水源地水库废弃物资源化利用技术的现状与展望

清淤底泥、芦苇秸秆以及藻类物质是水源地水库生态建设和运行过程中产生的三类废弃物，对其进行高效资源化处理处置是水库实现生态循环的重要保证，对提升水库水质及可持续发展具有重要意义。本文首先综述了清淤底泥在农田、林地、园林绿化等方面进行土地利用和制作建筑材料、填方材料等方面进行建材利用的资源化技术现状，总结了芦苇秸秆在农业、养殖业、能源、工业原料等方向进行资源化利用以及打捞蓝藻在厌氧消化、有用物质提取、饲料应用、好氧堆肥等资源化技术的发展现状；进而分析了上述资源化技术在水源地水库废弃物资源化过程中应用的适用性，指出土地利用是清淤底泥资源化利用的最佳方式，好氧堆肥是芦苇秸秆和蓝藻废弃物资源化处理处置的主流技术；最后针对水库废弃物资源化利用提出了展望和建议。     

农业废弃物循环利用

随着农业生产的快速发展,种植业和养殖业产生的有机废弃物越来越多.本文分析了农业废弃物的循环利用途径,并提出了农业废弃物主要循环利用模式.     

生物技术与植物纤维性废弃资源的综合利用

禾谷类作物的秸秆、棉籽壳、椰子壳、甘蔗渣、菠萝和香蕉叶等农业废弃物含有丰富的生物纤维,是一种可再生和再利用的植物纤维性资源。生物纤维是食品、医药、纺织、造纸、复合材料和精细化工等工业的重要原料。全球每年所产农业废弃物中生物纤维总量约2×10¹¹t,我国每年可产农作物秸秆约6×10⁸t,蔗渣和蔗梢约2000×10⁴t,油料秸秆约3000×10⁴t。生物技术的发展极大地促进了农业废弃物中生物纤维资源的开发和综合利用,催生了多种新型环境友好的“绿色”工业。论文分析了农业废弃物中生物纤维的理化特性以及工业化应用价值及途径,重点论述生物技术在以植物纤维性资源为原料生产单细胞蛋白、酶制剂、乳酸、木糖醇、生物可降解复合材料、燃料酒精和生物电能等方面的研发进展,并讨论植物纤维性资源综合利用目前存在的问题和挑战以及发展前景。     

利用农业废弃物制饲料

为了寻求一条农业废弃物转化饲料的有效途径，江西汇源环境生物技术发展有限公司借助北京大学的力量，在江西省环保局的指导下，利用生物工程技术，对农业废弃物配合饲料饲养牲猪，进行了多学科、多种技术领域的探索，最近取得良好的效果。我国是一个农业大国，每年有大量的农业废弃物浪费掉，如果能利用其中２０％作饲料一年就可以节省１０００亿公斤粮食。江西汇源生物工程发展有限公司应用生物工程技术，模拟牲猪体内的生物反应规律，根据牲畜生长必须的营养物质和微量元素及其生理特征，将农业废弃物转化为饲料，对改良牲猪的消化功能，…     

循环农业发展中的废弃物再利用模式探析

在循环农业发展过程中,资源废弃物再利用模式是指在现有技术经济条件下,尽可能多次或多种方式使用资源,将有利用价值的废弃物都作为资源利用起来,最终实现＂零排放＂。将农业废弃物肥料化、能源化、饲料化和再加工,是构建循环农业非常重要、必不可少的一环,也是循环型农业区别于传统生态农业的一个重要标志。     

沼气系统在持续农业发展中的作用与地位

沼气系统,国外主要用于大型农牧场、食品加工厂及城市废弃物处理;国内则侧重于农村发展农用沼气池,开展沼气系统的综合利用.目前全国已有700多万农户拥有沼气池,占总农户数的4%;一些大型国营养殖场、农场、食品加工厂、制药厂也都建有沼气池作为废弃物的处理途径.1 沼气系统在农业生态系统中的利用途径与实用技术沼气系统是一种利用含有一定量淀粉、蛋白质、脂肪、半纤维素的生物废弃物(如粪便、秸秆、食品加工的下脚料等)在沼气池中进行厌氧发酵的工程体系.沼气的主要成分——甲烷是一种新型的生物能源,清洁、廉价、可以再生,发酵后的残余物——沼液沼渣是上好的肥料、优良的饲料和良好的作物生长刺激素.     

