秸秆资源化
目录
• 1 中国秸秆资源及其特征
• 2 中国利用现状
• 3 还田技术
• 4 制饲料技术
• 5 能源技术
• 6 工业应用
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摘要
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秸秆资源化 。是指通过采用物理、化学、生物等方法将农用秸秆转化为饲料、乙醇等，使之更好被利用。达到既不污染环境又不造成浪费的目的。主要技术有秸秆还田技术、秸秆饲料利用技术、秸秆能源技术、秸秆的工业应用技术等。
秸秆资源化-中国秸秆资源及其特征
中国农作物秸秆年产量约为7亿t左右，列世界之首。每年收获的秸秆除去用于造纸的2800万吨秸秆和作为饲料或饲料原料的2.13亿t秸秆，造肥还田及收集损失的1.089亿t，可作为能源加以利用的秸秆总量为3.761亿t(见表1)。尽管中国秸秆资源丰富，但由于人口众多，人均占量相对于发达国家较少，还不到0.6t／(人•a)。中国的农村主要有水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆，其中玉米秸秆占36.7％，稻草秸秆占27.5％，小麦秸秆占15.2％。其粮食作物秸秆占了总量的90.5％。50％以上的秸秆资源集中在四川、河南、山东、河北、江苏、湖南、湖北、浙江等9省，西北地区和其它省份秸秆资源分布量较少。稻草主要在长江以南的诸多省份，而小麦和玉米秸秆分布在黄河与长江流域之间，以及黑龙江和吉林等省份。
秸秆资源化-中国利用现状
秸秆资源化
中国秸秆资源化技术呈现多元化发展。如秸秆还田、制有机肥料、秸秆气化及压块燃料、动物饲料、作造纸业和纺织业的原料及秸秆培养食用菌等等。但与西方某些国家相比还有相当大的差距，相当多的一部分农作物秸秆仍被弃置在田间地头和河沟，或者焚烧。
秸秆资源化
秸秆资源化-还田技术
宏观秸秆还田可以草养田、以草压草，达到用地养地相结合，培肥地力。
微观秸秆还田能提高土壤有机质含量；改善土壤理化状况，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免养分流失，归还氮、磷、钾和各种微量元素；促进土壤微生物活动，加速土地养分循环。
1.秸秆直接还田
（1）机械直接还田
（2）覆盖栽培还田
（3）机械旋耕翻埋还田
2.秸秆间接还田
（1）堆沤腐解还田
（2）烧灰还田
（3）过腹还田
（4）菇渣还田
（5）沼渣还田
注意：秸秆覆盖量，一般每亩300~400kg；
配合施用氮、磷肥，施N0.6~0.8kg/100kg；
减少病虫害传播。
3、秸秆生化腐熟快速还田
采用先进技术培养能分离粗纤维的优良微生物菌种，生产出可加快秸秆腐熟的化学制剂，并采用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间，经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程，使秸秆→有机肥。
1.催腐剂堆肥技术
2.速腐剂堆肥技术
3.酵素菌堆肥技术
实例：由工业废液生产高浓缩秸秆复合肥
造纸黑液→工业化沤制发酵→氨化处理→磷化处理→高温高压处理→颗粒型复合肥。
4.配套的农艺技术和机具
(1)技术：为秸秆腐解创造条件；调解土壤水分和C/N比、C/P比（土壤湿度要求在田间持水量的60~80%、每亩应补施7~10kg尿素和20~25kg过磷酸钙；加强后续田间管理；因地制宜，采取不同的还田时间和方法；避免有病秸秆还田。
