农业资源利用与环境保护第七章.docx
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农业资源利用与环境保护第七章
云南农业职业技术学院
教案
系:
农学园艺系专业班级授课时间
授课章节:
第七章废物资源的农业利用
第一节废物资源概述
第二节废物农用资源化的原理
第三节废物农用的工厂化技术
授课目的:
通过本章的学习,使学生掌握废物的分类、特性,废物资源化的概念、原理,废物开发农业利用的技术
授课内容提要:
废物概念、产生、分类、特性;废物资源化的依据、含义、理论基础与途径;废物农用的工厂化技术、庭院化技术和自净化技术。
重点:
废物资源化的依据、含义、理论基础与途径;废物农用的工厂化技术、庭院化技术和自净化技术。
难点:
废物农用的工厂化技术、庭院化技术和自净化技术。
其它;
课后分析:
系主任签名:
第七章废物资源的农业利用
第一节废物资源概述
一、废物概念
1.传统的废物概念:
包括工业废物和生活废物,一般指人类在某些生产、加工、流通、消费及生活过程中,提取所需要的组分后弃之不用的剩余物质。
2.废物的含义:
是一个传统概念,凡失去使用价值的或施用价值不大的物质,通常被视为废物而抛弃,其中包括:
1)尚未找到用途的或经济上不值得利用的副产品,如选矿场尾矿;
2)生产过程中限于技术水平而流失于环境中的部分物料,如废酸、废气;
3)种植业收获后的残留物或养殖业中的排泄物;
4)以及收获过程中用坏了、不能用或不值得再用的生活用品,如破碎玻璃器皿。
3.废物全新认识
1)首先,就物质性而言,不存在有用与无用的问题;
2)其次,所谓不值得利用,只是单从经济观点来考虑问题,如果从更广泛、更全面的生态经济观点看待废物的随意丢弃,就会发现可能造成的严重的经济损失和生态恶化的后果。
4.科学的废物的概念:
是由于各种原因而未加利用或未尽利用的部分原料或资源。
二、废物的产生
1.生产性排放
2.生活性排放
三、废物的分类(多级综合分类)
1.气态废物:
工业矿废气:
电站及工业锅炉的烟道气、工业尾气、矿井和生产车间的通风排气等;
农业废气:
有机肥料和饲料发酵过程中产生的沼气,以及畜禽场的通风排气等。
交通废气:
指汽车、飞机、火车和轮船等交通工具排放的尾气;
生活废气:
居民生活、饮食业燃煤、燃油、燃气产生的油烟粉尘。
2.液态废物:
工业废水:
矿坑废水、选矿废水、冷却废水、酸洗废水、电镀废液、造纸废水、印染废水、发酵醪液、化工废水、废气处理后生产的废水等;
农业废水:
含农药和化肥的排灌水、畜禽粪便的冲洗水、鱼塘排水等;
生活废水:
厕所粪尿、洗澡、洗衣、炊事污水等。
3.固态废物:
工业废渣:
矿山废石、选矿尾矿、冶金炉渣、粉煤灰、各种生产废渣、废水处理后生产的固体沉淀物、特殊的核工业放射性固体废物等;
农业固体废物:
作物秸秆、畜禽粪便、食用菌渣、沼气渣、木屑等;
生活固体废物:
生活垃圾。
4.废热:
能量性废物,需要以物质为载体。
工业废热:
电力、冶金、化工、建材行业生产过程中的动力、化学反应、高温熔化等向大气和水体排放含热气体和温水。
生活废热:
民用燃烧热力装置排放废热。
四、废物的特性:
客观性:
客观存在
资源性:
具有可转化为有用资源的特性;
价值性:
通过开发利用,是人类资源和财富的一个重要组成部分;
污染性:
超过环境自净能力或未资源化利用;
再生性:
废物资源化利用的主要依据;
多用性:
废物资源化后的用途;
整体性:
废物之间相互联系、互相制约的统一整体;
