申請(qǐng)日2015.10.19

　　公開(kāi)(公告)日2016.01.13

　　IPC分類號(hào)B01J20/20; B01J20/30; C02F1/28; C02F9/02; C05F11/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，通過(guò)有償收集農(nóng)作物秸稈后，把農(nóng)作物秸稈集中起來(lái)，用秸稈粉碎機(jī)對(duì)農(nóng)作物秸稈進(jìn)行粉碎，以使之燃燒時(shí)能夠充分燃燒。粉碎后，用壓縮機(jī)對(duì)秸稈粉碎物進(jìn)行壓縮成型，這樣可以減少儲(chǔ)存空間，便于運(yùn)輸，存放，在燃燒時(shí)有助于添料。將壓縮成型的農(nóng)作物秸稈在焚燒爐中進(jìn)行焚燒，焚燒溫度控制在600℃～1000℃，焚燒產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)其他途徑進(jìn)行利用，如進(jìn)行發(fā)電或者居民供暖，以使農(nóng)作物秸稈中的太陽(yáng)能得到充分的利用，焚燒后，收集得到的灰渣。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，包括：農(nóng)作物秸稈(麥秸稈、稻草、大豆秸稈、玉米桿等)、秸稈粉碎機(jī)、壓縮機(jī)、焚燒爐、其特征在于，收集的農(nóng)作物秸稈通過(guò)秸稈粉碎機(jī)粉碎。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，其特征在于，粉碎后的農(nóng)作物秸稈壓縮成型，在焚燒爐中燃燒后等到秸稈灰渣。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，其特征在于，焚燒燃燒的熱量可以供給發(fā)電和居民供暖設(shè)備。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，其特征在于，焚燒溫度控制在600℃～1000℃。

　　5.一種利用權(quán)利要求1-4之一的秸稈處理后的廢料作為農(nóng)作物肥料的應(yīng)用，其特征在于經(jīng)過(guò)重金屬過(guò)濾后，殘?jiān)�發(fā)酵后得到有機(jī)環(huán)保肥料。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及生物質(zhì)材料運(yùn)用以及廢水治理領(lǐng)域，特別涉及一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　我國(guó)是秸稈生產(chǎn)大國(guó).每年可生產(chǎn)農(nóng)作物秸稈6億多噸舊.而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和簡(jiǎn)單再生產(chǎn)對(duì)秸稈的利用僅僅是燒火做飯、飼養(yǎng)牲畜、蓋房、取暖和肥田等，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代加工技術(shù)的發(fā)展.開(kāi)始用于工業(yè)燃料和飼料等方面。但是。秸稈作為農(nóng)村主要生活能源還將持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。因此，充分認(rèn)識(shí)我國(guó)農(nóng)村秸稈作為能源的消費(fèi)現(xiàn)狀并給出預(yù)測(cè)，對(duì)于我國(guó)農(nóng)村發(fā)展有非常重要的意義。

　　目前秸稈作為能源的利用技術(shù)存在以下三個(gè)主要發(fā)展方向：秸稈固化、秸稈液化、秸稈氣化。

　　1、利用農(nóng)作物秸稈制取酒精或輕質(zhì)燃油的技術(shù)。國(guó)外很多國(guó)家在這方面開(kāi)展了大量研究，巴西在可再生物質(zhì)資源生產(chǎn)酒精方面處于世界先進(jìn)行列。

　　2、農(nóng)作物氣化技術(shù)。美國(guó)研究出秸稈兩步發(fā)酵工藝，大大提高了沼氣發(fā)酵裝置的產(chǎn)氣率。歐盟各國(guó)建立了600多座大中型沼氣工程.其中絕大多數(shù)可用于秸稈產(chǎn)生沼氣。

　　3、秸稈等生物質(zhì)致密成型和炭化技術(shù)。美國(guó)建有9個(gè)生產(chǎn)能力為250t/天的生產(chǎn)廠。另有16個(gè)州興建了日產(chǎn)量為300t的樹(shù)皮成型燃料加工廠。意大利、丹麥、法國(guó)、德國(guó)、瑞典、瑞士等歐洲國(guó)家建有生物質(zhì)顆粒燃料廠30多家。機(jī)械沖壓式成型燃料廠40余家。我國(guó)在該領(lǐng)域也開(kāi)展了大量的研究，但推廣過(guò)程并不順利。主要表現(xiàn)在利用技術(shù)還不成熟，成本過(guò)高。無(wú)法在農(nóng)村地區(qū)大范圍推廣。如果未來(lái)有關(guān)秸稈利用技術(shù)取得重大進(jìn)展.我國(guó)農(nóng)村秸稈消費(fèi)必將大幅提高。