（2）机具：秸秆还田旋耕机；甩刀式碎土灭茬机；装有覆土器的深耕犁、高架深耕犁；秸秆粉碎抛撒机。
秸秆资源化-制饲料技术
秸秆的主要成分是粗纤维，包括纤维素、半纤维素和木质素等，一般约占秸秆干物质的20~50%。
农作物秸秆其实也是一种很好的资源，如果可以其中回收经秸秆粉碎机粉碎然后再经过秸秆压块机、秸秆颗粒机、饲料颗粒机压制成生物质燃料饲料供燃烧和牲畜食用不是也是 一个两全其美的方法么，而且，如果拿到外面销售老百姓也可以增加收入。
未经处理的秸秆消化率和能量利用率较低，因为秸秆中的木质素和糖类结合在一起，很难分解；蛋白质含量低和其他必要营养物质缺乏。
处理目的：为动物的消化吸收创造条件；提高秸秆饲料的营养价值。
处理方法：物理；化学；生物。
1.物理处理
（1）切短、粉碎机软化
简单有效，采食量增加20~30%。
（2）粉碎后压块成型
铡切（5cm段）→烘干（含水16%）→压制成型（圆柱或块状）。
优点：密度大，含水量低，便于运输、贮存和饲喂；高温挤压使消化率提高25%；有浓郁糊香味和轻微甜度感，适口性提高；卫生条件好；可实现工厂化生产，全年进行加工。
设备：挤压式环模压块机、平模压块机和压缩式压块机等。
饲草秸秆揉搓机
环模颗�；�
铡草粉碎机
（3）秸秆挤压膨化技术
原理：将秸秆加水调质后输入专用挤压机的挤压腔，依靠秸秆与挤压腔中螺套壁及螺杆之间相互挤压、摩擦作用，产生热量和压力，当秸秆被挤出喷嘴后，压力骤然下降，使秸秆体积膨大。
主要设备：螺杆式挤压膨化机。
工艺流程：秸秆→清选→粉碎→调质→挤压膨化→冷却→包装。
膨化后易吸收的无氮浸出物含量提高，粗纤维与酸性洗涤纤维下降；且适口性好；便于运输贮
家用多功能饲料膨化机
（4）热喷处理
原理：铡碎的秸秆（8cm），混入饼粕、鸡粪等，装入饲料热喷机内，在一定的热饱和蒸汽下，保持一定时间，然后突然降压，使物料从机内喷爆而出，从而改变其结构和某些化学成分，并消毒、除臭，使物料可食性和营养价值提高。
设备：饲料热喷机，实质为一种间歇式蒸汽膨化机。
2.化学处理
利用化学制剂作用于作物秸秆，破坏秸秆细胞中半纤维素与木质素形成的共价键，以利于瘤胃微生物对纤维素与半纤维素的分解，从而达到提高秸秆消化率与营养价值的目的。
方法：碱化、氨化、氧化还原、复合化学处理。
（1）碱化处理
原理：在一定浓度的碱液的作用下，打破粗纤维中纤维素、半纤维素、木质素之间的醚键或酯键，并溶去大部分木质素和硅酸盐，从而提高秸秆饲料的营养价值。
方法：①湿法：每吨秸秆需NaOH8~10kg，水3~5L浸泡、冲洗；②干法：将20~40%浓NaOH溶液喷于粉碎或切断的秸秆上（30ml/100g），然后用酸中和。
用碱量大，须用大量水冲洗，易造成环境污染。
（2）氧化剂处理
主要指利用SO2、O3及碱性过氧化氢（AHP）处理秸秆，破坏木质素分子间的共价键，溶解部分半纤维素和木质素，使纤维基质中产生较大孔隙，从而增加纤维素酶和细胞壁成分的接触面积，提高饲料消化率。
效果较好，但成本太高。
（3）氨化处理
原理：用氨水、液氨、尿素或碳铵等含氨物质，在密闭条件下处理秸秆，氨与秸秆发生碱化作用（打破木质素和纤维素的酯键和镶嵌结构，溶解半纤维素和部分木质素与硅酸盐，纤维素部分水解与膨胀）；氨化作用（氨吸附在秸秆上，增加了粗蛋白含量，延缓氨的释放速度，促进瘤胃微生物的活动）；中和作用（与有机酸中和，形成适宜瘤胃微生物活动的微碱性环境）。