农业废弃物基生物炭对水溶液中镉的吸附效果与机制

以畜禽粪便（牛粪、鸡粪、猪粪）为原料分别在300℃和700℃下制备生物炭,以作物秸秆（小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆）为原料分别在300℃和500℃下制备生物炭,利用比表面积和孔径分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和CHN分析仪等对农业废弃物基生物炭的理化性质、表面结构和元素组成进行表征,研究生物炭理化性质差异和其对镉吸附效果和机制.结果表明,不同农业废弃物基生物炭对Cd²⁺的等温吸附符合Langmiur方程,拟合结果发现随着热解温度的升高,牛粪、鸡粪和猪粪基生物炭对Cd²⁺的最大吸附量分别从83.40、19.65和96.74 mg·g^-1增加至106.54、 268.89和164.53 mg·g^-1;而不同热解温度下制备的秸秆基生物炭对Cd²⁺的最大吸附量差异不显著.农业废弃物基生物炭呈碱性,除牛粪生物炭外,灰分含量随热解温度上升而增加.随着热解温度的上升,生物炭孔隙结构变丰富,含氧官能团增加,出现芳香结构.通过定量分析,发现生物炭Cd²⁺总...     

浅谈农业废弃物处理与资源化利用

农业废弃物处理与利用是一个全新的课题。笔者分析了农业废弃物的特点、利用现状,并对农业废弃物的资源化利用途径进行了有益的探讨。     

泔脚与秸杆混合发酵法生产蛋白饲料的新工艺流程

利用多菌种混合发酵同时处理泔脚和秸杆2种废弃物,提出了一种生产高蛋白饲料的新工艺流程,并且对该流程初步进行了经济估算。结果表明,在泔脚和稻草秸杆粉按3:1、温度150℃、高压锅中高温湿热酸处理的条件下,经过初步双菌混合发酵试验所得的饲料产品质量为粗蛋白≥25％,粗纤维≤18％,水分≤ 10％,说明新工艺能很好地同时处理泔脚和秸杆2种废弃物,并且大大地提高了秸秆饲料的蛋白含量。处理新工艺流程简单、技术可行,是一种很好的饲料制备方法。     

秸秆预处理技术存在的问题与发展前景

由于世界经济对能源的巨大需求,而传统的不可再生的石化能源已无法满足供应,人们的目光开始聚集到新能源领域。其中使用厌氧发酵技术处理农业有机废弃物,正在受到越来越多的关注。但是实践应用并不理想,这涉及诸多因素,其中秸秆含有大量难降解的木质素和纤维素,难于直接被厌氧微生物利用是首先要解决的问题。秸秆预处理是提高秸秆原料利用率,加大产气量,缩短启动时间的有效手段。     

多菌种混合发酵转化秸秆技术的研究及应用进展

农作物秸秆是农业生产的副产品,也是一项重要的生物资源。利用微生物的广泛适应性和多功能性来转化秸秆已日益受到国内外科学研究者重视,特别是多菌种混合发酵是将秸秆纤维素转化为蛋白质、乙醇、乙酸等最具发展前景的方法。文章通过混合菌降解秸秆纤维,转化利用秸秆制蛋白饲料、燃料酒精、农用沼气等方面,对混合菌发酵转化秸秆技术的研究进展进行阐述。混合菌发酵转化秸秆已成为农业综合开发领域的一个亮点,正在朝着多元化,深层次的方向发展。     

农业面源污染现状及防治对策

随着农业的发展,农业面源污染日益严重。由于农药化肥流失、养殖场畜禽排泄物污染、农作物秸秆焚烧以及农业塑料膜等所引起的污染逐年加大,正成为工业污染源之后的又一个重要的污染物来源。提出了防治对策。     

