生物質(zhì)灰渣的利用
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- 生物質(zhì)灰渣的利用生物質(zhì)灰渣的pH高,含有豐富的鉀、硅以及多種微量元素,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以用作土壤改良劑和制取多元復合肥料。以往對生物質(zhì)灰渣的研究和資源化利用大多局限于建筑、化工等行業(yè)方面,而在農(nóng)業(yè)方面特別是農(nóng)業(yè)化學行為的研究卻鮮有報道。本文以四種不同類型的生物質(zhì)灰渣(鋸木灰、谷殼灰、玉米灰、水稻灰)為研究對象,分析了生物質(zhì)灰渣的物理化學特性,探討灰渣在不同濃度下對磷吸收、解吸特性。
關(guān)鍵詞： 生物質(zhì)灰 吸附解吸 物理化學特性
第1章 背景及研究意義
中國作為一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活中不可避免會產(chǎn)生品種多、數(shù)量大以及形態(tài)各異的農(nóng)業(yè)廢棄物,農(nóng)業(yè)廢棄物包括作物稻稈、果殼、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、禽畜糞便等,而這些農(nóng)業(yè)廢棄物具有污染環(huán)境、儲存再生利用的特性。中國作為農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家,如何充分有效地利用并將其加工轉(zhuǎn)化“變廢為寶”,對農(nóng)業(yè)資源的有效利用,減少環(huán)境的污染,改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。目前,國內(nèi)外對農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用主要有詞料化、肥料化、能源化以及基質(zhì)化等幾個方向。隨著人類對能源的需要不斷增加,應用農(nóng)業(yè)廢棄物直接燃燒產(chǎn)能越來越受到各國的重視,以農(nóng)作物稻桿為主的生物質(zhì)直燃發(fā)電,不僅能使環(huán)保和節(jié)能效益顯著,也是我國大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,利用可再生資源的重要嘗試。當今,生物質(zhì)直接燃燒產(chǎn)能進入大規(guī)模推廣階段,大規(guī)模的生物質(zhì)燃燒,也相應的產(chǎn)生了大量的生物質(zhì)灰。根鋸環(huán)境保護和資源開發(fā)的需要，提高生物質(zhì)灰的利用價值,而不只是簡單的填埋處理,成為循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展中的問題。
1.1農(nóng)業(yè)廢棄物的特性
農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機類物質(zhì),主要指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的植物殘余類廢棄物;畜牧渣業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的動物類殘余廢棄物;農(nóng)業(yè)加工過程中產(chǎn)生的加工類廢棄物;農(nóng)村城鎮(zhèn)生活垃圾。通常所指的農(nóng)業(yè)廢棄物是種植業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的作物稻稈和養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的畜禽糞便[1]。農(nóng)業(yè)廢棄物具有數(shù)量大、分散性、季節(jié)和周期性、差異性等特點。中國是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家,鋸統(tǒng)計,我國每年產(chǎn)生畜禽糞便量26億t,農(nóng)作物稻桿7億t,蔬菜廢棄物1.0億t,鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人糞便25億t,肉類加工廠和農(nóng)作物加工場廢棄物1.5億t,林業(yè)廢棄物(不包括薪炭柴)0.5億t,其它類有機廢棄物約有0.5億t,折合7億t的標準煤[2]。
1.1.1農(nóng)業(yè)廢棄物的種類
(1)種植廢棄物
種植廢物中我國的農(nóng)作物稻稈產(chǎn)量達5億噸,隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人口的增加,這些廢棄物以年均5%-10%的速度增長[3]。就目前我國稻稈利用情況來看,大約有30%的稻軒直接用作農(nóng)村生活燃料,20%用作家畜詞料,2%-3%用作工業(yè)副生產(chǎn),6%直接還田。隨著農(nóng)村的能源結(jié)構(gòu)、種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化,農(nóng)作物稻桿的大量剩余,使大量的稻稈被浪費或就地焚燒,不僅造成了嚴重的環(huán)境污染和火災隱患,而且也造成了資源的巨大浪費。
(2)養(yǎng)殖廢棄物
我國是世界上經(jīng)營禽畜養(yǎng)殖業(yè)最早的國家之一[4],養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展在改善我國人民生活水平,調(diào)整人民膳食結(jié)構(gòu),提高農(nóng)民收入作出巨大貢獻的同時,不可避免地產(chǎn)生了大量的“畜產(chǎn)公害”。畜禽類便和養(yǎng)殖污水任意堆棄、排放現(xiàn)象普遍存在,畜禽糞便已成為環(huán)境的重要污染源。畜禽廢棄物對水體的污染歸結(jié)起來主要是糞便中有機物的腐敗分解產(chǎn)物排入水體改變水體的物理、化學性質(zhì)和生物群落組成,導致水體污染。對空氣污染主要是有機分解物產(chǎn)生的惡臭和有害氣體和代謝病原微生物的粉塵直接或間接危害人畜健康[5]。對土壤的污染主要是類便及分解產(chǎn)物攜帶的污染物質(zhì),超過本身自凈能力引起土壤組成和形狀發(fā)生改變[6]。
1.1.2 農(nóng)業(yè)廢棄物的利用現(xiàn)狀
(1)廢棄物的肥料化
農(nóng)業(yè)廢棄物含有植物生長所必須的礦質(zhì)元素和有機質(zhì),利用農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)展有機肥料,不僅可以提供給土壤缺少的元素,還可以增加土壤微生物數(shù)量,提高土壤有機質(zhì)含量,改善土壤理化性狀,達到改土培肥的作用。作物稻稈豐富的鉀、桂、氮等元素,是一種寶貴的有機肥資源。通過稻桿還田后土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分都有所增加。稻桿還田的持續(xù)增產(chǎn)作用十分明顯,每公頃還田4.5t稻稈。培肥階段增產(chǎn)率為14.6%,后持續(xù)階段增產(chǎn)率達20%[7]。楊文平等
[8]通過在大田條件,以玉米稻稈還田對根際土壤酶活性的影響,得出稻稈還田有利于土壤根際酶活性的升高。李新舉等[9]對稻稈覆蓋和稻奸翻壓還田進行了比較研究,結(jié)果表明無論是稻稈覆蓋還是稻桿翻壓還田都能增加土壤孔隙度、減少土壤容重。曲學勇等[10]在山東東營的小麥種植中發(fā)現(xiàn),玉米稻稈還田條件下,土壤不同深度都保持了較高的含水量,土壤水分的有效性提高。李全起等[11]研究了稻軒覆蓋和灌溉相結(jié)合條件下冬小麥一夏玉米一年兩熟農(nóng)田耕層土壤速效養(yǎng)分含量的動態(tài)變化,結(jié)果表明,稻稈覆蓋可明顯提高耕層土壤速效磷、速效鉀的含量。段華平等[12]研究表明,稻稈還田處理比無稻稈還田處理稻田土壤有機碳含量平均提高了 14.01%。稻桿肥料化的主要技術(shù)有稻稈直接還田、堆樞還田、過腹還田,直接還田是稻軒肥化最普遍和簡單的一種,是將作物直接鋪蓋于土壤表面。
(2)農(nóng)業(yè)廢棄物的飼料化...
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