内容简介
农业废弃物是一种放错位置的资源,其含有大量有机质和氮、磷、钾等植物营养元素,可生化良好,通过资源化处理,不仅能资源循环利用,同时也能减少环境污染。因此,农业废弃物资源化利用不仅能够有效治理农业面源环境污染,还可以农业结构调整,助力农业可持续发展和农业供给侧结构改革;对于推动我国农业绿色发展、实施乡村振兴战略,保障美丽宜居乡村建设、美化农村生态景观、提升农民生活环境具有积极的作用。本书年农业废弃物资源化利用领域专利情行分析,得出报告,以期指导实践。
目录
1概述/1
1.1农业废弃物资源化利用研究意义/1
1.2农业废弃物资源化利用技术研究现状/1
1.3农业废弃物资源化利用产业发展现状/7
1.4农业废弃物资源化利用领域专利分析方法/15
2农业废弃物资源化利用领域专利分析/21
2.1全球专利布局态势分析/21
2.2在华专利布局态势分析/31
2.3技术热点分析/38
2.4小结/42
3秸秆能源化利用技术专利分析/45
3.1全球专利布局态势分析/45
3.2在华专利布局态势分析/67
3.3技术热点及技术发展路线分析/73
3.4重要专利/86
3.5小结/92
4畜禽粪污堆肥技术专利分析/96
4.1全球专利布局态势分析/96
4.2在华专利布局态势分析/103
4.3技术热点及技术发展路线分析/105
4.4重要专利/114
4.5小结/117
5申请人分析/120
5.1机构简介/120
5.2专利申请脉络/120
5.3专利市场布局/121
5.4主要发明人/123
5.5在华申请分析/124
5.6重要专利/125
5.7小结/128
6结论与建议/129
6.1结论/129
6.2建议/132
参考文献/134
附表/140
图表索引/150
摘要与插图
1.pan>农业废弃物资源化利用研究意义
我国是农业大国,农业在我国经济社会发展中一直居于基础地位。随着现代农业快速发展,农业技术装备不断提高,农业产量产能得到巨大提升,但随之而来也产生了大量农业废弃物括秸、废旧地膜、废弃农药化装物等种植生产废弃物,蔗渣、甜菜渣、土豆渣等农业加工废弃物,畜禽粪便、病死畜禽等养殖废弃物以及农村生活废弃物。据统计,我国每年产生秸9亿吨、稻壳8000万吨、蔗渣700万吨、畜禽粪污约38亿吨,其中,秸秆和畜禽粪量大[1]。随着我国农业生产力不断提高,农业废弃物产生量呈现显著增长趋势,2017年,我国农业生产秸和畜禽粪污产量分别比2004年增加50%和40.7%[2.,3]。据估算,全国每年产生畜禽粪污38亿吨,综合利用率不到60%[4];每年生猪病死淘汰量约6000万头,集中的专业化处理比例不高:每年产生秸9亿吨,未利用的约2亿吨;每年使用农膜200多万吨,当季回收率不足2/3[5]。这些未实现资源化利用、化处理的农业废弃物量大、面广,乱堆乱放、随意焚烧给城乡生态环境造成了严重影响。
农业废弃物是一种放错位置的资源,含有大量有机质和氮、磷、钾等植物营养元素、可生化良好,通过资源化处理,不仅能资源循环利用,同时也能减少环境污染[6。因此,农业废弃物资源化利用不仅能够有效治理农业面源环境污染,还可以农业结构调整,助力农业可持续发展和农业供给侧结构改革,对推动我国农业绿色发展,实施乡村振兴战略,保障美丽宜居乡村建设,美化农村生态景观,提升农民生活环境具有积极的作用。
1.2农业废弃物资源化利用技术研究现状
1.2.pan>国内外技术发展概况