Towards zero emission pulp and paper production: the BioRegional MiniMill

Growing demand for paper is putting pressure on the World's forests, and although paper made from agricultural residues could meet global demand five times over, today less than 10% is made using these resources. The primary reason for this is the absence of cost effective, small-scale (∼10,000 tonnes per annum), environmentally sound pulping technology. The BioRegional MiniMill was developed in response to this problem. The MiniMill is a modular, regional scale, sustainable pulping process designed for straw and other non-wood feedstocks. The MiniMill innovates in two key areas: (i) preparation, feeding and pulping of straw using a twin screw extruder to reduce energy use, produce pulp in a shorter time and improve pulp quality, and (ii) the inclusion of a small-scale black liquor chemical and energy recovery system, based upon novel fluidised bed technology. The MiniMill is projected to be cost competitive at less than one-tenth the size of the smallest conventional wood-based pulping mill. As with conventional pulp mills, the MiniMill recovers enough renewable energy from the effluent to power the mill and qualifies for carbon emissions credits in accredited countries. In this work we report on some of the key research and development activities, at laboratory, pilot and semi-industrial scale, that have underpinned the design and development of the MiniMill. The ultimate goal of the project is to make available a technically and economically viable process for small-scale cellulose pulp production, that will facilitate the uptake of alternative uses of wheat straw, hemp or flax into the market place.     

水资源短缺对北京农业的不利影响分析与对策

北京市农业水资源短缺状况十分严峻。针对水资源短缺对北京农业经济、农村生态环境和社会稳定产生的影响,进行了全面、深入的分析,认为北京市目前的用水政策会进一步加剧农业用水的紧张趋势。进而提出了诸如发展利用和推广节水农业技术、大力建设节水灌溉工程设施、调整种植结构、发展特色农业、适度发展污水灌溉、建设地下水应急备用水源、加速推广雨洪利用技术、实施人工增雨工程、加强农村水资源的宏观和微观管理等相应的对策和建议。     

中国作物秸秆资源利用潜力的多适宜性综合评价

由于作物秸秆类型不同,其营养成分和利用价值也不同,因此仅根据草谷比系数法以质量形态衡量其利用价值,难以全面直接地反映秸秆资源的多种利用价值.为综合定量评价不同利用方式下我国作物秸秆资源的各种利用价值,依据能量流动定律,构建作物秸秆多适宜性综合统一评价体系.结果表明:①以质量、能量和谷物当量3种形态综合核算我国秸秆资源量,其计量结果年际变化趋势较为一致,并且能量和谷物当量形态更能直接体现秸秆资源能源化和饲料化的实际利用价值;②1991-2015年我国作物秸秆资源利用价值总量整体上升,至2015年我国作物秸秆肥料化、基料化和原料化形态质量为6.88×1011 kg,能源化利用价值为8.89×1018 J,适宜饲料化的作物秸秆资源利用量为6.26×1011 kg谷物当量,折合当年全国粮食总产量的100.66%,因此秸秆饲料化具有较高的利用价值,并且符合当前我国"粮改饲"农业改革发展方向;③我国各地秸秆资源量在空间上呈现出显著的地域边缘属性,秸秆资源丰富地区主要集聚在华北、东北和长江中下游地区.研究显示,就作物秸秆主要利用方式而言,饲料化具有相对较高的适宜性和利用价值,但是由于经济收益、经营规模和市场供需不对称等原因,当前农户秸秆饲料化的意愿不高,可利用经济和政策等措施引导该产业有序开展.      

耕作深度调控秸秆还田对农田土壤呼吸的影响

秸秆还田和耕作深度处理是影响农田土壤呼吸最重要的农业管理措施之一,但二者交互作用影响农田土壤呼吸的机制尚不清楚.基于此,针对中国的旱地农田生态系统,利用已发表的116篇研究论文,借助Meta分析技术,探究秸秆还田和耕作深度处理及其二者交互作用对农田土壤呼吸的影响及其调控因素,为农田生态系统实现“碳中和”提供重要的数据支撑和理论依据.结果表明,免耕导致土壤呼吸减少了8.3%,而浅耕和深耕处理对土壤呼吸的影响不显著,但对土壤呼吸的增加量仍呈现出深耕>浅耕>免耕的趋势.虽然,浅耕和深耕对土壤呼吸和土壤有机碳（SOC）的影响均相对较小,但是免耕导致土壤呼吸减少了8.3%的同时却又导致SOC增加了7.05%,因此实施免耕措施对农田土壤固碳减排具有重要意义.此外,耕作深度会显著调控秸秆还田对土壤呼吸的影响,且土壤呼吸的增加量呈现出深耕秸秆还田>浅耕秸秆还田>免耕秸秆还田的趋势,整体平均增加了14.51%.秸秆还田后不同深度耕作处理下土壤呼吸的增加量与土壤容重、农作物产量、土壤有机碳、以及土壤温度和水分的改变量密切相关,且对土壤呼吸增加量的贡献呈现出土壤容重>农作物产量>土壤有机碳>土壤水分>土壤温度的趋势.虽然SOC在深耕秸秆还田、浅耕秸秆还田和免耕秸秆还田处理下分别增加了29.32%、10.12%和23.94%,但是土壤呼吸在深耕秸秆还田和浅耕秸秆还田处理分别增加了29.32%和18.92%,而在免耕秸秆还田处理下仅增加1.2%.所以,免耕秸秆还田也有利于农田土壤固碳减排.因此,在中国的旱地农田生态系统中,耕作深度会调控秸秆还田对土壤呼吸的影响程度,而这种调控主要与土壤理化性质有关,尤其与土壤容重关系最为紧密,且免耕和免耕秸秆还田均是有利于农田土壤固碳减排的重要农业管理措施.     

