1、第十章 固體廢物制備建筑材料,農(nóng)林固體廢物：農(nóng)林作物收獲和加工過程中產(chǎn)生的秸 稈、木屑、樹枝等殘?jiān)?高爐渣,（一）概述 1、秸稈的組成和特點(diǎn) 組成：有機(jī)質(zhì)含量平均為 15%，平均含碳44.22%、氮 0.62%、磷0.25%、鉀1.44% ，還有鎂、鈣、硫及其他重 要的微量元素。,2.與紡織纖維相類似，但粗纖維含量較高，密度小于粘膠纖維，堆積密度和斷裂強(qiáng)度較小；而自身含有大量孔隙，吸濕回潮率大于棉纖維，灰分含量較大。,2、特點(diǎn)： 1.蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物、礦物質(zhì)和胡蘿卜素含量低，而粗纖維含量高，適口性不好，家畜采食量小，消化率低。,2 .我國秸稈資源化利用現(xiàn)狀,3、秸稈焚燒的危害 （1）

2、浪費(fèi)資源 田間焚燒僅能利用所含鉀的40% ，其余氮、磷、有機(jī)質(zhì)和熱能則全部損失。 （2）污染環(huán)境 （3）引發(fā)火災(zāi) （4）損傷地力 （5）危害周圍生態(tài)動(dòng)植物,（二）秸稈還田技術(shù),宏觀：秸稈還田可以草養(yǎng)田、以草壓草，達(dá)到用地養(yǎng)地相結(jié)合，培肥地力。 微觀：秸稈還田能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量；改善土壤理化狀況，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免養(yǎng)分流失，歸還氮、磷、鉀和各種微量元素；促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)，加速土地養(yǎng)分循環(huán)。,1.秸稈直接還田 （1）機(jī)械直接還田 （2）覆蓋栽培還田 （3）機(jī)械旋耕翻埋還田,2.秸稈間接還田 （1）堆漚腐解還田 （2）燒灰還田 （3）菇渣還田 （4）沼渣還田,注意： 秸稈覆蓋量

3、，一般每畝300400kg； 配合施用氮、磷肥，施N0.60.8kg/100kg； 減少病蟲害傳播。,3.秸稈生化腐熟快速還田 采用先進(jìn)技術(shù)培養(yǎng)能分離粗纖維的優(yōu)良微生物菌種， 生產(chǎn)出可加快秸稈腐熟的化學(xué)制劑，并采用現(xiàn)代化設(shè)備控 制溫度、濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時(shí)間，經(jīng)機(jī)械翻拋、高溫堆 腐、生物發(fā)酵等過程，使秸稈有機(jī)肥。 （1）催腐劑堆肥技術(shù) （2）速腐劑堆肥技術(shù) （3）酵素菌堆肥技術(shù),實(shí)例：由工業(yè)廢液生產(chǎn)高濃縮秸稈復(fù)合肥 造紙黑液工業(yè)化漚制發(fā)酵氨化處理磷化處理高溫高壓處理顆粒型復(fù)合肥。,（三）秸稈飼料利用技術(shù),秸稈的主要成分是粗纖維，包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，一般約占秸稈干物質(zhì)的2050%。

4、未經(jīng)處理的秸稈消化率和能量利用率較低，因?yàn)榻斩捴械哪举|(zhì)素和糖類結(jié)合在一起，很難分解；蛋白質(zhì)含量低和其他必要營養(yǎng)物質(zhì)缺乏。 處理目的：為動(dòng)物的消化吸收創(chuàng)造條件；提高秸稈飼料的營養(yǎng)價(jià)值。 處理方法：物理；化學(xué)；生物。,1、物理處理 （1）切短、粉碎機(jī)軟化 簡(jiǎn)單有效，采食量增加2030%。,（2）粉碎后壓塊成型 鍘切（5cm段）烘干（含水16%） 壓制成型（圓柱或塊狀）。 優(yōu)點(diǎn)：密度大，含水量低，便于運(yùn)輸、貯存和飼喂；高溫?cái)D壓使消化率提高25% ；有濃郁糊香味和輕微甜度感，適口性提高；衛(wèi)生條件好；可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，全年進(jìn)行加工。,2、化學(xué)處理 利用化學(xué)制劑作用于作物秸稈，破壞秸稈細(xì)胞中半 纖維素與木

