1、第八章 農(nóng)林固廢的回收和利用 我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)林廢棄物的產(chǎn)量十分巨大，每年農(nóng)作物秸稈資源量約占我國生物質(zhì)能資源量的一半。農(nóng)林廢棄物富含大量的有機(jī)質(zhì)和多種養(yǎng)分，是一種具有多種用途的可綜合利用的可再生生物資源。 本章介紹了農(nóng)林廢棄物的回收利用途徑，如用作燃料、制作肥料和飼料、生產(chǎn)化工原料和化學(xué)制品等。并重點(diǎn)介紹了農(nóng)作物秸稈的綜合利用途徑，即秸稈還田、秸稈飼料化、秸稈氣化及利用秸稈栽培食用菌技術(shù)。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用 農(nóng)林廢棄物是指農(nóng)林作物收獲和加工過程中所產(chǎn)生的秸

2、稈、糠皮、山茅草、灌木枝、枯樹枝、木屑、刨花等以及食品加工業(yè)排出的殘?jiān)取５谝徽?農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用一、農(nóng)林廢棄物的組成及性質(zhì)種類NPKCaMgMnSi水稻0.600.091.000.140.120.027.99小麥0.500.030.730.140.020.0033.95大豆1.930.031.550.840.07油菜0.520.030.650.420.050.0040.18幾種作物秸稈中的元素成分 單位：%（質(zhì)量）第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用一、農(nóng)林廢棄物的組成及性質(zhì)幾種作物秸稈中的有機(jī)成分 單位：%（質(zhì)量） 種類灰分纖維素

3、脂肪蛋白質(zhì)木質(zhì)素水稻17.835.03.823.287.95冬小麥4.334.30.673.0021.2燕麥4.835.42.024.7020.4第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用二、農(nóng)林廢棄物的利用途徑（1）利用其含熱量和可燃性作為能源使用。 （2）利用其營養(yǎng)成分制作肥料和飼料，以及加工生產(chǎn)淀粉、糖、酒、醋、醬油、食品等生化制品。（3）提取其有機(jī)化合物和無機(jī)化合物，生產(chǎn)化工原料和化學(xué)制品。（4）利用其物理技術(shù)特性，生產(chǎn)質(zhì)輕、絕熱、吸聲的植物纖維增強(qiáng)材料。（5）利用其特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，生產(chǎn)吸附脫色材料、保溫材料、吸聲材料、催化劑載體等。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一

4、節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用 在隔絕空氣的條件下，將農(nóng)林廢棄物加熱至270400，可分解形成固體的草炭、液體的糠醛、乙酸、焦油、氣體的草煤氣等多種燃料與化工原料。 熱解的主要設(shè)備由熱解爐、冷凝器和分離器三部分組成，其結(jié)構(gòu)原理如圖7-1和圖7-2所示。 （一）農(nóng)林廢棄物熱解生產(chǎn)化工原料第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（一）農(nóng)林廢棄物熱解生產(chǎn)化工原料圖7-1 豎置式熱解爐 圖7-2 簡易式熱解爐第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（二）農(nóng)林廢棄物水解生產(chǎn)化工原料 當(dāng)農(nóng)林廢棄物受

5、到堿腐蝕時(shí)木質(zhì)素發(fā)生溶解，然后再通過一定的工藝流程分別分離出淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)及其衍生物，這一過程稱為農(nóng)林廢棄物的水解。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（三）處理農(nóng)林廢棄物灰燼生產(chǎn)化工原料 農(nóng)林廢棄物經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的爐灰，含有大量的Si、C、K等無機(jī)組分。將爐灰按爐灰：30的NaOH=1：0.92的比例投入蒸壓釜內(nèi)，在0.2MPa的蒸汽壓力下沸煮4 h，至料液的濃度達(dá)到20波美度時(shí)停止加熱，冷卻至零壓力時(shí)倒出、過濾，濾渣用清水煮洗3次后用鹽酸中和至洗液呈中性，然后將濾渣曬干、磨細(xì)，即成為活性炭；將濾液和洗液置于濃縮鍋內(nèi)加熱蒸發(fā)，至濃度達(dá)到4

