王兆忠+洪德成

摘 要：近年來，我國在農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)研究方面取得了突破性的進展，但是與發(fā)達國家相比仍然存在較大差距。因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行總結(jié)、分析，不斷探索出符合我國國情及農(nóng)村發(fā)展現(xiàn)狀的先進技術(shù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)廢棄物；資源化利用；廢物利用；農(nóng)村發(fā)展

中圖分類號：X71 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.017

我國作為農(nóng)業(yè)大國，每年都會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，如果這些廢棄物未經(jīng)妥善處理即直接排入自然環(huán)境，不僅會造成資源的極大浪費，還會嚴重破壞生態(tài)環(huán)境平衡，造成環(huán)境污染。

1 我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀

我國農(nóng)業(yè)廢棄物種類繁多，因為廢棄物類型不同，所以所采用的廢棄物利用技術(shù)也不同，本文將按照農(nóng)業(yè)廢棄物處理對象的不同分析資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀。

1.1 植物廢棄物利用技術(shù)

植物纖維性廢棄物在農(nóng)業(yè)廢棄物中占有相當大的比例，同時也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要非產(chǎn)品性產(chǎn)出。目前，在植物廢棄物處理方法中，普遍采用的技術(shù)有廢物還田技術(shù)、氣化技術(shù)、固化技術(shù)等。廢物還田技術(shù)是投入最小，同時也是最簡便的一種資源化利用技術(shù)，是將農(nóng)作物秸稈等直接退還土壤，在補充土壤有機質(zhì)的同時，還能豐富土壤的微量元素，提高土壤活力。氣化技術(shù)是利用氣化原理將植物廢棄物在有限供氧條件下轉(zhuǎn)化為可燃氣體的技術(shù)。秸稈等植物廢棄物由C、H、O等元素組成，這些成分被點燃之后可以變?yōu)榭扇夹詺怏w。這些氣體可以作為城鄉(xiāng)管道的供氣能源或直接取代傳統(tǒng)燃料發(fā)揮作用，從而創(chuàng)造更多的清潔能源。采用氣化技術(shù)進行植物廢棄物再利用不僅具有較高的利用效率，而且所產(chǎn)出的能源級別也較高，將是未來農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的一個重要發(fā)展方向。固化技術(shù)是將松散的植物廢棄物等通過壓縮工藝制成固體物質(zhì)的工藝技術(shù)，產(chǎn)出的固體物質(zhì)可以是復合材料用于建筑生產(chǎn)，也可以是化學制品用于工業(yè)生產(chǎn)。除上述技術(shù)外，還可以將多種植物廢棄物按照一定比例混合后栽培食用菌或用于污染治理，在此不作贅述。

1.2 動物廢棄物利用技術(shù)

動物廢棄物主要指禽畜飼養(yǎng)中所產(chǎn)生的糞便。在禽畜糞便處理方面，目前所采用的技術(shù)主要包括肥料化技術(shù)、燃料化技術(shù)和飼料化技術(shù)三種。肥料化技術(shù)分為堆肥技術(shù)和制肥技術(shù)。堆肥技術(shù)是利用微生物在特殊環(huán)境下將禽畜糞便轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)土壤的技術(shù)，是一種化學降解技術(shù)。制肥技術(shù)則是運用特殊工藝處理高溫堆肥產(chǎn)品產(chǎn)出顆?；瘡秃戏实募夹g(shù)。經(jīng)制肥技術(shù)所產(chǎn)出的復合肥不僅可以為作物生長提供均衡的養(yǎng)分，而且使用起來也更加方便，與化學肥料相比優(yōu)勢顯著。燃料化技術(shù)指通過厭氧菌發(fā)酵過程將禽畜糞便轉(zhuǎn)化為沼氣的技術(shù)。沼氣可以直接作為燃料，剩余的沼液、沼渣則可以用來肥沃土壤或者漁業(yè)養(yǎng)殖。因此，該項技術(shù)將禽畜飼養(yǎng)、農(nóng)作物種植及漁業(yè)養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合起來，構(gòu)建出了一種可以往復循環(huán)的生態(tài)模式。禽畜糞便中含有豐富的養(yǎng)分，比較適合禽畜反芻，禽畜糞便只要經(jīng)過適當?shù)臏缇幚?，就可以用于動物商品化飼料生產(chǎn)。我國在禽畜糞便飼料化處理及研究方面已積累了豐富的經(jīng)驗。