　　一般農(nóng)作物秸稈都具有疏松、密度小、單位體積大、熱值低等缺點(diǎn)，作為燃料用于發(fā)電需獨(dú)立的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、切碎、輸送設(shè)備，這也是目前國(guó)內(nèi)已建或在建的多家秸稈發(fā)電廠都需要引進(jìn)國(guó)外專用設(shè)備的原因�，F(xiàn)有燃煤發(fā)電鍋爐用不上、一次性投資大是其制約因素。秸稈成型技術(shù)不僅能有效地解決這一問(wèn)題，而且能有效地改變秸稈的燃燒特點(diǎn)。秸稈成型技術(shù)是指在一定條件下，將松散細(xì)碎的秸稈擠壓成質(zhì)地致密、形狀規(guī)則的成型燃料。能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)。相比于散碎狀秸稈，經(jīng)壓縮成型后的秸稈成型燃料，燃燒特性生明顯改善，揮發(fā)少，黑煙少，火力持久，爐膛溫度高;可直接利用電廠輸煤、給煤設(shè)備，無(wú)需雙燃料供應(yīng)系統(tǒng);耐儲(chǔ)存，運(yùn)輸、使用方便。秸稈成型燃料燃燒速度比煤快，灰塵及其他指標(biāo)的排放都比煤低。丹麥已經(jīng)建造了在同一爐體中燃燒煤、油、天然氣和秸稈顆粒的多燃料方式發(fā)電廠。我國(guó)在成型秸稈燃料開(kāi)發(fā)方面已有一定的研究基礎(chǔ)，但大型的工業(yè)化的秸稈成型燃料生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，以及在現(xiàn)有燃煤電廠中以秸稈成型燃料代替燃煤發(fā)電的使用技術(shù)方面還是空白。成型燃料有顆粒狀和棒狀兩大類。根據(jù)成型主要工藝特征的差別，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)生物質(zhì)壓縮燃料的工藝大致可劃分為濕壓(冷壓)成型、熱壓成型、炭化成型等3種。按成型加壓的方法不同來(lái)區(qū)分，技術(shù)較為成熟、應(yīng)用較多的成型燃料加工機(jī)有輥模擠壓式(包括環(huán)模式和平模式)、活塞沖壓式(包括機(jī)械式、液壓式)、螺旋擠壓式等，其中輥模擠壓式成型采用的是濕壓(冷壓)成型工藝，活塞沖壓式、螺旋擠壓式成型機(jī)都采用熱壓成型工藝。

　　小造紙廠引起淮河流域的污染、秸稈焚燒導(dǎo)致航班的延誤和高速公路的關(guān)閉等現(xiàn)象引起人們對(duì)作物秸稈資源利用的廣泛關(guān)注。作物秸稈作為農(nóng)業(yè)重要的副產(chǎn)品，既是農(nóng)業(yè)及下游產(chǎn)業(yè)的重要資源，又有成為農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染源的可能。它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中扮演主體和客體雙重角色。在種植業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中作為重要的農(nóng)副產(chǎn)品;在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，既是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，又是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流物流的重要環(huán)節(jié);在農(nóng)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，它是農(nóng)業(yè)下游產(chǎn)業(yè)的重要物質(zhì)資源。但隨著農(nóng)業(yè)科技水平的不斷提高，農(nóng)業(yè)迅猛發(fā)展，作物秸稈從品種和產(chǎn)量上發(fā)生質(zhì)的變化，而秸稈利用技術(shù)滯后，過(guò)剩秸稈正在成為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的非點(diǎn)源污染源。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，把作物秸稈界定為農(nóng)業(yè)附屬產(chǎn)品，導(dǎo)致對(duì)作物秸稈資源研究存在一定的局限性，主要表現(xiàn)在對(duì)作物秸稈資源估算的不全面性。從畜牧業(yè)家畜利用方面的估算或缺了家畜不可利用部分;而生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的估算只是從特殊環(huán)境污染現(xiàn)象分析，同樣缺乏對(duì)作物秸稈類型的全面性，并有局部放大的可能。

