秸秆类废弃物生物质绿色高值化关键技术与应用
成果信息
项目年度编号: 1900070435
限制使用: 国内
省市: 山东
中图分类号: X712
成果类别: 应用技术
成果公布年份: 2019
关键词: 农业废弃物利用 堆肥 综合治理
成果简介: 所属领域:项目属于环境工程、农业、材料科学等多个领域,相关成果可用于农产品的高值化应用和农业垃圾的综合治理。 项目背景中国是农业大国,约60%人口从事农业生产,农业秸秆产量巨大。这些秸秆大多堆放于田间地头,弃置不用,不仅造成资源浪费,而且严重污染环境。因此,探索农业废弃物的绿色高值化利用途径,不仅可以减轻农业垃圾污染,更利于发展农业循环经济,对于实现乡村振兴具有重要意义。 技术内容:为缓解农业垃圾污染,实现农业的绿色高值化发展,项目开展了基于秸秆类废弃物制备高附加值产品的研究,包括: 1.秸秆类废弃物堆肥及合理施肥技术针对秸秆类废弃物高温堆肥的关键环节,通过对堆肥有机质、C/N比和纤维素含量等进行监测与评价,优化工艺环节,探索秸秆类废弃物高温好氧堆肥的完整工艺流程;研究高温好氧堆肥的反应机理,为农业垃圾“变废为肥”奠定理论基础;针对长期不合理施肥易引起的土壤质量退化等问题,研究肥料吸收与土壤质量的关系,并以此为基础探索减量施肥技术。 2.农业废弃物制备药剂及药剂智能释放控制技术针对蔬菜垃圾难以处理且污染环境的问题,以黄瓜茎、叶等蔬菜垃圾部位为原料探索制备阻锈剂等对纯度要求低的药剂;分析不同农作物的成分,根据需求提取有效组分,以此为原料制备农药、医药等高附加值产品。根据药剂的释放要求,制备环境敏感材料,探索材料对环境因素的响应特性,分析其对药剂的负载和释放控制规律,进而发展药剂智能释放控制技术。 3.应用生物废弃物制备新能源材料以廉价、废弃的生物质资源为原料制备具有特殊结构的自掺杂碳基催化剂,研究生物质衍生复合材料的形貌、结构、组成和性能之间的内在联系,探索氧还原/氧析出在该类碳材料上的电催化机理或大容量储能的机理,为发展高性能的燃料电池催化剂和大容量的超级电容器等提供理论基础和实践支持。 创新之处: 1.设计了一种秸秆类废弃物高温好氧堆肥新工艺,堆肥效果显著优于市场技术;研制了一种高有机质生物有机肥;以该生物有机肥为基肥,配合使用新型肥料,领先制定了以腐植酸、生物菌肥为核心的设施蔬菜追肥减量施肥调控措施技术规程,该技术可使作物在减少化肥用量30%的基础上,产量提高10-40%。 2.创造性的应用蔬菜废弃物制备农药、阻锈剂等绿色药剂,首次基于pH敏感材料控制了药剂在pH值10-11的环境中智能释放,将蔬菜垃圾“变废为宝”。 3.依托生物质独特的结构特征,首次以废弃、廉价的生物质为原料,成功制备了生物质衍生非金属自掺杂碳基催化剂,并在燃料电池中应用,表现出优异的电催化性能。 项目意义:项目形成论著二十余篇,授权发明专利3项、实用新型专利4项。应用高温好氧堆肥及减量施肥技术,化肥用量平均减少15%,蔬菜产量平均提升10%,大大减轻了农业垃圾污染和过量施肥造成的环境问题,具有显著的经济、生态和社会效益。基于生物垃圾制备功能材料和药剂,显著提高了农产品的附加值。项目的实施,对于推动现代农业的高值绿色化发展、实现乡村振兴具有重要引领意义。
申报信息
推荐部门: 潍坊市科学技术局
相关人信息
完成单位: 潍坊科技学院
完成人: 崔鑫 张敬敏 冯丽娟 王金婷 刘芳芳 宋继梅
行业及专利信息
应用行业名称: 环境治理
应用行业码: 802
转让信息
投资信息
推广信息
推广情况说明: 山东潍科农业发展有限公司单位于2013年5月开始使用潍坊科技学院崔鑫院长提供的蔬菜垃圾堆肥及肥料技术。使用后技术人员反馈:该技术使蔬菜垃圾变废为肥,且该肥料的有效期长,肥力持久、缓和、无污染,是生产有机、绿色和无公害食品的优质肥料;含有多种微量元素,增加土壤有机质含量,疏松土壤,改良土壤,是化肥使用到顶后唯一能继续提高产量的重要和必须肥料。应用该技术,2016-2018年,公司新增销售额8600万元,新增利润1720万元,新增税收1032万元。 2013年5月-2018年5月,蔬菜垃圾堆肥及肥料技术在青岛富泓达生物技术有限公司应用推广,技术人员反馈:该肥料可以防止烧根,可抑制土壤中多种病虫害发生,肥料中的有机质能显著改善土壤的理化性状,使土壤耕性变好,渗水能力增强,提高土壤蓄水、保肥、供肥和抗旱防涝能力,增产明显,具有广阔的市场推广价值。应用该技术,仅2016-2018年,公司就新增销售额5500万元,新增利润1100万元,新增税收660万元。 潍坊建辉工程项目管理有限公司于2017年6月-2018年12月将项目产品中的绿色阻锈剂用于30km道路施工。产品单价5元/kg,高于市场价2元/kg,但用量由每方20kg降至5kg;项目产品经济效益高,且安全环保,值得推广。应用该产品后,2017年,公司因为成本降低,增加利润27万元,2018年增加利润54万元,合计81万元。 寿光菌禾生物科技有限公司自2016年与潍坊科技学院开展合作,应用潍坊科技学院秸秆类废弃物高温好氧堆肥技术,提高了秸秆的腐殖化,生产的生物有机肥有机质平均提高了8%,有机质含量最高可达72%,目前,高含量的肥料生产许可证正在办理中。同时,配合应用学院生物有机肥基肥减量施肥调控措施技术,棚户由施用鸡粪20-30方,改为施用生物有机肥3-6吨,大大节约了资源,减少了秸秆对环境的污染,推动了农业绿色可持续发展。 山东荣华生物科技股份有限公司自2015年与潍坊科技学院合作,利用学院对农业废弃物的高温好氧堆肥技术研究结果,优化了生产环节,提高产品的稳定性和养分含量。结合减量施肥技术,优化棚户施肥方案,使棚户的基肥使用量减少20%以上,基肥投入减少1000元(原基肥用量5吨/亩.年,每吨1000元);追肥化肥使用量减少15%以上,追肥投入减少576元(8kg/亩.次*40次/年,每公斤水溶肥12元),蔬菜产量提高20%以上,蔬菜抗病性增强,土壤理化性状明显改善,受到用户好评。至2018年12月,累积推广应用生物有机肥及减量施肥技术面积2万亩以上,经济和社会效益显著。
联系信息
联系单位名称: 潍坊科技学院
联系单位地址: 山东省潍坊市寿光市金光街1299号
邮政编码: 262700