ,降低后期处理的有机质浓度 。尤其 是规模化养殖场 , 应针对不同养殖条件 , 发展机械刮 粪板 、 自走式或集中式清粪机械 , 以适应现代健康养 殖的需要
[7 - 8]

4  结语
我国在未来 15 ~ 20 年 , 农业废弃物的产生总量 依然呈增加的趋势 , 如果不加以合理的利用和处理 , 农业废弃物 ,尤其是畜禽养殖对环境的污染将更加严 重 。农业废弃物的处理不仅关系到资源的再利用和 环境安全 ,而且与农业的可持续发展和农村“ 两型 ” 社 会的建设紧密相关 。 我国在农业废弃物处理方面应大力采用现代的 生物技术和工程技术提升农业废弃物的处理水平 , 提 高废弃物的利用率 , 在处理农业废弃物的同时 , 消除 农业废弃物对环境的污染 , 发展生物质经济 、 开发生 物质能源 ,发展生态循环农业 , 促进农村经济和社会 发展 。



畜禽粪便沼气化利用方式中 , 进出料设备是难点 问题 。尤其在 沼气 池大 修时 , 由于 池内 底物 组成 复 杂 ,潜污泵容易出现故障 , 寿命较短 , 需要研发适合沼 气池抽吸料的专用泵 。此外 , 沼渣沼液储运设备 , 如 沼液沼渣吸运车也需要进一步普及 , 并降低成本 , 提 高可靠性 ,以利于畜禽粪便沼气化利用的推广 。 畜禽粪便资源化利用的重要途径是制有机肥 , 这 是经济效益的主要来源 。一套系统的制肥设备 , 包括 了脱水 、 输送 、 翻堆 、 干燥 、 制粒等多个环节 , 目前多采 用饲料 、 肥料等行业的设备 , 应针对畜禽粪便物料特

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参考文献 :
[1]  杨亚娟 . 开发利用有机废弃物实现农业可持续发展 [ J ].

[5 ]  张国忠 ,许绮川 ,夏俊芳 , 等 . 1G MC - 70 型船式旋耕埋草

机的设计 [ J ]. 农业机械学报 , 2008, 39 (10) : 214 - 217.
[6 ]  翟红 , 张衍林 . 浅谈保护性耕作现状及有关技术的推广 [ J ]. 湖北农机化 , 2008 ( 2 ) : 16 - 17. [7 ]  温克兴 . 浅谈机械化养鸡场清粪机械的利用 [ J ]. 中国家

国土与自然资源研究 , 2002 ( 2 ) : 32 - 33.
[ 2 ]  钟华平 , 岳燕珍 , 樊江文 . 中国作物秸秆资 源 及其 利用 [ J ]. 资源科学 , 2003, 25 ( 4 ) : 62 - 67. [3]  庞凤梅 ,李玉浸 ,杨殿林 ,等 . 农作物秸秆沼气发酵与直接

禽 , 2004, 26 ( 19 ) : 25.
[8 ]  黄炎坤 ,王文静 . 规模化养鸡场鸡粪处理情况调查 [ J ]. 中

利用效益比较 [ J ]. 中国沼气 , 2008, 26 ( 2 ) : 34 - 37.
[ 4 ]  卢旭珍 , 邱凌 , 王兰英 . 发展沼气对环保和 生 态的 贡献 [ J ]. 可再生能源 , 2003, ( 6 ) : 50 - 52.

国畜牧杂志 , 2002, 38 ( 3 ) : 41 - 42.

Trea tm en t and Utiliza tion of Agr icultura l Wa stes and D evelopm en t of Supporti g Agr icultura l M ach in ery n
A i Ping, Zhang Yanlin, L i Shanjun, Zhai Hong, M eng L iang
( College of Engineering and Technology, Huazhong Agricultural University,W uhan 430070, China ) Abstract: Comp rehensive utilization of agricultural wastes is important to the new countryside construction. This paper based on two important agricultural wastes, the agricultural straw and livestock m anure, analyses the current status of ture of app lication and the development trend of various technology. Finally, combined w ith agricultural machinery, this paper discusses the development direction of its supporting machinery. Key words: agricultural wastes; agricultural straw; livestock manure; resource utilization; agricultural machinery (上接第 233 页 ) treatm ent and utilization of agricultural wastes, p roposed the technical system of resource utilization, and analyses the fea2

Abstract I : 1003 - 188X( 2009) 09 - 0232 - EA D

The Harvest S itua tion and Ana lysis on Techn ica l Equ ipm en t of P in eapple L eaf in Ch i a n

Zheng Yong, O u Zhongqing, L i M ing, Song D eqing, D eng Yiguo

( Institute of Agricultural M achinery, Chinese Academy of Trop ical Agricultural Sciences, Zhanjiang 524091, China )

Abstract: Pineapp le which is w idely p lanted on south China is a famous trop ical fruit In recent years there are m any new .

breakthroughs of its p lant comp rehensive utilization which is developped rap idly. B ut the harvest of its leaves is still stay

on m anual harvest stage which has become bottleneck of comp rehensive utilization. This paper analyses the harvest situa2 tion and technical equipment of p ineapp le leaf in China. In order to p rovide references for its m achanization development , som e advices is p roposed. Key words: p ineapp le leaf; harvest; situation; technical equipment

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