　　由于不同地區(qū)氣候條件、社會(huì)文化、傳統(tǒng)習(xí)慣的不同，各地區(qū)的作物秸稈結(jié)構(gòu)組成有所不同。在地處熱帶、亞熱帶的江南，大米是當(dāng)?shù)厝罕妭鹘y(tǒng)飲食的主要食品，水稻成為該地區(qū)最重要的作物品種;地處溫帶的我國(guó)北方地區(qū)，小麥、玉米是當(dāng)?shù)胤N植的主要作物;而位于高寒地區(qū)的西藏，藏族群眾習(xí)慣于以青稞酒、藏粑為主的藏族飲食文化，形成了西藏特有的以青稞為主的種植結(jié)構(gòu)。不同的種植結(jié)構(gòu)，帶來(lái)各地區(qū)之間作物秸稈品種和類型結(jié)構(gòu)的差異。東北地區(qū) (黑龍江)以玉米和大豆為主，在華北(河北)以玉米稈和麥稈為主，在華東 (江蘇)以稻草和麥稈為主，在華南(廣東)以稻草和甘蔗為主，在西北(新疆)以玉米稈、麥稈和棉花為主。

　　我國(guó)作物秸稈資源雖然眾多，但人均擁有量?jī)H600kg左右。而我國(guó)作物秸稈尚處于松散的利用狀態(tài)，甚至部分地區(qū)由于秸稈利用技術(shù)不完善，有時(shí)來(lái)不及利用和處理，出現(xiàn)暫時(shí)的過(guò)剩而被就地焚燒，造成作物秸稈資源的大量浪費(fèi)和對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)污染。為了充分高效利用我國(guó)作物秸稈資源，應(yīng)圍繞生態(tài)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)二個(gè)基本點(diǎn)，調(diào)整作物秸稈的利用結(jié)構(gòu)，加大作物秸稈利用技術(shù)的研究和推廣，擴(kuò)大秸稈利用渠道，促進(jìn)我國(guó)作物秸稈資源的有效利用。

　　1、加速農(nóng)村能源建設(shè)，用新的能源來(lái)替代作物秸稈，盡量減少作物秸稈燃燒利用量。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能灶的研究和推廣，提高作物秸稈的能效。加快作物秸稈生物質(zhì)能加工利用技術(shù)的研究和推廣。如作物秸稈的氣化技術(shù)，開(kāi)展作物秸稈氣化氣的開(kāi)發(fā)和利用;開(kāi)展作物秸稈燃料加工技術(shù)的研究，如作物秸稈燃料塊和成型炭塊的加工技術(shù)，促進(jìn)作物秸稈生物質(zhì)能向商品化發(fā)展。

　　2、加快作物秸稈資源有機(jī)還田技術(shù)的研究和推廣，結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械化大力推廣作物秸稈直接還田技術(shù)和覆蓋免耕技術(shù)，制定作物秸稈還田的技術(shù)規(guī)程，避免過(guò)量還田的浪費(fèi)，以及還田不當(dāng)帶來(lái)的環(huán)境負(fù)作用。加快作物秸稈與化肥配合施肥技術(shù)的研究和推廣，提高作物秸稈還田效率，降低化肥過(guò)量使用帶來(lái)的環(huán)境污染。開(kāi)展作秸稈肥料工業(yè)化的研究。

　　3、在作物秸稈飼料開(kāi)發(fā)技術(shù)方面應(yīng)積極推廣現(xiàn)有成熟的一些技術(shù)，如秸稈氨化技術(shù)、堿化技術(shù)、微生物發(fā)酵技術(shù)、青貯技術(shù)等;同時(shí)，加強(qiáng)作物秸稈飼料化新技術(shù)的研究。

　　4、大力加強(qiáng)作物秸稈綜合利用技術(shù)的研究和推廣，運(yùn)用秸稈作無(wú)土栽培原料，發(fā)展秸稈的多層次利用，推廣秸稈粉碎栽培食用菌，菌渣喂豬，豬糞發(fā)酵產(chǎn)沼氣，沼渣沼液肥田技術(shù)，形成作物秸稈的多層次利用。

　　5、加強(qiáng)作物秸稈造紙的后處理技術(shù)的研究。作物秸稈制漿造紙是我國(guó)利用秸稈資源的一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)，但制漿后的黑液對(duì)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染，對(duì)制漿后的廢水處理技術(shù)應(yīng)加速研究。如利用制漿后的糖礦漿處理作物秸稈作粗飼料，可以提高秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分和適口性。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)我國(guó)采礦、冶金、以及生活用的污水對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，從而使農(nóng)作物秸稈得到充分的利用，避免資源浪費(fèi)，同時(shí)又可以很方便快捷的利用其燃燒后的灰渣凈化廢水，制備方法簡(jiǎn)便易行，凈化廢水效果明顯，方法利于進(jìn)行推廣。

