農業固體廢物

農業生產過程和農民生活中所排放出的固體廢棄物。廢竹、木屑、稻草、麥秸、蔗渣、人畜糞便及廢舊農機具等都屬於農業固體廢物。除廢舊農機具外，其他農業固體廢物一般是作為燃料或稍加處理後作為肥料返回了農田，一些纖維類廢物可作為造紙原料。

基本介紹

• 中文名：農業固體廢物 
• 外文名：Agricultural solid wastes
• 來源：農業生產過程和農民生活
• 常見廢物種類：稻草、麥秸、玉米秸等
• 綜合利用：化工材料、建築材料
• 處理技術：物理、化學、生物、物化技術

一、釋義

農業生產、農產品加工、畜禽養殖業和農村居民生活排放的廢棄物的總稱。農業固體廢物主要來自於植物種植業、農副產品加工業和動物養殖業以及農村居民生活所產生的廢物。按其來源分為：農田和果同殘留物，如秸稈、殘株、雜草、落葉、果實外殼、藤蔓、樹枝和其他廢物；農產品加工廢棄物；牲畜和家禽糞便以及欄圈鋪墊物；人糞尿以及生活廢棄物。常見的農業固體廢物有稻草、麥秸、玉米秸、稻殼、根莖、落葉、果皮、果核、羽毛、皮毛、禽畜糞便、死禽死畜、農村生活垃圾等。我們要對農業同體廢物進行綜合利用；不能利用的，按照國家有關環境保護規定收集、貯存、處置，防止污染環境。

二、來源

農業固體廢物來源廣泛，種類複雜，主要來自於種植業、養殖業、居民生活及農用塑膠殘膜等。

(一) 種植業固體廢物

種植業固體廢物是指農作物在種植、收割、交易、加工利用和食用等過程中產生的源自作物本身的固體廢物，主要包括作物秸稈及蔬菜、瓜果等加工後的殘渣等。據估計，地球上每年光合作用生產的生物質約1500億t，其中11%(約160億t)來自於種植業，可作為人類食物或動物飼料的部分約占其中的1/4(約為40億t)；在這40億t中，經過加工最後供人類直接食用的大約僅為3.6億t：因此，地球上每年生產的種植業固體廢物約135億t。

我國的各類種植業廢物資源十分豐富，目前僅重要作物秸稈就有近20種，且產量巨大，年產約7億t，其中稻草為2.3億t，玉米稈為2.2億t，豆類和雜糧的作物秸稈為1.0億t，花生和薯類藤蔓、蔬菜廢物等為1.5億t。此外還有大量的餅粕、酒糟、甜菜渣、蔗渣、廢糖蜜、鋸末、木屑、草和樹葉等。資源化潛力巨大，如按現有發酵技術的產氣率0.48 m³/kg估算，每年可產生甲烷量約為850億m³。

(二) 養殖業固體廢物

養殖業固體廢物指在畜禽養殖加工過程產生的固體廢物，主要包括畜禽糞便、畜禽舍墊料、廢飼料、散落的毛羽等固體廢物以及含固率較高的畜禽養殖廢水等。改革開放以來，隨著我國人民生活水平的不斷提高，對肉類、奶類和禽蛋類的消費需求量急劇增加，以每年10%以上的速度遞增，由此帶來了養殖業的快速發展。

畜禽養殖業規模的不斷擴大，不可避免地帶來養殖及加工生產廢物的大量產生。國家環保總局的調查顯示，1999年我國畜禽糞便產生總量約為19億t，是工業固體廢物產生量的2.4倍，而目前畜禽糞便產生總量已高達27億t，是工業固體廢物產生量的3.4倍。僅規模化養殖企業所排放的糞便量已占工業固體廢物總量的30%。而全國約80%的規模化畜禽養殖場沒有污染治理設施，畜禽糞污一般未經任何處理即就地排放。畜禽養殖業已經成為農業面源污染的主要因素。