要点：氨用量3~4%；处理时间随温度提高而缩短，一般4~8周；最佳含水量15~20%。饲草秸秆揉搓机（三）秸秆饲料利用技术
秸秆资源化.。是指采用物理，化学或生物技术等方法将秸秆进行加工处理，将其制成伺料或乙醇等，使它们更好被人类利用。
常用秸秆氨化操作方法：
①小型容器法
②堆垛法
③氨化炉法
饲喂方法：喂前1~2天要将秸秆取出，摊在地上放氨；初次饲喂数量不能过多，逐渐提高饲喂量。
（4）复合化学处理
融合了碱化处理对木质素分解效果好和氨化处理增加瘤胃微生物蛋白合成量的优点，克服了碱化处理残留碱量高和氨化处理对木质素软化作用差的缺点�？墒共墒忱寐侍岣�10~40%；含氮量提高1~2倍；粗蛋白含量达到7~15%。
根据不同秸秆和牲畜选择不同的化学处理剂配方，如尿素 氢氧化钙的复合化学处理。将5~7kg生石灰和2~3kg尿素溶于50kg水中，喷洒在切碎的100kg秸秆上，混合均匀后密封，夏天20~30天，春秋40~60天，冬季60天以上，可开封饲喂，适宜的水分为40%，尿素不得低于2%。
3.生物处理
（1）青贮技术
原理：将新鲜植物紧实地堆积在不透气的容器中，通过微生物的厌氧发酵，使原料中所含的糖分转化为有机酸——主要是乳酸菌。当乳酸在青贮原料中积累到一定浓度时，就能抑制其他微生物的活动，并制止原料中养分被微生物分解破坏，从而将原料中养分很好地保存下来。发酵过程中产生大量热能，当温度上升到50℃时，乳酸菌也就停止了活动，发酵结束。
优点：饲料保持青鲜多汁的特点，并具有酸香味，牲畜比较爱吃，贮存时间较长；且技术简单、方便推行。但对纤维素的消化率提高甚微。
青贮添加剂：微生物制剂、酶制剂、抑制不良发酵的添加剂、营养添加物、无机盐
技术要点：①窑的建设：容器有青贮塔、青贮窑和塑料袋；可建成地下式、半地下式和地上式。②原料的收割与切短：适时收割；水分应降至60~70%。③操作步骤：配制菌液；粉碎分层铺实→湿度控制在55~60%→封窑→7~15天后开窑。
喂养注意：只能喂反刍动物。逐步加量。
（2）微贮技术
秸秆微贮是对农作物秸秆机械加工处理后，按比例加入微生物发酵菌剂、辅料及补充水分，并放入密闭设施中，经过一定的发酵过程，是指软化蓬松，转化为质地柔软，湿润膨胀，气味酸香，动物喜食的饲料。
原理：利用微生物将秸秆中的纤维素、半纤维素降解并转化为菌体蛋白。
成本低、适口性好、消化率高、利于工业化生产。
技术要点：复活菌种→配制菌液→切断秸秆→装填入窑→水分控制→封窑→开窑。
用微贮技术制备秸秆菌体蛋白生物饲料
以农作物秸秆、杂草、树叶等为主要原料，将秸秆粉置于人工造就的特定的生态环境中，经过制作剂——秸秆生化饲料发酵剂的生物化学作用，促使微生物的大量繁殖和活动，合成游离氨基酸和菌体蛋白，从而使秸秆转化为富含粗蛋白、脂肪、氨基酸及多种维生素的高效能秸秆饲料。
秸秆资源化-能源技术
1.秸秆直接燃烧供热技术
以秸秆为燃料，以专用的秸秆锅炉为核心形成供热系统。有秸秆收集、前处理、秸秆锅炉和秸秆灰利用几部分组成。
适于在秸秆主产区为中小乡镇企业、乡镇政府机关、中小学校和相对比较集中的乡镇居民提供生产、生活热水和冬季采暖之用。
2.秸秆气化集中供气技术
原理：通过气化装置将秸秆、杂草及林木加工剩余物在缺氧状态下加热反应转换成燃气的过程。
工艺流程：粉碎→给料机→气化器→除尘器→冷却器→过滤器→贮气柜→用户。
秸秆气化机组由加料
秸秆资源化
秸秆气化的优势与限制：
优势：变废为宝、经济可行、优势明显；