5、質(zhì)素形成的共價(jià)鍵，以利于瘤胃微生物對(duì)纖 維素與半纖維素的分解，從而達(dá)到提高秸稈消化率與營 養(yǎng)價(jià)值的目的。 方法：堿化、氨化、氧化還原、復(fù)合化學(xué)處理。,（1）堿化處理 原理：在一定濃度的堿液的作用下，打破粗纖維中纖 維素、半纖維素、木質(zhì)素之間的醚鍵或酯鍵，并溶去 大部分木質(zhì)素和硅酸鹽，從而提高秸稈飼料的營養(yǎng)價(jià) 值。 用堿量大，須用大量水沖洗，易造成環(huán)境污染。,（2）氧化劑處理 主要指利用SO2、O3及堿性過氧化氫（AHP）處理 秸稈，破壞木質(zhì)素分子間的共價(jià)鍵，溶解部分半纖維 素和木質(zhì)素，使纖維基質(zhì)中產(chǎn)生較大孔隙，從而增加 纖維素酶和細(xì)胞壁成分的接觸面積，提高飼料消化率 。效果較好，但成本太高。,

6、（3）氨化處理 原理：用氨水、液氨、尿素或碳銨等含氨物質(zhì)，在 密閉條件下處理秸稈，氨與秸稈發(fā)生堿化作用（打破 木質(zhì)素和纖維素的酯鍵和鑲嵌結(jié)構(gòu)，溶解半纖維素和 部分木質(zhì)素與硅酸鹽，纖維素部分水解與膨脹）； 氨化作用（氨吸附在秸稈上，增加了粗蛋白含量，延緩氨的釋放速度，促進(jìn)瘤胃微生物的活動(dòng)）； 中和作用（與有機(jī)酸中和，形成適宜瘤胃微生物活動(dòng)的微堿性環(huán)境）。,（四）秸稈能源技術(shù),1.秸稈直接燃燒供熱技術(shù) 以秸稈為燃料，以專用的秸稈鍋爐為核心形成供熱系統(tǒng)。 有秸稈收集、前處理、秸稈鍋爐和秸稈灰利用幾部分組成。 適于在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府機(jī)關(guān)、中小學(xué) 校和相對(duì)比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、生

7、活熱水和冬季采暖 之用。,2.秸稈氣化集中供氣技術(shù) 原理：通過氣化裝置將秸稈、雜草及林木加工剩余物在 缺氧狀態(tài)下加熱反應(yīng)轉(zhuǎn)換成燃?xì)獾倪^程。,秸稈氣化的優(yōu)勢(shì)與限制： 優(yōu)勢(shì)：變廢為寶、經(jīng)濟(jì)可行、優(yōu)勢(shì)明顯； 限制： 燃?xì)赓|(zhì)量較差、熱值偏低； 燃?xì)庵泻趿科咝纬砂踩[患； 焦油含量偏高； 水洗焦油后污水排放造成環(huán)境污染； 氣化設(shè)備投資偏高。,秸稈氣化技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例 秸稈氣化集中供氣技術(shù)山東省科學(xué)院研究推廣； 生物質(zhì)氣化技術(shù)遼寧省能源研究所設(shè)計(jì)的固定床氣化系統(tǒng)； 干餾熱解法秸稈氣化技術(shù)大連市環(huán)科院； 生物質(zhì)中熱值氣化技術(shù)浙江大學(xué)熱能工程研究所； 濕式凈化秸稈氣化機(jī)組山東工業(yè)大學(xué)生物能源技術(shù)開發(fā)中心

8、；,4、秸稈壓塊成型及炭化技術(shù) （1）成型“秸稈炭” （2）秸稈“生物煤” （3）秸稈成型燃料利用途徑 農(nóng)村生活用能；工業(yè)用途；生產(chǎn)成型炭；生產(chǎn)活性炭。,3、秸稈發(fā)酵制沼氣,（五）秸稈的工業(yè)應(yīng)用,1.生產(chǎn)可降解的包裝材料 一次性餐具 濕法生產(chǎn)工藝：麥秸粉碎（120目）加入水、粘合劑拌和軋片裁剪冷壓成型烘干噴涂快餐盒。 干法生產(chǎn)工藝：秸稈粉碎（60目）黏合劑、催化劑、固化劑拌和熱壓成型冷風(fēng)散熱紫外消毒包核快餐盒。 還有緩沖包裝材料、瓦楞紙芯、纖維降解膜等。,2.用做建筑裝飾材料 （1）秸稈輕型建材 （2） 秸稈人造板 3.秸稈生產(chǎn)工業(yè)原料 （1）植物秸稈生產(chǎn)酒精 （2）秸稈制作淀粉 （3）秸稈生

