秸稈資源化

把秸稈當成一種資源系統化的加以利用。

中國農作物秸稈年產量約為7億t左右，列世界之首。每年收穫的秸稈除去用於造紙的2800萬噸秸稈和作為飼料或飼料原料的2.13億t秸稈，造肥還田及收集損失的1.089億t，可作為能源加以利用的秸稈總量為3.761億t(見表1)。

基本介紹

• 中文名：秸稈資源化
• 屬性：資源系統化的加以利用 
• 特徵：變廢為寶、經濟可行、優勢明顯
• 性質：熱值偏低

中國秸稈資源及其特徵

中國農作物秸稈年產量約為7億t左右，列世界之首。每年收穫的秸稈除去用於造紙的2800萬噸秸稈和作為飼料或飼料原料的2.13億t秸稈，造肥還田及收集損失的1.089億t，可作為能源加以利用的秸稈總量為3.761億t(見表1)。儘管中國秸稈資源豐富，但由於人口眾多，人均占量相對於已開發國家較少，還不到0.6t/(人·a)。中國的農村主要有水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈，其中玉米秸稈占36.7%，稻草秸稈占27.5%，小麥秸稈占15.2%。其糧食作物秸稈占了總量的90.5%。50%以上的秸稈資源集中在四川、河南、山東、河北、江蘇、湖南、湖北、浙江等9省，西北地區和其它省份秸稈資源分布量較少。稻草主要在長江以南的諸多省份，而小麥和玉米秸稈分布在黃河與長江流域之間，以及黑龍江和吉林等省份。

中國利用現狀

秸稈氣化的優勢與限制：

優勢：變廢為寶、經濟可行、優勢明顯；

限制：

①燃氣質量較差、熱值偏低；

②燃氣中含氧量偏高形成安全隱患；

③焦油含量偏高；

④水洗焦油後污水排放造成環境污染；

⑤氣化設備投資偏高。

3.秸稈發酵制沼氣

立式圓形水壓式沼氣池

秸稈制沼系統包括沼氣的收集、運輸、淨化、貯存、使用及附屬設備等。

主要設備：

①集氣室

②輸氣管和配氣管

③脫硫裝置

④氣櫃

⑤止火器（或逆火防止器）

4.秸稈壓塊成型及炭化技術

（1）成型“秸稈炭”

（2）秸稈“生物煤”

（3）秸稈成型燃料利用途徑

農村生活用能；工業用途；生產成型炭；生產活性炭。

工業套用

1.生產可降解的包裝材料

一次性餐具

濕法生產工藝：麥秸→粉碎（120目）→加入水、粘合劑拌和→軋片→裁剪→冷壓成型→烘乾→噴塗→快餐盒。

乾法生產工藝：秸稈→粉碎（60目）→黏合劑、催化劑、固化劑拌和→熱壓成型→冷風散熱→紫外消毒→包核→快餐盒。

還有緩衝包裝材料、瓦楞紙芯、纖維降解膜等。

2.用做建築裝飾材料

（1）秸稈輕型建材

（2）秸稈人造板

3.秸稈生產工業原料

（1）植物秸稈生產酒精

（2）秸稈製作澱粉

（3）秸稈生產飴糖

（4）生產梭甲基纖維素

（5）製取木糖醇

（6）生產糠醛

（7）制生物蛋白。

4.秸稈用作食用菌的培養基

如蠶豆秸稈栽培草菇：原料處理→培養料配方→建堆發酵→翻堆→播種發菌→出菇管理→採收。

玉米稈栽培平菇；

秸稈栽培香菇、銀耳、木耳、仿野生菇等。

5.秸稈的其他套用

（1）造紙工業

（2）秸稈人造絲

（3）秸稈用於編織業

中國技術問題

儘管中國的秸稈資源化技術有很大發展，相關工作也取得了很大成就，但總體水平還很落後，秸稈資源化技術還存在著諸多問題，概述如下：

(1)秸稈還田。首先是農機問題，在秸稈還田中農業機械是必不可少的，粉碎和翻壓都用到農業機械，隨著秸稈還田量的增加，中國使用的普通脫切機和旋耕機已不能滿足秸稈還田的實際需要。其次就還田的秸稈數量來說，也存著一些問題。水稻，小麥秸稈的適宜還田量(風乾重)以3000~4500kg/hm2為宜，玉米秸稈以4500~6000kg/hm2為宜；一年一作的地塊和肥力高的地塊還可適當高些，而在水田和肥力低的地塊就要低一些，一般每年每公頃地一次還田3000~4500kg秸稈可使土壤有機質含量不但不會下降，還會逐年提高，但中國大部分農村還田量都還達不到要求。再次，在還田中施人的秸稈量和還田方式應隨作物及其種植地區的不同作相應的改變。例如：在還田的時期上，稻田越早越好，如若將水稻秸稈堆熟後再還田比直接還田效果更加顯著；在還田方法上，玉米、高粱等旱地作物的還田應是邊還田邊翻壓，以便使高水分的秸稈迅速腐解。自從推行種植業結構調整以來，傳統作物要向經濟作物轉變，而經濟作物對還田技術要求極高，採用的粗獷的還田技術不能滿足這些要求，以致農作物秸稈大量被棄置在公路旁和河溝，或者焚燒。最後，就是田間管理不夠到位。有許多地區將秸稈還田後便不再管理，缺乏及時和合理的措施保證地下的秸稈充分腐解，被作物利用。為了防止微生物在分解秸稈與作物爭氮，還應補充配施一定量的速效氮肥，保證土壤全期的肥力；在還田的同時，須注意農田病蟲害的防治，有病害作物的秸稈應堆肥腐熟後再施人田中，這樣可防止病蟲害的蔓延。