　　為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

　　一種利用農(nóng)作物秸稈灰渣凈化廢水的方法，包括：農(nóng)作物秸稈(麥秸稈、稻草、大豆秸稈、玉米桿等)、秸稈粉碎機(jī)、壓縮機(jī)、焚燒爐。

　　農(nóng)收后，大量農(nóng)作物秸稈堆棄在農(nóng)田里，除了很少部分被利用外，絕大多數(shù)秸稈就地燃燒，既污染了環(huán)境，又非�？上У睦速M(fèi)儲(chǔ)存在秸稈中的能源，同時(shí)農(nóng)田肥料也由于受到高溫炙烤而大量流失，造成耕地板結(jié)，土質(zhì)惡化，進(jìn)而形成惡性循環(huán)。所以，通過(guò)有償收集農(nóng)作物秸稈后，把農(nóng)作物秸稈集中起來(lái)，用秸稈粉碎機(jī)對(duì)農(nóng)作物秸稈進(jìn)行粉碎，以使之燃燒時(shí)能夠充分燃燒。粉碎后，用壓縮機(jī)對(duì)秸稈粉碎物進(jìn)行壓縮成型，這樣可以減少儲(chǔ)存空間，便于運(yùn)輸，存放，在燃燒時(shí)有助于添料。將壓縮成型的農(nóng)作物秸稈在焚燒爐中進(jìn)行焚燒，焚燒溫度控制在(600℃～1000℃)，焚燒產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)其他途徑進(jìn)行利用，如進(jìn)行發(fā)電或者居民供暖，以使農(nóng)作物秸稈中的太陽(yáng)能得到充分的利用，焚燒后，收集得到的灰渣。

　　具體實(shí)施方式

　　下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

　　實(shí)施例1

　　把農(nóng)作物秸稈集中起來(lái)，用秸稈粉碎機(jī)對(duì)農(nóng)作物秸稈進(jìn)行粉碎，以使之燃燒時(shí)能夠充分燃燒。粉碎后，用壓縮機(jī)對(duì)秸稈粉碎物進(jìn)行壓縮成型，這樣可以減少儲(chǔ)存空間，便于運(yùn)輸，存放，在燃燒時(shí)有助于添料。將壓縮成型的農(nóng)作物秸稈在焚燒爐中進(jìn)行焚燒，焚燒溫度控制在600℃～1000℃，焚燒產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)其他途徑進(jìn)行利用，如進(jìn)行發(fā)電或者居民供暖，以使農(nóng)作物秸稈中的太陽(yáng)能得到充分的利用，焚燒后，收集得到的灰渣。

　　將一定量的秸稈灰渣放入含重金屬離子污染的水源中，溫度控制在室溫，利用旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌5個(gè)小時(shí)，然后利用0.3μm的濾膜將分散在污水中的農(nóng)作物秸稈灰渣和溶液進(jìn)行分離，被吸附的溶液中重金屬離子的容量可以通過(guò)吸附前后離子在溶液中的濃度對(duì)比計(jì)算得出。

　　秸稈處理后的廢料作為農(nóng)作物肥料的應(yīng)用，其特征在于經(jīng)過(guò)重金屬過(guò)濾后，殘?jiān)�發(fā)酵后得到有機(jī)環(huán)保肥料。

　　實(shí)施例2

　　取一定量的生活污水，肉眼直觀觀察溶液的色澤以及透明度情況，并且通過(guò)儀器分析生活廢水中的有機(jī)物含量，將一定量的農(nóng)作物秸稈灰渣放入生活污水中，溫度控制在室溫，用旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌5個(gè)小時(shí)，然后利用 0.3μm的濾膜將分散在污水中的農(nóng)作物秸稈灰渣和溶液進(jìn)行分離，分離后肉眼直觀觀察溶液的色澤以及透明度情況，被吸附的溶液中有機(jī)物的容量可以通過(guò)吸附前后有機(jī)物在溶液中的濃度對(duì)比計(jì)算得出。

　　秸稈處理后的廢料作為農(nóng)作物肥料的應(yīng)用，其特征在于經(jīng)過(guò)重金屬過(guò)濾后，殘?jiān)�發(fā)酵后得到有機(jī)環(huán)保肥料。