2 腹膜生物反應器技術(shù)（MCT）

2.1 MCT技術(shù)簡介

隨著農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)研究的不斷深入，我國在借鑒國外成功經(jīng)驗的基礎上開拓創(chuàng)新，探索出了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的新途徑——腹膜生物反應器技術(shù)（MCT）。該項技術(shù)是借助腹膜生物反應器原理來進行沼氣干法發(fā)酵的工藝。從國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀來看，沼氣干法發(fā)酵無論是在工作效率、處理量上，還是在后期運營管理上都具有突出的優(yōu)勢，系統(tǒng)穩(wěn)定性較強，而且隨著沼氣發(fā)酵技術(shù)的不斷進步，干法發(fā)酵技術(shù)相關(guān)設備設施還將得到不斷的完善。可以說，干法發(fā)酵已成為農(nóng)業(yè)廢棄物沼氣技術(shù)的發(fā)展主流。MCT技術(shù)的出現(xiàn)進一步提高了沼氣技術(shù)水平，使沼氣發(fā)酵技術(shù)及工藝流程更加完善。MCT技術(shù)的基礎是腹膜槽生物反應器。該反應器是一個可以容納物料的裝置，連接柔性膜與槽體。由于柔性膜的密封性較強，使反應器內(nèi)部形成一個嚴格的厭氧環(huán)境，這樣一來，固體廢棄物就可以經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生高質(zhì)量沼氣。除反應器之外，MCT技術(shù)系統(tǒng)還包括一個攪拌裝置和一系列的配套設施裝備，攪拌裝置可以充分攪拌反應器的物料，保證其完全反應。此外，也可以促使厭氧菌在強力機械攪拌的情況下與物料混合均勻，提高厭氧菌發(fā)酵接種效果。

2.2 MCT技術(shù)的工藝流程

MCT技術(shù)的工藝流程大致可以分為以下幾個環(huán)節(jié)：①將符合要求的物料置入發(fā)酵槽，每種物料需要分層堆放避免混合；②利用攪拌裝置充分攪拌物料，之后混入?yún)捬蹙跋嚓P(guān)菌劑，再次攪拌均勻；③將柔性膜覆蓋在發(fā)酵槽上，同時密封連接口，設置一個完全密封的環(huán)境，使厭氧菌充分作用；④發(fā)酵結(jié)束后掀開柔性膜并將反應器的沼氣抽干，對剩余物質(zhì)進行脫水處理制備肥料。

上述流程可以總結(jié)為：預處理→厭氧發(fā)酵→發(fā)酵完成。

2.3 MCT技術(shù)的特點

MCT技術(shù)的最大特點是有效解決了厭氧菌與好氧菌發(fā)酵條件轉(zhuǎn)換的問題，實現(xiàn)了快速進出料，同時借助攪拌裝置提高了厭氧接種效率。該技術(shù)不僅操作簡單，而且投入成本低，系統(tǒng)耗能少，安全性極高，適合各種物料的沼氣發(fā)酵處理。我國在該項技術(shù)研究及應用方面取得了突破性的進展，北京市大興區(qū)MCT試驗工程日均生產(chǎn)沼氣109 m3，甲烷含量高達55%。MCT技術(shù)能夠?qū)腆w農(nóng)業(yè)廢棄物進行大規(guī)模的高效轉(zhuǎn)化，同時實現(xiàn)零污排放，經(jīng)濟效益、社會效益顯著。在能源緊缺、環(huán)境污染日益加劇的今天，MCT技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，在沼氣工程方面將得到越來越廣泛的應用。

3 結(jié)束語

從“提高資源利用效率，減少環(huán)境污染”的角度分析，農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)研究具有廣泛而深刻的意義。在今后的技術(shù)研究中，應當努力探索出更加簡單、環(huán)保、經(jīng)濟的工藝技術(shù)，并開創(chuàng)綜合利用模式，提高農(nóng)業(yè)廢棄物再利用水平，促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活的可持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻

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〔編輯：胡雪飛〕