(三) 農用塑膠殘膜

農用塑膠殘膜主要來源於以下幾個方面：①農膜(包括地膜和棚膜)，是套用最多、覆蓋面積最大的一個品種，在農用塑膠中，農膜產量約占50%。②編織袋(如化肥、種子和糧食的包裝袋等)和網罩(包括遮陽網和風障)。③農用水利管件，包括硬質和軟質排水輸水管道。④漁業用塑膠，主要有色網、魚絲、纜繩、浮子以及魚、蝦、蟹等水產養殖大棚和網箱等。⑤農用塑膠板(片)材，廣泛用於建造農舍、羊棚、馬舍、倉庫和灌溉容器等。上述塑膠製品的樹脂品種多為聚乙烯樹脂(如地膜和水管、繩索與網具)，其次為聚丙烯樹脂(如編織袋等)，還有聚氯乙烯樹脂(如排水軟管、棚膜等)。國家統計局數據顯示，2005年我國農用塑膠薄膜使用量達176萬t，已成為世界上農膜產量和使用量最大的國家，大致相當於世界其他國家總和的1.6倍。

(四) 農村生活垃圾

農村生活垃圾是指在農村這一地域範疇內，在日常生活中或者為日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物。主要有兩種類型，一是農民日常生活所產生的垃圾，主要來自農戶家庭；二是集團性垃圾，主要來自學校、服務業、鄉村辦公場所和村鎮商業、企業等單位。生活垃圾的成分主要是廚餘垃圾(蛋殼、剩菜、煤灰等)、廢織物、廢塑膠、廢紙、陶瓷玻璃碎片、廢電池以及其他廢棄的生活用品及生產用品等。由於我國農村人口較多，因此農村生活垃圾的產生量和堆積量較大。

三、農業固體廢物的綜合利用

(一) 熱解生產化工原料

在隔絕空氣的條件下，將農業固體廢物加熱至270～4000℃可分解形成固態的草炭，液態的糠醛、乙酸、焦油，氣態的草煤氣等多種燃料與化工原料。熱解的主要設備是熱解爐、冷凝器和分離器。

(二) 水解生產化工原料

農業固體廢物中含有豐富的纖維素、澱粉和蛋白質，但因受木質素的約束，不能顯示其自身的特性。當農業固體廢物受到鹼腐蝕時木質素髮生溶解，然後再通過一定的工藝流程分別分離出澱粉、纖維素、蛋白質及其衍生物，這一過程稱為農業固體廢物的水解。

(三) 燃燒的灰燼生產化工原料

農業固體廢物經燃燒後產生的爐灰，含有大量的矽、碳、鉀等無機成分。採用不同方法可以將爐灰製成活性炭和水玻璃。此外，爐灰經浸泡、洗滌、濃縮、結晶，可以製得硫酸鉀、氯化鉀和碳酸鉀等。也可以直接作為鉀肥使用。

(四) 作建築材料

在生產粘土燒結磚的泥坯中，摻入一定量的農業固體廢物碎屑，如草糠、鋸末、稻殼、麥殼等，在燒磚時，由於這些碎屑發生內燃，原占體積遺留為空隙，不僅可以節省粘土原料和化工燃料，而且可以降低磚塊的體積密度，提高隔熱保溫性能。基於農業固體廢物質輕、多孔、抗拉與抗彎強度較高的特性，可作為輕骨料或增強纖維，用於生產各種輕質建築牆板、裝飾板、保溫板、吸聲板等新型建築材料。

四、農業固體廢物收集與運輸的原則

農業固體廢物主要集中於農田、畜禽養殖場及居民生產生活區，由於其場所分散且分布較廣，殘留物多與土地混集，因此集中收集運輸成本較大，所以必須根據其性質、危害程度及處理方法採用不同的收集和運輸方式。

農業固體廢物分類收集是指按固體廢物的理化性質和組成成分分類收集，是農業固體廢物再利用的最有效方式。對農業固體廢物進行分類收集具有有助於回收大量廢材料、減少廢物產生量、降低廢物運輸量和處置費用、簡化廢物處置過程等優點，有利於農業固體廢物的資源化和減量化。例如，對分類收集的有機廢物進行堆肥處理，不僅可簡化堆肥處理的分選過程，降低堆肥處理費用，還可提高堆肥質量。