9、產(chǎn)飴糖 （4）生產(chǎn)梭甲基纖維素 （5）制取木糖醇 （6）生產(chǎn)糠醛 （7）制生物蛋白。,4.秸稈用作食用菌的培養(yǎng)基 如蠶豆秸稈栽培草菇：原料處理培養(yǎng)料配方 建堆發(fā)酵翻堆播種發(fā)菌出菇管理采收。 玉米稈栽培平菇； 秸稈栽培香菇、銀耳、木耳、仿野生菇等。 5.秸稈的其他應(yīng)用 （1）造紙工業(yè) （2）秸稈人造絲 （3）秸稈用于編織業(yè),（一）城市垃圾的分類 1、據(jù)垃圾的性質(zhì)： 可燃性、燃燒熱值可否焚燒的參考指標(biāo) 化學(xué)成分、堆腐性選擇處理方式的重要指標(biāo)，特別是堆肥化及其他生物處理法。 2、根據(jù)垃圾的組成： 簡(jiǎn)單分為：有機(jī)物（動(dòng)物、植物）堆肥； 無機(jī)物填埋； 可回收廢品（紙張、塑料、破布、金屬、玻璃）回收使用。

10、 3、根據(jù)產(chǎn)生及收集來源 家庭垃圾(食品垃圾和普通垃圾)是城市垃圾的主要對(duì)象。,（二）城市垃圾的性質(zhì),1、感觀性能 廢物的顏色、臭味、新鮮或腐敗的程度等。 2、物理性質(zhì) 與組成密切相關(guān)，含水量、垃圾容重、垃圾的粒度組成。 3、化學(xué)性質(zhì) 揮發(fā)分、灰分及灰分熔點(diǎn)、元素組成、發(fā)熱值。 4、生物學(xué)性質(zhì) 1)垃圾本身的生物性質(zhì) 2)垃圾的可生化性,（三）城市垃圾堆肥技術(shù),1.德國FLESBURG高速堆肥系統(tǒng) FLESBURG高速堆肥廠位于德國FLESBURG ，每天處理量350-400噸。堆肥原料是城市生活廢棄 物及污泥 。,2. 法國SILODA快速堆肥系統(tǒng) 法國貝魯特家庭廢物處理廠，建筑面積 450

11、0m2，日處理量700噸，原料為城市生活垃圾。 城市生活垃圾破碎、篩選、磁選一定粒徑 (約5cm)的可堆廢物可逆式皮帶機(jī)一次發(fā)酵倉 （旋轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)翻動(dòng)、攪拌及輸送）710天二 次靜態(tài)發(fā)酵場(chǎng) 3060天振動(dòng)篩分優(yōu)質(zhì)肥料,（三）其他資源化技術(shù),1.生活垃圾提取乙醇和氣體技術(shù) 烏克蘭、美國和英國提取工業(yè)乙醇試驗(yàn) 主要用鹽酸作為催化劑，在高溫下將垃圾浮選 后產(chǎn)生的輕質(zhì)成分(含有大量纖維素)進(jìn)行水解，同 時(shí)提取糖，糖水發(fā)酵后還原成乙醇，在水解過程中 還產(chǎn)生電能。試驗(yàn)室提取乙醇濃度為1.6，經(jīng)蒸 餾后其濃度可達(dá)95。,2垃圾制取紙漿技術(shù) 要求精制紙漿含紙率在80以上才能供給工程 應(yīng)用，因此預(yù)處理裝置提供符合要求的紙漿化原 料成為實(shí)現(xiàn)工藝目的的關(guān)鍵。,3蒸氧垃圾磚技術(shù) 蒸氧垃圾磚是一種水膠性硅酸鹽建筑材料，是 利用無機(jī)垃圾中的活性SiO2和A12O3 (主要在煤灰中 )，在一定的溫度和濕度條件下，與石灰中的有效 CaO作用，生成有膠結(jié)能力的水化硅酸鈣和水化鋁 酸鈣。垃圾磚具有墻體材料所需要的強(qiáng)度和力學(xué)性 能。 此方法可以根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用在燃煤為主的中 小城市。,（四）亟待解決的技術(shù)問題,1細(xì)