物质和能量在人与环境之间不断流动
第二节废物农用资源化的原理
一、废物资源化的依据
1.有利用价值;
2.有达到目的的技术;
二、废物农用资源化含义
1.含义:
又称废物资源的农业利用,是指将具有农用价值的生产性废物和生活性废物作为一种农用资源开发,投入到农业生产体系中。
2.意义:
它能缓解经济增长与资源的矛盾;
它能防治环境污染,保护生态平衡;
三、废物农用资源化的理论基础人
1.物质循环理论:
农业社会物质循环:
动物残渣废物
植物
现代社会物质循环:
农业产品农业废物
自然资源生活产品生活废物农用资源化
工业产品工业废物
2.物元分析理论:
主要研究事物的可变性,研究事物变化的条件、途径和规律,探索使事物转化的方法。
要点是:
用物元观点分析具体事物,找出与解决问题有关的一维或多维条件物元,据此考虑将目标物元扩大,在更大范围内进行目标——条件组合关系的调整。
其过程为:
具体事务——物元分析——新的一类事物集合。
3.最优控制理论:
废物的重复利用即再利用的程度存在着最佳点。
另外,从企业自身角度和从社会角度考虑的最佳利用率也不同。
这主要在于企业排放废物的外部不经济性往往是由社会承担的。
并且出于企业自身利益考虑的最佳利用率与出于全社会的福利考虑的最佳利用率之间有明显差距。
4.废物农用资源化的途径:
工厂型资源化
庭院型资源化
农用型资源化
第三节废物农用的工厂化途径
一、工厂化的主要废物原料
1.粉煤灰(含有铝、硅、铁、钙、硫、硼):
肥料资源—通常作为硅、钙肥应用;
改土剂
人造营养土
2.污泥:
富含有机质:
用作肥料需处理,污泥原料用于用材林地、花圃用肥是安全的;
颗粒很细,粘结性好,用于建筑原材料,如制砖;
3.垃圾:
无机垃圾(灰渣、砖石):
有机垃圾(动植物残体):
经无害化和一定技术处理转化成肥料、饲料及增效剂、营养土等
4.畜禽粪便:
富含有机质、氮、磷、钾及部分微量元素:
可处理(化学、高温干燥灭菌)做肥料,但需注意重金属(Cu、Zn来自添加剂)的积累;
5.高浓度有机废水:
可以开发成肥料、饲料及其他产品等;如胱氨酸生产废水、淀粉废水、丝茧废水、啤酒废水、酒精废水等
二、工厂化的一般模式
三、工厂化的可行性分析
1.可行性分析的程序
1)市场研究与市场预测;
2)人才、技术、信息、经济等资源条件的调查研究、分析;
3)按废物转化条件,拟定多种可行性方案;
4)对各方案进行技术经济分析和综合评估,选择最优方案;
5)编写可行性分析报告,以供决策。
2.可行性分析报告的内容:
总论
市场研究和市场预测
资源化条件
进行经济、合理、有效的开发措施、开发进度和地点等
投资估算和资金筹措
技术可行性分析
经济效益、环境效益和社会效益评价
结论。
第四节废物农用的庭园化技术
一、沼气发酵技术
二、食用菌栽培技术
1.食用菌概述
食用菌多为腐生型真菌,使食物链假患重的一个重要环节。
食用菌生长过程:
菌丝体阶段(营养生长期)
子实体阶段(繁殖期)
菌丝体可以分解纤维物质(有机废物的重要组成)的酶,能将复杂的纤维素(包括木质素和半纤维素)大分子分解出结构简单的小分子化合物,供菌丝体细胞吸收。
2.食用菌栽培所需条件(以双孢菇为例)
菌丝体:
温度:
4~32℃,最适25℃;子实体:
温度:
适宜温度13~16℃;
水分:
60%左右,介于50%和70%之间;水分:
相对湿度:
85%~92%;
PH值:
5~8,最适6.5~7.0;PH值:
5~8,最适6.5~7.0;
CO2浓度:
<0.5%;CO2浓度:
<0.5%;
光照:
散射光