(2)秸稈氣化。現行的熱解氣化技術大都採用空氣煤氣制氣法，所得氣的熱值較低(5000kJ/m3左右)，並且還有焦油問題。在推廣氣化集中供氣技術的進程中，由於中國農村的經濟基礎還很薄弱，自籌資金困難，許多示範工程正是由於焦油堵塞管道而停止運行。就農民來說，操作和管理的水平較低，安全生產和安全使用意識較差，農民對氣化一直持有觀望的態度，這也影響系統的正常運行使用效果。還有，在焦油清除、長期穩定運行方面也有待改善。尤其用於農村集中供氣系統，氣櫃和管網的投資比例達到40%以上，使成本提高，難於進行商業化運行，影響進一步發展和推廣。

(3)秸稈飼料加工。中國在微生物菌種及相應的發酵工藝上和發酵秸稈飼料對各類家畜的營養效果方面都缺乏比較細緻深入的研究，且研究的領域大都集中在反芻家畜。在研究和實踐中還缺乏一個科學統一的評價體系，評價的依據僅限於飼料產品的物理和化學特性，忽略了其生物特性。

中國技術方向

(1)秸稈養畜。中國每年生產糧食4.9億t的同時也生產了6億t秸稈，加之大量的薯、芋藤、蔓和可以利用的草木農作物，遠遠大於牧區的牧草產量，這是巨大的飼料源。如果其中一半用於養畜，則肉食品的產量將增加5倍。因此秸稈養畜是中國秸稈資源化中的一個發展趨勢。

(2)秸稈生產全降解快餐盒。利用稻麥草漿做的快餐盒各項指標良好，價格低廉，而且生產過程中無毒、無污染，原料來源廣泛。被扔後能很快降解，能增加土壤肥力，不構成環境威脅；焚燒時也無毒氣放出，不會構成威脅大氣質量，頗受環保部門歡迎。一條生產線設備投資150萬元，日產3萬個，每年利潤108萬元，設備投資回收期1．5年左右，既有社會效益又有經濟效益，應為今後秸稈資源化技術的發展方向之一。

(3)利用秸稈與畜禽糞便好氧堆肥或秸稈堆肥技術製造有機複合肥，可擬建大型有機肥料生產廠，其市場前景相當廣闊。

(4)在氣化技術相當成熟的條件下，進行高效低耗秸稈氣化技術的研究與開發，建設大中型秸稈發電廠，其經濟效益是不容置疑的。

(5)加快農業機械具的研製和開發，進一步完善直接還田技術；加大在秸稈還田技術及其對土壤理化和生物學性質的影響與調控方法的研究力度。

(6)加強與高校科研單位合作聯合攻關研究新技術，拓展秸稈資源化的途徑，提高其利用價值。如以沼氣為紐帶的多種經營的道路，準備把沼液大範圍地推向市場。

總之，農作物秸稈資源化技術是一項綜合性、邊緣性科學技術。各地農業，農機，畜牧等部門要加強領導，制定規章，齊抓共管，與科研部門一道研究最佳化有地區代表性的實用技術，通過示範村，示範鄉，示範縣的建設，在一定區域內集中產生秸稈綜合利用的規模效益。展望未來，中國秸稈資源化技術的發展前景相當廣闊。

中國氣化技術套用與開發實例

秸稈氣化集中供氣技術——山東省科學院研究推廣；

生物質氣化技術——遼寧省能源研究所設計的固定床氣化系統；

乾餾熱解法秸稈氣化技術——大連市環科院；

生物質中熱值氣化技術——浙江大學熱能工程研究所；

濕式淨化秸稈氣化機組——山東工業大學生物能源技術開發中心；

利用秸稈堆制有機肥料技術

採用現代技術工廠化處理作物秸桿加工有機肥料。

傳統利用秸稈堆腐有機肥料辦法費工費時，各地套用現代技術總結歸納出一系列新的利用秸稈堆腐有機肥料。

(一）新技術的主要內容

新的堆腐秸稈加工有機肥料技術包括以下內容。

1. 向秸稈中加入現代生物技術研製的微生物發酵菌劑，作為秸稈發酵分解的主體，促進分解作物秸稈優勢微生物種群的快速形成。

2. 採用工程、機械措施為微生物活動提供所需的溫度、空氣等發酵條件。

3. 加入其它原料，調節發酵物料的碳氮比、水分、空氣等發酵條件。

4. 通過新加工工藝、新設備減少加工有機肥料的勞動強度。

(二）具體操作方法

1. 利用現代技術的堆腐秸稈的方法一般包括場地建設、設備配置、原料配方、發酵過程控制等環節，其操作方法與過程如下。

2. 在水泥地面上建設秸稈發酵工作間發酵間長6tn、寬3m、高2m，沒有頂，在3m寬一端留開口，能夠使叉車直接進入發酵間翻堆。發酵間的牆壁帶孔，以利通氣。

3. 在發酵間地面鋪一層作物秸稈，撒上微生物發酵菌劑、調節碳氮比的畜禽糞便或氮肥以及能夠吸附分解釋放氨氣的吸附劑，逐層 堆積，直到堆滿整個發酵工作間。

4.向發酵堆中加人水，調節水分、通氣狀況等發酵條件。使發酵工作間保持一定濕度。 5.當發酵溫度超過50°C時，用叉車翻堆，降低發酵溫度。