6、0波美度時(shí)，即成為水玻璃。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（四）用農(nóng)林廢棄物作建筑材料1、生產(chǎn)輕質(zhì)保溫內(nèi)燃磚 在生產(chǎn)黏土燒結(jié)磚的泥坯中，摻入一定量的農(nóng)林廢棄物碎屑，如草糠、鋸末、稻殼、麥殼等，在燒磚時(shí)，由于這些碎屑發(fā)生內(nèi)燃，原占體積遺留為孔隙，不僅可以節(jié)省黏土原料和化石燃料，而且可以降低磚塊的體積密度，提高隔熱保溫性能。2、生產(chǎn)輕質(zhì)建筑板材 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（四）用農(nóng)林廢棄物作建筑材料 基于農(nóng)林廢棄物質(zhì)輕、多孔、抗拉與抗彎強(qiáng)度較高的特性，可作為輕骨料或增強(qiáng)纖維，用于生產(chǎn)各種

7、輕質(zhì)建筑墻板、裝飾板、保溫板、吸聲板等新型建筑材料。無機(jī)膠結(jié)板材 無機(jī)膠結(jié)板材以水泥、石膏、菱苦土、水玻璃為膠結(jié)料，添加適量防腐劑，采用半干壓或振動(dòng)-加壓成型，制成不同厚度的板材。 生產(chǎn)工藝大致如下：收集干燥鍘切刨片或擊碎篩分拌膠鋪裝成型養(yǎng)護(hù)。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（四）用農(nóng)林廢棄物作建筑材料有機(jī)膠結(jié)板材 有機(jī)膠結(jié)農(nóng)林廢棄物建筑板材的生產(chǎn)工藝流程大致如下：破碎篩選干燥拌膠鋪裝預(yù)壓裝板熱壓卸板整理成品。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（四）用農(nóng)林廢棄物作建筑材料圖7-3 抄取法制作植

8、物纖維增強(qiáng)墻板工藝流程第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（四）用農(nóng)林廢棄物作建筑材料圖7-4 流漿法制作植物纖維增強(qiáng)墻板工藝流程第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第一節(jié) 農(nóng)林廢棄物的組成及利用三、農(nóng)林廢棄物的工業(yè)利用（四）用農(nóng)林廢棄物作建筑材料自膠結(jié)板材 自黏結(jié)農(nóng)林廢棄物板材是充分利用植物中所含的淀粉、蛋白質(zhì)和半纖維素等成分，經(jīng)過堿液蒸煮、制漿，使淀粉轉(zhuǎn)化為糊精；半纖維素轉(zhuǎn)化為纖維素醚；糖分轉(zhuǎn)化為呋喃樹脂等膠黏物質(zhì)，如果再拌入少量苯酚或尿素，在熱壓時(shí)農(nóng)林廢棄物由于熱解產(chǎn)生的糠醛可以與之結(jié)合生成酚醛或脲醛樹脂，從而實(shí)現(xiàn)自黏結(jié)。 稻草板的生產(chǎn)工藝流程大

9、致為：稻草切碎蒸煮、制漿調(diào)漿預(yù)壓成型硬壓烘干成品。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用 農(nóng)作物秸稈通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其它農(nóng)作物在收獲籽實(shí)后剩余的部分。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種養(yǎng)分，是一種具有多種用途的可綜合利用的可再生生物資源。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用一、秸稈還田利用 目前，秸稈還田的主要方式有：整株還田、機(jī)械化粉碎還田、傳統(tǒng)堆漚還田、秸稈覆蓋等。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利用（一）簡單加工（2）

10、秸稈氨化技術(shù)的特點(diǎn)提高消化率 粗纖維素的消化率可提高6.4%11.7%，有機(jī)物質(zhì)的消化率可提高4.7%8.0%，粗蛋白質(zhì)的消化率可提高10.6%12.2%。 增加含氮量 一般秸稈含氮量增加11.5倍，相當(dāng)于粗蛋白質(zhì)含量提高46。適口性提高 秸稈經(jīng)過氨化處理后，質(zhì)地變得松軟，具有糊香味，牛愛吃，采食速度可提高1643，采量提高2030。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利用（一）簡單加工秸稈能量價(jià)值提高 秸稈經(jīng)過氨化后，其能量價(jià)值一般可提高80左右。總營養(yǎng)價(jià)值提高 有試驗(yàn)證明，氨化后確實(shí)能改善秸稈的營養(yǎng)價(jià)值，使其接近中等質(zhì)量的干草。飼料氨化秸稈較安全 經(jīng)過氨