实现秸秆资源化利用的主要途径

随着我国农村经济的发展和能源供应的改善，部分经济较发达地区出现了秸秆过剩的现象，田间直接燃烧秸秆造成了严重的环境问题。文章认为秸秆作为农业的副产品，是一种有用的资源。介绍了4种秸秆资源化利用的途径，包括能源利用技术、肥料利用技术、饲料利用技术以及用于工业原料的技术。     

6种农业废弃物初期碳源及溶解性有机物释放机制

针对农业废弃物作为反硝化碳源初期有机物释放过多,N、P和色度物质释放以及溶解性有机物成分、释放机制及潜在影响不清楚等问题,选取水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯、大豆秸秆和大豆壳作为反硝化碳源,研究其碳源、二次污染物及溶解性有机物的释放情况,并分析其可能产生的影响.结果表明,6种材料均可作为反硝化碳源,小麦秸秆中C元素含量最高,而玉米芯释放二次污染的风险最低;6种材料在1~120 h的碳源释放过程符合二级反应动力学和Ritger-Peppas方程,二级反应动力学拟合结果表明玉米芯因具有适中的c_m值和较大的t_1/2值更适合作为反硝化碳源,Ritger-Peppas方程拟合结果表明释放机制为扩散过程;水稻秸秆浸出液中NH₄⁺-N、TN和TP浓度显著高于其他5种材料,小麦秸秆和玉米秸秆在浸泡过程中释放色度严重,玉米芯释放的N、P和色度物质均最少;玉米芯和大豆秸秆浸出液的可生化性好,造成出水二次污染的风险较低;浸出液中DOM芳香性和分子量随时间逐渐增大,腐殖化程度较低;利用平行因子法分析出5种荧光组分,主要为以类酪氨酸和类色氨酸为主的类蛋白物质,类胡敏酸为主的类腐殖酸含量较少,对后续水处理过程可能存在不利影响.本研究结果能为农业废弃物作为反硝化碳源时对初期阶段的出水水质影响及风险评估提供理论支撑.     

基于大数据分析的杭州市农业源高分辨率氨排放清单研究

基于实地调查并辅以统计的方法获得大数据,采用排放因子法,估算了杭州市2015年农业源氨排放清单,并选取经纬度坐标、土地类型和人口等数据作为权重因子,建立1 km×1 km高精度网格化空间分布,研究了该地区农业排放源氨排放空间分布特征.结果表明:杭州市2015年农业源NH3排放总量为54787.9 t,其中畜禽养殖和农田种植是最主要的氨排放来源,分别占农业源总排放量的86.7%和12.8%.在畜禽养殖各主要环节的氨排放过程中,圈舍固态粪便的氨排放贡献量最大,占总氨排放量的52.8%;其次是存储固态,占总氨排放量的35.1%.氮肥施用主要集中在萧山区、建德市、临安市和余杭区.秸秆堆肥和秸秆焚烧与秸秆综合利用率高低密切相关,两者氨排放量占有率不高,占杭州市农业源氨排放总量的1%以下.     

徐州市秸秆综合利用现状及对策

农作物秸秆资源的利用在农业环保中的意义日益突出。对江苏省徐州市秸秆综合利用状况进行了实地调查和研究,阐述了徐州市目前秸秆综合利用现状,分析了徐州市秸秆综合利用过程中所出现的焚烧问题的产生原因,并针对此问题提出行之有效的方案。