农业废弃物资源化利用是指运用相关技术和装备,将农业生产过程中产生的有机废弃物加工成为可再次使用的资源,实现农业废弃物“变废为宝”的过程[7]。农业废弃物资源化利用技术是世界各国普遍需要解决的大课题。随着自然资源日趋短缺和废弃物数量剧增,农业废弃物资源化利用越来越受到世界各国的重视,上农业废弃物资源化利用方式呈现多样化,利用领域主要集中在能源化、肥料化和饲料化。
在农业废弃物能源化利用方面,美国、日本、法国和德国等发达国家广泛采取了厌氧发酵的方法来处理农业废弃物,印度、菲律宾和泰国等发展中国家采用自循环厌氧技术,结合沼气工程开展农业废弃物利用。在秸秆发电方面,以丹麦为代表,丹麦是世界上首先利用秸秆发电的国家,其秸秆发电技术在全球处于地位,目前已建立了130多家秸秆电厂,秸秆发电等可再生能源占源消费量的24%以上;在畜禽粪便能源化利用方面,德国为突出,德国采用“沼气发电、余热生温、中高温发酵、气囊储气、自动控制、沼渣沼液施肥”的模式对粪行酵处理,是目前欧洲乃全世界沼气工程技术发达的国家,其沼气发电量约占可再生能发电量的8%[8];为减少对石油的依赖,1975年,巴西开始施行甘蔗渣大规模生产酒精燃料的计划,目前巴西汽车中添加的生物乙醇比例高达27%。
在农业废弃物肥料化利用方面,发达国家主要通过堆肥和厌氧发酵将农业废弃物化处理,处理后直接用于农田和地。美国从20世纪40年代开始研究覆盖免耕技术,现有70%的耕地实行农作物秸秆免耕覆盖种植,美国还通过氧化塘处理后还田,常用的堆肥方括条垛式堆肥、强通风静态堆肥、混合式堆肥和反应器堆肥,美国BIOTEC2120高温堆肥系统,由10个大型旋转生物反应器组成,通过微酵在72h内可处理1300t的畜禽粪便或垃圾,使之转化为有机肥料;日本畜禽粪便堆肥化已实现工厂化,研制的卧式转筒式和立式多层式快速堆肥装置,具有占地少、发酵快、质地优等优点;韩国目前已形成养殖场和废物处理场一体化的流程,在养殖场首先对粪行分类,可直接利用的粪便以制取发酵有机肥料的形式回收,不能直接利用的粪便,经高温、统一收集和运输行层层分解、提炼和二次利用,其采用的槽式发酵和螺旋式搅拌在上属于较的粪便发酵技术;荷兰养殖场普遍采用固液分离的方式,固体粪污晾晒或堆肥,液体部行密闭式储存后农场使用,储存过程中产生的沼气可收集使用,几乎实现全过程的封闭,臭气排放严格控制。国外在堆肥发酵工艺、技术和设备方面已日趋完善,基本达到了规模化和产业化。
在农业废弃物饲料化利用方面,发达国家农作物秸秆饲料利用技术和设备已达到现代化,形成了提高农作物秸秆饲料营养成分、提高动物采食量、提高饲料转化率等技术体系,农作物秸秆饲料化生产设备达到全过程机械化作业和全过程电脑自动控制,实现连续化生产,农作物秸秆饲料质量稳定。德国的农作物秸秆颗粒饲料生产技术可以改变农作物秸秆基本结构,从而使动物的消化率提高30%~50%。英国Aston大学的研究者从农作物秸秆中筛选出一种白腐菌属真菌,它能降解木质素,但不能降解纤维素,用这种真菌发酵农作物秸秆,能大限度地提高农作物秸秆的消化率,使农作物秸秆的消化率从9.63%提高到41.13%。西欧各国对农作物秸秆的利用情况较好,大约有20%的秸秆被用作饲料。
我国农业废弃物资源化利用也呈现多元化方向发展趋势,植物纤维废弃物的资源化利用主要采用废物还田、加工饲料、固化、炭化、气化、制造复合材料、化学品等技术;畜禽粪便的资源化利用主要采用肥料化技术、饲料化技术和能源化技术等。