分類收集是一個相當複雜、艱苦的工作，需要大量人力、物力，同時也受到多方面因素影響。畜禽糞便、秸稈等農業固體廢物由於產量大且比較集中，往往採用就地處置方式或短距離運輸到處置點，其收集和運輸較為簡單；而農業固體廢物中的農村生活垃圾由於來源廣，分散性大，收集和運輸較為煩瑣，可以從農戶開始，按照有機垃圾、有毒有害垃圾、可回收垃圾和不可回收垃圾的分類原則，根據實際情況採用以下方式進行收集和運輸。

(一)收集時間

可依當地交通量、道路狀況、政策及居民作息時間來考慮什麼時段收集垃圾。一般可按下列時段進行收集。

日間收集：上午9時至下午3時，垃圾可在早上8時以後到收集前依規定放至收集區。

清晨收集：上午6時至中午12時以前完成作業。由於垃圾需在晚間置放收集區，因此收集站呈散亂狀態。

夜間收集：上午0時開始，至上午6時結束工作，適用手農村城鎮餐飲業較多的繁華地區。因夜間交通量少，收集效率高，但有作業上存在安全性及噪聲等問題。

晚間收集：下午6時開始至夜晚12時結束工作，可配合農村居民晚餐後將一日垃圾清理，並利於執行垃圾不落地政策。

(二) 收集頻率

收集頻率關係著服務品質及清運成本，可考慮下列因素，以決定最佳的收集頻率。

垃圾性質：一般垃圾含水量大及腐敗物多時，收集頻率須高。

氣候：氣溫高低影響垃圾中有機物的分解速度，氣溫越高，頻率越高。

儲存容器：如果儲存容器較大，可儲放較多的垃圾，則可減小收集頻率。

民眾慶典活動：年節、廟會等常使垃圾激增，須加大收集頻率。

民眾資源回收情況：民眾回收資源較多則可減少垃圾排出量，收集頻率可酌情減小。

(三) 收集方式

1、上門收集

指由專門人員定點上門收集居民生活垃圾，然後送往附近的垃圾站，再轉運到垃圾中轉站或垃圾處理場的一種收集方式。這種方式採取直接上門服務的形式，不需設定垃圾收集點，這樣既可避免因設定垃圾收集點而污染環境，又減少了建設垃圾收集點的投資，且方便居民和住戶，使垃圾收運管理一步到位並易於管理。

2、定點收集

生活垃圾定點收集是指在居民住宅區、街道等地帶，按一定比例和要求設定垃圾收集設施，由居民和住戶定時投放生活垃圾到收集設施中，然後由垃圾運輸車定時送往附近的垃圾中轉站或直接送到垃圾處理場的一種收集方式。

五、處理技術

農業固體廢物處理技術通常是指通過物理、化學、生物、物化及生化方法把固體廢物轉化為適於運輸、儲存、利用或處置的過程。

(一) 物理處理

物理處理是指通過濃縮或相變化改變固體廢物的結構，使之成為便於運輸、儲存、利用或處置的形態。物理處理方法包括壓實、破碎和分選等。

1、壓實技術

壓實是一種通過對廢物實行減容化、降低運輸成本、延長填埋場壽命的處理技術。壓實是一種普遍採用的固體廢物處理方法，如易拉罐、塑膠瓶等通常首先採用壓實處理。對於那些可能使壓實設備損壞的廢物或某些可能引起操作問題的廢物，如焦油、污泥或液體物料，一般不宜做壓實處理。

2、破碎技術

為了使進入焚燒爐、填埋場、堆肥系統等廢物的外形尺寸減小，預先必須對固體廢物進行破碎處理。經過破碎處理的廢物，由於消除了大的空隙，不僅使尺寸大小均勻，而且質地均勻，在填埋過程中更容易壓實。固體廢物的破碎方法很多，主要有衝擊破碎、剪下破碎和擠壓破碎等，此外還有專用的低溫破碎和濕式破碎等。

3、分選技術

固體廢物分選是實現固體物資源化、減量化的重要手段，通過分選可將有用的成分選出來加以利用，而將有害的成分分離出來。分選是利用物料的某些性質方面的差異將其分選開。例如利用廢物中的磁性和非磁性差別進行分離，利用粒徑尺寸差別進行分離，利用比重差別進行分離等。根據不同性質，可以設計製造各種機械對固體廢物進行分選。分選方法包括手工揀選、篩選、重力分選、磁力分選、渦電流分選和光學分選等。