11、化處理的飼料不含氫氧化鈉，游離的氨可以被揮發(fā)掉，不會對家畜健康造成不利影響。秸稈易于保存 用含水量高達(dá)50的秸稈進(jìn)行試驗(yàn)表明，氨在密封的草垛中有殺滅真菌的效應(yīng)。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利用（一）簡單加工能消滅秸稈中雜草種子 氨處理后的麥秸，其中野燕麥和其它一些野草的種子發(fā)芽能力能受到被壞，從而能消滅秸稈中的雜草種子。可以顯著提高反芻家畜飼料供應(yīng)的穩(wěn)定性方法簡單易行，成本較低 用氨化處理秸稈的方法簡單易行，很容易為農(nóng)民所采用。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利用（一）簡單加工（3）秸稈氨化工藝如圖所示 該

12、法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，一次性投資小，不消耗能源；缺點(diǎn)是占地面積大，處理時(shí)間長，受季節(jié)限制（北方大部分地區(qū)冬季不能使用），而且氨化質(zhì)量難以保證。 圖7-5 堆垛法氨化秸稈工藝流程第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利用（一）簡單加工（4）氨化效果評定 氨化效果的評定方法有感官評定法、化學(xué)分析法和生物法進(jìn)行評定。 氨化良好的秸稈質(zhì)地變軟，顏色呈棕黃色或淺褐色，釋放余氨后氣味糊香。如果秸稈變成白色、灰色，發(fā)黏或結(jié)塊，說明秸稈已經(jīng)霉變。這通常是由于秸稈含水量過高、密封不嚴(yán)或開封后危機(jī)是晾曬所致。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利

13、用（一）簡單加工2.青貯飼料 青貯法主要是利用自然的乳酸在厭氧條件下對青綠秸稈進(jìn)行發(fā)酵處理。秸稈青貯工藝流程如圖7-6所示。圖7-6 秸稈青貯工藝流程圖第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用二、秸稈飼料化利用（二）微生物處理法 利用微生物處理，可以將纖維素轉(zhuǎn)化為淀粉、粗蛋白、糖類、氨基酸等營養(yǎng)成分，如果加工時(shí)再人為地加入一些添加劑，即可大大提高秸稈的營養(yǎng)價(jià)值。 目前應(yīng)用比較廣泛而且作用明顯的辦法是采用酶制劑發(fā)酵處理。較常用的酶制劑有：淀粉酶、纖維酶、葡萄糖酶、乳糖酶、肽酶以及復(fù)合酶制劑等。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)農(nóng)林廢棄物氣

14、化作能源，具有如下優(yōu)點(diǎn)：揮發(fā)組分高：在比較低的溫度(一般在350左右)下即能迅速地釋放出大約80%的揮發(fā)組分。 炭的活性高 硫含量低：這樣可大大地降低了氣體凈化過程的投資。 灰分低：大多數(shù)農(nóng)林廢棄物(除稻殼以外)的灰分含量都在2以下 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)(一)利用秸稈制沼氣 沼氣是通過對生物有機(jī)質(zhì)的厭氧發(fā)酵，生成的一種以甲烷為主要成分的氣體。將農(nóng)作物秸稈切碎，與人畜糞便混合，在沼氣池中發(fā)酵，即可產(chǎn)生沼氣。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣1、草煤氣的發(fā)生原理：草煤氣的發(fā)生原理如圖7-

15、7所示：第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣2、秸稈氣化工藝流程秸稈氣化的工藝流程是：農(nóng)作物秸稈經(jīng)鋤草機(jī)切成一定的長度后，通過送料裝置送到秸稈氣化爐進(jìn)行氣化，生成可燃?xì)怏w，即秸稈煤氣。 3、幾種常用的氣化爐(1)上吸式氣化爐：反應(yīng)原理如圖7-8所示。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣(2)改進(jìn)的上吸式氣化爐 如圖7-9所示。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技

16、術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣(3)下吸式氣化爐 (4)層式下吸式氣化爐 圖710 下吸式氣化爐結(jié)構(gòu)簡圖 圖711 層式下吸式氣化爐結(jié)構(gòu)簡圖 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣(5)循環(huán)流化床氣化爐 圖7-12 循環(huán)流化床系統(tǒng)簡圖第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣4、秸稈氣化應(yīng)用實(shí)例 山東省科學(xué)院能源研究所發(fā)明的秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)，是一種以村級為單位的集中供氣裝置，由秸稈氣化機(jī)組、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)和用戶燃?xì)庀到y(tǒng)三部分組成。如圖7-13和圖7-14所示。第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸

17、稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣圖7-13 秸桿氣化集中供氣系統(tǒng)圖7-14 秸桿氣化機(jī)組示意圖 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用三、秸稈氣化技術(shù)（二）生產(chǎn)草煤氣（1）秸稈氣化機(jī)組秸稈氣化機(jī)組是把生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)換成氣體燃料的設(shè)備，XFF型秸稈氣化機(jī)組由加料器、氣化反應(yīng)器、凈化裝置、羅茨風(fēng)機(jī)和電控系統(tǒng)五部分組成。（2）燃?xì)廨斉湎到y(tǒng) 燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)由貯氣柜、附屬設(shè)備和地下管網(wǎng)組成。 （3）用戶燃?xì)庀到y(tǒng)戶內(nèi)燃?xì)庀到y(tǒng)包括煤氣表、濾清器、閥門、專用燃?xì)庠罹叩仍O(shè)備。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用四、秸稈栽培食用菌技術(shù)（一）食用菌的基本特性 食用

18、菌一般是指真菌中能形成大型子實(shí)體或菌核并能供食用的種類；不同種類的食用菌攝取營養(yǎng)的方式不同，一般可分為腐生性、共生性、寄生性三種類型；食用菌細(xì)胞中最主要的有機(jī)物是蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物和脂類，特別是含有人體自身不能合成的氨基酸；食用菌中還含有某些稀有或特有氨基酸以及含氮化合物，對菇類風(fēng)味形成有重要作用，還能刺激人們的食欲。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用四、秸稈栽培食用菌技術(shù)（二）食用菌的栽培方法 食用菌食用菌因品系不同，栽培方式各有所異，一般可分為三大類： （1）段木栽培法 （2）糞草栽培法 （3）袋料栽培法 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜

19、合利用四、秸稈栽培食用菌技術(shù)（三）影響食用菌生長的環(huán)境因素1、溫度：根據(jù)子實(shí)體分化和溫度的關(guān)系可把食用菌分為兩個(gè)類型：低溫型和中溫型。低溫型最高不超過24，最適在20以下，如香菇、樸菇、蘑菇、紫孢平菇、猴頭菌。中溫型最高可達(dá)30以上，最適24以上，如草菇、鳳尾菇、鮑魚菇。2、濕度：一般適合食用菌生長的培養(yǎng)料含水量是60%左右。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用四、秸稈栽培食用菌技術(shù)（一）食用菌的基本特性（1）秸稈氣化機(jī)組秸稈氣化機(jī)組是把生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)換成氣體燃料的設(shè)備，XFF型秸稈氣化機(jī)組由加料器、氣化反應(yīng)器、凈化裝置、羅茨風(fēng)機(jī)和電控系統(tǒng)五部分組成。（2）燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)

20、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)由貯氣柜、附屬設(shè)備和地下管網(wǎng)組成。 （3）用戶燃?xì)庀到y(tǒng)戶內(nèi)燃?xì)庀到y(tǒng)包括煤氣表、濾清器、閥門、專用燃?xì)庠罹叩仍O(shè)備。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用四、秸稈栽培食用菌技術(shù)（三）影響食用菌生長的環(huán)境因素3、營養(yǎng)：碳素、氮素、無機(jī)鹽和維生素等是食用菌營養(yǎng)物質(zhì)。 一般認(rèn)為食用菌在營養(yǎng)生長階段碳氮比（C/N）以20：1為好，而在生殖生長階段碳氮比 以30：140：1為好。 食用菌需要的碳、氮等營養(yǎng)成分，一般可以從作物秸稈或糞土中得到滿足。 第一章 農(nóng)林固廢的回收和利用 第二節(jié) 農(nóng)作物秸稈的綜合利用四、秸稈栽培食用菌技術(shù)（三）影響食用菌生長的環(huán)境因素4、酸堿度（pH值）：適宜菌絲生長的pH值在38間，最適pH值為5.05.5，大部分食用菌在pH值大于7時(shí)生長受阻，大于8時(shí)生長停止。 5、光線：試驗(yàn)證明，平菇由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入生殖生長，必須適時(shí)地給予散射光并滿足其降溫要求，才能促使子實(shí)體原基分化，縮短生育期，提高產(chǎn)量。 6、空氣：經(jīng)常保持食用菌生長場所空氣新鮮、氧氣充