限制：
①燃气质量较差、热值偏低；
②燃气中含氧量偏高形成安全隐患；
③焦油含量偏高；
④水洗焦油后污水排放造成环境污染；
⑤气化设备投资偏高。
3.秸秆发酵制沼气
立式圆形水压式沼气池
秸秆制沼系统包括沼气的收集、运输、净化、贮存、使用及附属设备等。
主要设备：
①集气室
②输气管和配气管
③脱硫装置
④气柜
⑤止火器（或逆火防止器）
4.秸秆压块成型及炭化技术
（1）成型“秸秆炭”
（2）秸秆“生物煤”
（3）秸秆成型燃料利用途径
农村生活用能；工业用途；生产成型炭；生产活性炭。
秸秆资源化-工业应用
1.生产可降解的包装材料
一次性餐具
湿法生产工艺：麦秸→粉碎（120目）→加入水、粘合剂拌和→轧片→裁剪→冷压成型→烘干→喷涂→快餐盒。
干法生产工艺：秸秆→粉碎（60目）→黏合剂、催化剂、固化剂拌和→热压成型→冷风散热→紫外消毒→包核→快餐盒。
还有缓冲包装材料、瓦楞纸芯、纤维降解膜等。
2.用做建筑装饰材料
（1）秸秆轻型建材
（2）秸秆人造板
3.秸秆生产工业原料
（1）植物秸秆生产酒精
（2）秸秆制作淀粉
（3）秸秆生产饴糖
（4）生产梭甲基纤维素
（5）制取木糖醇
（6）生产糠醛
（7）制生物蛋白。
4.秸秆用作食用菌的培养基
如蚕豆秸秆栽培草菇：原料处理→培养料配方→建堆发酵→翻堆→播种发菌→出菇管理→采收。
玉米秆栽培平菇；
秸秆栽培香菇、银耳、木耳、仿野生菇等。
5.秸秆的其他应用
（1）造纸工业
（2）秸秆人造丝
（3）秸秆用于编织业
秸秆资源化-中国技术问题
尽管近年来中国的秸秆资源化技术有很大发展，相关工作也取得了很大成就，但总体水平还很落后，秸秆资源化技术还存在着诸多问题，概述如下：
(1)秸秆还田。首先是农机问题，在秸秆还田中农业机械是必不可少的，粉碎和翻压都用到农业机械，随着秸秆还田量的增加，中国目前使用的普通脱切机和旋耕机已不能满足秸秆还田的实际需要。其次就还田的秸秆数量来说，也存着一些问题。水稻，小麦秸秆的适宜还田量(风干重)以3000~4500kg／hm2为宜，玉米秸秆以4500~6000kg／hm2为宜；一年一作的地块和肥力高的地块还可适当高些，而在水田和肥力低的地块就要低一些，一般每年每公顷地一次还田3000~4500kg秸秆可使土壤有机质含量不但不会下降，还会逐年提高，但中国大部分农村还田量都还达不到要求。再次，在还田中施人的秸秆量和还田方式应随作物及其种植地区的不同作相应的改变。例如：在还田的时期上，稻田越早越好，如若将水稻秸秆堆熟后再还田比直接还田效果更加显著；在还田方法上，玉米、高粱等旱地作物的还田应是边还田边翻压，以便使高水分的秸秆迅速腐解。自从推行种植业结构调整以来，传统作物要向经济作物转变，而经济作物对还田技术要求极高，目前采用的粗犷的还田技术不能满足这些要求，以致农作物秸秆大量被弃置在公路旁和河沟，或者焚烧。最后，就是田间管理不够到位。有许多地区将秸秆还田后便不再管理，缺乏及时和合理的措施保证地下的秸秆充分腐解，被作物利用。为了防止微生物在分解秸秆与作物争氮，还应补充配施一定量的速效氮肥，保证土壤全期的肥力；在还田的同时，须注意农田病虫害的防治，有病害作物的秸秆应堆肥腐熟后再施人田中，这样可防止病虫害的蔓延。
