農(nóng)業(yè)固體廢物綜合利用技術(shù)

胡淞元 王柏一

摘 要：我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，但由于技術(shù)、資金等原因，大部分農(nóng)作物秸稈、稻殼等得不到有效的利用，被當(dāng)作農(nóng)業(yè)廢棄物廢棄，造成了嚴(yán)重的污染和資源浪費(fèi)。生物質(zhì)能源是目前世界上應(yīng)用最廣泛的可再生能源，稻殼是其中的一類，常見的稻殼應(yīng)用領(lǐng)域有稻殼發(fā)電技術(shù)、制備活性炭、建筑材料中的應(yīng)用、在橡膠制備中的應(yīng)用、在制備水玻璃和白炭黑中的應(yīng)用、在吸附劑領(lǐng)域中的應(yīng)用。開展生物質(zhì)資源化綜合利用，既開發(fā)了可再生資源，又保護(hù)了環(huán)境。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì);稻殼;固體廢物;可再生能源;綜合利用

0 引言

隨著大量使用煤炭、石油、天然氣等不可再生的資源，世界能源短缺現(xiàn)象加劇，可再生能源逐漸被人類認(rèn)識并得到廣泛應(yīng)用，其中生物質(zhì)能源的消費(fèi)總量僅次于前三種能源，它也是唯一可循環(huán)、可再生的碳源。我國生物質(zhì)固廢的主要特點為量大、分布廣，每年各類農(nóng)作物類廢棄物（如米糠、秸稈等）的理論回收資源量應(yīng)為8.20億噸，但受到回收技術(shù)不成熟、天氣多變等因素的影響，回收利用率非常低。農(nóng)業(yè)固體廢棄物隨意堆砌，使資源造成了浪費(fèi)，既污染環(huán)境也帶來了一定安全隱患。農(nóng)業(yè)固體廢物資源化的綜合開發(fā)與利用，既消費(fèi)掉各類農(nóng)業(yè)廢棄物，節(jié)省擠占的大量土地，又保護(hù)了環(huán)境。對國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。

1.生物質(zhì)的綜合利用技術(shù)

現(xiàn)將生物質(zhì)的綜合利用歸納總結(jié)，稻殼發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用、制備活性炭、建筑材料中的應(yīng)用、在橡膠制備中的應(yīng)用、在制備水玻璃和白炭黑中的應(yīng)用、在吸附劑領(lǐng)域中的應(yīng)用。

1.1稻殼發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

稻殼的主要有機(jī)成分包括木質(zhì)素、纖維素、戊聚糖、灰分和其它有機(jī)物等。由于稻殼容易被燃燒，可燃成分達(dá)到一半以上，所以可以作為能源燃料，與傳統(tǒng)煤炭燃燒熱值進(jìn)行比較，結(jié)果表明，稻殼的發(fā)熱量可達(dá)12.5-14.6MJ/Kg，2t稻殼的熱能就相當(dāng)于1t標(biāo)準(zhǔn)煤[1]。通過測定其含硫量極低，稻殼燃燒時基本上無硫化物產(chǎn)生，都是以二氧化碳和水蒸氣的形式排放量到空氣中對環(huán)境的污染近似于零。稻殼發(fā)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益，而且又解決了環(huán)境污染問題。

1.2制備活性炭的原料及應(yīng)用

活性炭的主要特征是“疏松多孔”，由于具有的結(jié)構(gòu)特征，從而決定了活性炭巨大的比表面積和超強(qiáng)的吸附能力[2]。因此得到廣泛的應(yīng)用，其不僅應(yīng)用于食品和醫(yī)藥的脫色與除味、制作防毒面具，還可以應(yīng)用在工業(yè)污水處理等領(lǐng)域。

1.3在建筑材料中的應(yīng)用

稻殼灰是指稻殼發(fā)電中被遺留下來殘渣。稻殼灰，其主要成分是SiO2。約占稻殼總體的20%左右，其中含有60%～95% SiO2，其余為未燃燒的碳，另外還有1%～2% K2O金屬氧化物。稻殼灰中硅氧化物是以無定形的形式存在的。由于稻殼灰與傳統(tǒng)制備建筑材料骨料的化學(xué)組成、性能基本一致。因此選用稻殼灰作為添加劑與傳統(tǒng)骨料混合，提高相應(yīng)性能，應(yīng)用于制備稻殼灰混凝土、稻殼灰水泥，也可用于制備涂料、耐火磚等領(lǐng)域，使其性能得到一定改變和提高[3-5]。