3.食用菌栽培技术(袋装栽培、箱式栽培、床架式栽培、大田栽培)
1)培养料的堆制:
粪草比6:
4,隔层堆放发酵,堆温升至最高点并下降时,进行第一次翻堆,并加入0.5%~1.0%的过磷酸钙,再翻堆3次至腐熟;
2)菌种分离:
组织分离,培养基培养技术(试管水平)
3)接种:
菌丝体培养(罐头瓶、三角瓶水平)
4)覆土或装袋栽培
5)管理:
水分、温度
三、微生物蛋白生产技术
1.生产菌种的准备
1)选育生产所需的菌种;
2)将选育出的菌种在一定条件下培养试管→三角瓶→种子罐→发酵罐
2.发酵液准备
1)发酵基质的预处理
2)配制发酵液
3)发酵液灭菌
3.发酵罐培养
1)按一定比例将菌种液接种入发酵罐,通常菌种液与发酵液的比例为1:
10;
2)控制发酵条件,使菌种得以迅速繁殖。
4.菌体收获
5.菌体干燥,制成SCP成品
四、腐生养殖技术
(一)蚯蚓养殖
1.蚯蚓种的选择:
目前人工养殖的优良蚯蚓种主要为爱胜属。
2.蚯蚓生长的环境控制:
1)PH值:
中性与微碱性
2)潮湿:
蚯蚓自身水分占其体重的75%~90%,不同种类要求不同,低的水分25%~30%,搞得水分60%~70%;
3)有机物含量
3.防止蚯蚓逃逸:
环境不良时,易发生蚯蚓逃逸,多发生在产蚓茧时;
防止措施:
夜间照明、适当养殖密度、及时补料、调节湿度。
4.蚯蚓的采收
采收方法:
化学方法(灌药):
仅限于野外采收标本;
红光夜捕法:
适宜于田间养殖;
翻箱法或光照诱集法:
适宜于室内养殖床以及简单养殖法
(二)蜗牛养殖
1.种的选择:
蜗牛食性广、高蛋白、低脂肪的软体动物,既有内较高的经济价值,又有保护环境功能;种类多、分布极广,计划遍及全世界。
我国的褐云玛骡个体大、生长快,繁殖力高,是一种较高价值的动物蛋白资源,可供食用或制成动物饲料。
2.生长环境控制
1)PH值:
5~7
2)温度:
大于15℃,低于15℃活动减弱,低于5℃开始休眠,低于0℃容易冻死。
3)湿度:
根据空气干燥情况,喷水调节;
3.防止蜗牛逃逸:
采用盆、箱养殖,覆盖竹帘或窗纱,防止蜗牛逃跑
4.管理:
经常打扫,保持卫生,预防疾病
防止蜗牛天敌(蚂蚁、鼠、萤火虫、蟾蜍)进入养殖场所
5.采收:
打倒预计体重,便可采收食用或加工。
(三)蝇蛆养殖
1.设备和用具:
培养室、铁锨、手推车、筛子;
2.饲料:
畜禽粪便(湿度65%~75%),5kg/m2;
3.饲养管理:
温度22~25℃;
4.分离:
强光照射、振动筛分、水分离(蝇蛆上浮)
第五节废物农用的自净化技术
一、废水农灌技术
废水农灌,也称污灌,一般是指利用经过二级处理后的城市生活污水或城市各类工业废水来灌溉牧草、森林、饲料作物或农田。
1.废水农灌方法分类:
喷灌、垄沟灌、淹灌
2.灌区位置的选择:
3.灌区面积的确定:
4.灌溉渠系设计:
分五级设置干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠;
二、废水养殖技术
1.利用废水放养水生植物
水生植物:
挺水植物:
芦苇、水葱、菖蒲耐污力中等适合于水浅的二级栽培
漂浮植物:
凤眼莲(水葫芦)、绿萍耐污力强,适合于废水一级利用
浮叶植物:
水浮莲
沉水植物:
茨藻、金鱼藻适合于后级放养
放养水生植物净化污染物的途径:
吸收—贮存—富集—积累—沉淀
根系形成生物膜
2.利用废水养殖鱼类和家禽
3.废热利用技术
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- 农业 资源 利用 环境保护 第七