(二) 化學處理

化學處理是採用化學方法破壞固體廢物中的有害成分從而達到無害化，或將其轉變成為適於進一步處理、處置的狀態。化學處理方法通常只用在所含成分單一或所含幾種化學成分特性相似的廢物處理方面。化學處理方法包括氧化、還原、中和、沉澱和溶出等。有些有害固體廢物，經過化學處理還可能產生含毒性成分的殘渣，須對殘渣進行進一步解毒處理或安全處置。

(三) 生物處理

生物處理是利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物，從而達到無害化和綜合利用。固體廢物經過生物處理，在容積、形態、結構、組成等方面均發生重大變化，因而便於運輸、儲存、利用和處置。與化學處理相比，生物處理在經濟上一般比較便宜，套用也相當普遍，但處理過程所需時間較長，處理效率有時不夠穩定。目前生物處理方式主要為生物轉化技術。

生物轉化技術就是利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化。這種技術可以使有機固體廢物轉化為能源、食品、飼料和肥料，還可以用來從廢品和廢渣中提取金屬，是固體廢物資源化較有效的技術方法。目前套用比較廣泛的有堆肥化、沼氣化、廢纖維飼料化和蛋白質化等。

(四) 熱處理

熱處理是指通過高溫破壞和改變固體廢物組成和結構，同時達到減容、利用的目的。方法主要有焚燒和熱解等。

1、焚燒法

焚燒法是指固體廢物高溫分解和深度氧化的綜合處理過程。其優點是把大量有害的廢料分解成無害的物質，並可以處理各種不同性質的廢物，焚燒後可減少廢物體積的90%(取決於其灰分的不同而不同)，便於填埋處理。此種方法處理固體廢物，占地少，處理量大，在保護環境、提供能源等方面可取得良好的效果。目前日本及瑞士每年把超過65%的都市廢料進行焚燒而使能源再生。但是焚燒法也有缺點，例如，投資較大，焚燒過程排煙造成二次污染，設備鏽蝕現象嚴重等。

2、熱解

熱解法是將有機固體廢物在無氧或缺氧條件下高溫(500～1 000℃)加熱，使之分解為氣、液、固3類產物。與焚燒法相比，熱解法則是更有前途的處理方法。它的顯著優點是基建投資少。主要包括熱解、氣化和乾餾。

六、環境危害

(一) 污染土壤

農業固體廢物種類繁多，且得不到妥善處置，只能堆積在農田中，不僅占用大量耕地，更嚴重的是部分農業固體廢物會導致土壤的污染與破壞。地膜覆蓋可以提高農作物產量，但由於地膜回收不利，大量地膜殘留在土壤中，導致土壤結構、通透性等發生改變，使土壤水分流動受到阻礙，同時不利於土壤空氣的循環和交換，致使土壤中CO₂含量過高，影響土壤微生物活動。禽畜糞便含有部分重金屬、激素類物質，農田施用後會導致土壤重金屬污染。

(二) 污染水體

農業同體廢物隨天然降水或地表徑流進入河流、湖泊，或隨風飄散落入河流、湖泊污染水體，甚至滲入土壤，污染地下水。研究表明，畜禽糞水約有50%進入地表水體，糞便的流失率也達到5%～9%，由於禽畜糞便攜帶大量病原菌，進入水體後不僅直接污染水體，還會通過水體導致人類疾病的傳播。

(三) 污染大氣

禽畜排泄出的糞便含有NH₃、H₂S等氣體，另外糞尿中含有的大量未被消化的有機物，在無氧條件下分解為氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氫、甲胺、三甲胺等惡臭氣體，污染大氣環境。國際上許多已開發國家都對惡臭氣體的排放有嚴格的規定，如日本在《惡臭法》中確定了8種惡臭氣體，其中氨、硫化氫、甲基硫醇、二甲硫、二硫化甲基、三甲胺等6種與畜禽糞便有關。我國於1993年頒布了《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-1993)。同時牛、羊等反芻動物，生活過程中會產生大量的CH₄、CO₂等溫室氣體，有資料顯示，反芻動物產生的甲烷氣體占大氣甲烷氣體的1/5。農民為方便田間耕作，到麥收和秋收時節大範圍焚燒秸稈，產生大量煙霧．污染空氣品質，同時威脅飛機飛行安全。