(2)秸秆气化。现行的热解气化技术大都采用空气煤气制气法，所得气的热值较低(5000kJ／m3左右)，并且还有焦油问题。在推广气化集中供气技术的进程中，由于中国农村的经济基础还很薄弱，自筹资金困难，许多示范工程正是由于焦油堵塞管道而停止运行。就农民来说，操作和管理的水平较低，安全生产和安全使用意识较差，农民对气化一直持有观望的态度，这也影响系统的正常运行使用效果�；褂�，在焦油清除、长期稳定运行方面也有待改善。尤其用于农村集中供气系统，气柜和管网的投资比例达到40％以上，使成本提高，难于进行商业化运行，影响进一步发展和推广。
(3)秸秆饲料加工。中国在微生物菌种及相应的发酵工艺上和发酵秸秆饲料对各类家畜的营养效果方面都缺乏比较细致深入的研究，且研究的领域大都集中在反刍家畜。目前在研究和实践中还缺乏一个科学统一的评价体系，目前评价的依据仅限于饲料产品的物理和化学特性，忽略了其生物特性。
秸秆资源化-中国技术方向
(1)秸秆养畜。中国每年生产粮食4.9亿t的同时也生产了6亿t秸秆，加之大量的薯、芋藤、蔓和可以利用的草木农作物，远远大于牧区的牧草产量，这是巨大的饲料源。如果其中一半用于养畜，则肉食品的产量将增加5倍。因此秸秆养畜是中国秸秆资源化中的一个发展趋势。
(2)秸秆生产全降解快餐盒。利用稻麦草浆做的快餐盒各项指标良好，价格低廉，而且生产过程中无毒、无污染，原料来源广泛。被扔后能很快降解，能增加土壤肥力，不构成环境威胁；焚烧时也无毒气放出，不会构成威胁大气质量，颇受环保部门欢迎。一条生产线设备投资150万元，日产3万个，每年利润108万元，设备投资回收期1．5年左右，既有社会效益又有经济效益，应为今后秸秆资源化技术的发展方向之一。
(3)利用秸秆与畜禽粪便好氧堆肥或秸秆堆肥技术制造有机复合肥，可拟建大型有机肥料生产厂，其市场前景相当广阔。
(4)在目前气化技术相当成熟的条件下，进行高效低耗秸秆气化技术的研究与开发，建设大中型秸秆发电厂，其经济效益是不容置疑的。
(5)加快农业机械具的研制和开发，进一步完善直接还田技术；加大在秸秆还田技术及其对土壤理化和生物学性质的影响与调控方法的研究力度。
(6)加强与高�？蒲械ノ缓献髁瞎ス匮芯啃录际�，拓展秸秆资源化的途径，提高其利用价值。如以沼气为纽带的多种经营的道路，准备把沼液大范围地推向市场。
总之，农作物秸秆资源化技术是一项综合性、边缘性科学技术。各地农业，农机，畜牧等部门要加强领导，制定规章，齐抓共管，与科研部门一道研究优化有地区代表性的实用技术，通过示范村，示范乡，示范县的建设，在一定区域内集中产生秸秆综合利用的规模效益。展望未来，中国秸秆资源化技术的发展前景相当广阔。
秸秆资源化-中国气化技术应用与开发实例
秸秆气化集中供气技术——山东省科学院研究推广；
生物质气化技术——辽宁省能源研究所设计的固定床气化系统；
干馏热解法秸秆气化技术——大连市环科院；
生物质中热值气化技术——浙江大学热能工程研究所；
湿式净化秸秆气化机组——山东工业大学生物能源技术开发中心；
秸秆资源化-相关词条
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秸秆资源化-秸秆资源化—参考资料
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三门峡富通新能源生产销售颗�；�、秸秆压块机、饲料颗粒机、木屑颗�；壬镏嗜剂纤橇铣尚突瞪璞福蔽颐腔褂写罅康纳镏士帕Ｈ剂铣鍪�。
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[1] 姜堰科学技术信息网
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