1.4在橡膠制備中的應(yīng)用

稻殼灰中的主要成分是二氧化硅。二氧化硅是目前常用的重要工業(yè)填料，可改善高聚物的性能，具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，而且對改性膠料來說，添加稻殼灰之后的硫化性能無任何不良影響。將膠料改性過后，在將稻殼灰填充到EPDM中，膠料的門尼粘度減小，使加工更加便捷。經(jīng)過改性填充后的高聚物，明顯改善橡膠的一些性能被人們廣泛推廣及應(yīng)用[6]。

1.5在制備水玻璃和白炭黑中的應(yīng)用

對稻殼灰中的SiO2進(jìn)行生物提純之后，不在含有有害的重金屬物質(zhì)，特別適用于牙膏、食品生產(chǎn)、生物制藥和化妝品等與人類生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。國外早有人做稻殼制備白炭黑的相關(guān)研究工作。通常事先將稻殼焚燒后，將生成的稻殼灰與一定濃度的碳酸鈉水溶液混合煮沸反應(yīng)一段時間，經(jīng)過一系列物理加工方法，通過高溫將濾液濃縮后，得到水玻璃產(chǎn)品，再用強(qiáng)酸類溶劑與水玻璃進(jìn)行中和反應(yīng)，并再次進(jìn)行洗滌、干燥等過程，最后得到納米級的白炭黑產(chǎn)品[7，8]。

1.6在吸附劑領(lǐng)域中的應(yīng)用

稻殼灰在電子顯微鏡下觀察，其顆粒結(jié)構(gòu)為整齊排列的蜂窩狀，這種蜂窩狀結(jié)構(gòu)的骨架主要由二氧化硅和少量鈉鹽鉀鹽組成，在骨架中間的蜂窩內(nèi)填充著無定型碳，具有很強(qiáng)的吸附能力，其吸附效果比單一結(jié)構(gòu)的硅酸鹽要強(qiáng)得多。因此具有吸附能力強(qiáng)的特征，可作為主要的吸附原材料?；钚蕴恐苽涞奈絼┲饕獙U水中的重金屬離子起到吸附去除作用，如Cr2+、Hg2+、Pb2+、Cd3+、Zn2+，也能對一些染料和有機(jī)物中的有害氣體進(jìn)行吸附。鑒于稻殼灰具有吸附性，原料來源廣泛，價格低廉，易于加工，而且還可以用來提高油品的質(zhì)量和產(chǎn)量，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的效益，逐漸被廣泛的應(yīng)用和推廣[9]。

2 結(jié)語

生物質(zhì)的綜合利用前景巨大，以上這些應(yīng)用可以單獨使用，也可以聯(lián)合使用，

因此隨著環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，生物質(zhì)的綜合開發(fā)利用會具有很好的發(fā)展前景和投資前景變得越來越廣。

參考文獻(xiàn)

[1]諶旭東.稻殼直接燃燒特性分析及試驗研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.

[2]楊永紅，張冬梅.稻殼活性炭的制備及其對CO2的吸附分析[J].工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育，2018（04）：12-14.

[3]高漢忠，葉慧海，楊滿宏.稻殼水泥混凝土混凝土[J].混凝土，1996，（3）：41-43.

[4]蔡希高.稻殼、稻殼灰在建筑上的應(yīng)用[J].廣西科學(xué)院學(xué)報，1999，15（4）：190-195.

[5]王昌義，趙翠華，王家順.稻殼灰水泥和混凝土的研究[J].混凝土，1991，（2）：27-34.

[6]山下義裕，川端季雄，長岡宣雄.關(guān)于稻殼炭用作橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料的研究[J].那洪東譯，世界橡膠工業(yè)，2002，29（1）：41，43-46.

[7]徐星漢.利用稻殼灰制取水玻璃和活性炭[J].糧食與飼料工業(yè)，1988，（3）：44-45

[8]衛(wèi)延安，朱永義，朱春山.提高稻殼灰制備活性炭、白炭黑質(zhì)量的方法研究[J].鄭州工程學(xué)院學(xué)報，2003，24（1）：61-63

[9] 張松梅，李立清.谷殼灰吸附水中汞的實驗探討[J].江蘇環(huán)境科技，1999，12（4）：4-5.

（作者單位：1.沈陽化工大學(xué);2.沈陽化工大學(xué)）