農業廢棄物資源化利用技術研究

王兆忠+洪德成

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

關鍵詞：農業廢棄物；資源化利用；廢物利用；農村發展

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

我國作為農業大國，每年都會產生大量的農業廢棄物，如果這些廢棄物未經妥善處理即直接排入自然環境，不僅會造成資源的極大浪費，還會嚴重破壞生態環境平衡，造成環境污染。

1 我國農業廢棄物資源化利用技術現狀

我國農業廢棄物種類繁多，因為廢棄物類型不同，所以所采用的廢棄物利用技術也不同，本文將按照農業廢棄物處理對象的不同分析資源化利用技術現狀。

1.1 植物廢棄物利用技術

植物纖維性廢棄物在農業廢棄物中占有相當大的比例，同時也是農業生產的主要非產品性產出。目前，在植物廢棄物處理方法中，普遍采用的技術有廢物還田技術、氣化技術、固化技術等。廢物還田技術是投入最小，同時也是最簡便的一種資源化利用技術，是將農作物秸稈等直接退還土壤，在補充土壤有機質的同時，還能豐富土壤的微量元素，提高土壤活力。氣化技術是利用氣化原理將植物廢棄物在有限供氧條件下轉化為可燃氣體的技術。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為可燃性氣體。這些氣體可以作為城鄉管道的供氣能源或直接取代傳統燃料發揮作用，從而創造更多的清潔能源。采用氣化技術進行植物廢棄物再利用不僅具有較高的利用效率，而且所產出的能源級別也較高，將是未來農業廢棄物資源化利用的一個重要發展方向。固化技術是將松散的植物廢棄物等通過壓縮工藝制成固體物質的工藝技術，產出的固體物質可以是復合材料用于建筑生產，也可以是化學制品用于工業生產。除上述技術外，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

動物廢棄物主要指禽畜飼養中所產生的糞便。在禽畜糞便處理方面，目前所采用的技術主要包括肥料化技術、燃料化技術和飼料化技術三種。肥料化技術分為堆肥技術和制肥技術。堆肥技術是利用微生物在特殊環境下將禽畜糞便轉化為腐殖質土壤的技術，是一種化學降解技術。制肥技術則是運用特殊工藝處理高溫堆肥產品產出顆粒化復合肥的技術。經制肥技術所產出的復合肥不僅可以為作物生長提供均衡的養分，而且使用起來也更加方便，與化學肥料相比優勢顯著。燃料化技術指通過厭氧菌發酵過程將禽畜糞便轉化為沼氣的技術。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養殖。因此，該項技術將禽畜飼養、農作物種植及漁業養殖等產業有機結合起來，構建出了一種可以往復循環的生態模式。禽畜糞便中含有豐富的養分，比較適合禽畜反芻，禽畜糞便只要經過適當的滅菌處理，就可以用于動物商品化飼料生產。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驗。

2 腹膜生物反應器技術（MCT）

2.1 MCT技術簡介

隨著農業廢棄物資源化利用技術研究的不斷深入，我國在借鑒國外成功經驗的基礎上開拓創新，探索出了農業廢棄物資源化利用的新途徑——腹膜生物反應器技術（MCT）。該項技術是借助腹膜生物反應器原理來進行沼氣干法發酵的工藝。從國內外發展現狀來看，沼氣干法發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勢，系統穩定性較強，而且隨著沼氣發酵技術的不斷進步，干法發酵技術相關設備設施還將得到不斷的完善。可以說，干法發酵已成為農業廢棄物沼氣技術的發展主流。MCT技術的出現進一步提高了沼氣技術水平，使沼氣發酵技術及工藝流程更加完善。MCT技術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，使反應器內部形成一個嚴格的厭氧環境，這樣一來，固體廢棄物就可以經過發酵產生高質量沼氣。除反應器之外，MCT技術系統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，提高厭氧菌發酵接種效果。

2.2 MCT技術的工藝流程

MCT技術的工藝流程大致可以分為以下幾個環節：①將符合要求的物料置入發酵槽，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，之后混入厭氧菌及相關菌劑，再次攪拌均勻；③將柔性膜覆蓋在發酵槽上，同時密封連接口，設置一個完全密封的環境，使厭氧菌充分作用；④發酵結束后掀開柔性膜并將反應器的沼氣抽干，對剩余物質進行脫水處理制備肥料。

上述流程可以總結為：預處理→厭氧發酵→發酵完成。

2.3 MCT技術的特點

MCT技術的最大特點是有效解決了厭氧菌與好氧菌發酵條件轉換的問題，實現了快速進出料，同時借助攪拌裝置提高了厭氧接種效率。該技術不僅操作簡單，而且投入成本低，系統耗能少，安全性極高，適合各種物料的沼氣發酵處理。我國在該項技術研究及應用方面取得了突破性的進展，北京市大興區MCT試驗工程日均生產沼氣109 m3，甲烷含量高達55%。MCT技術能夠對固體農業廢棄物進行大規模的高效轉化，同時實現零污排放，經濟效益、社會效益顯著。在能源緊缺、環境污染日益加劇的今天，MCT技術具有廣闊的發展前景，在沼氣工程方面將得到越來越廣泛的應用。

3 結束語

從“提高資源利用效率，減少環境污染”的角度分析，農業廢棄物資源化利用技術研究具有廣泛而深刻的意義。在今后的技術研究中，應當努力探索出更加簡單、環保、經濟的工藝技術，并開創綜合利用模式，提高農業廢棄物再利用水平，促進我國農業生產、農民生活的可持續、健康發展。

參考文獻

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[2]張寶悅，王新鋼，王激清. 農業廢棄物資源化利用視角下的農業循環經濟發展模式[J]. 黑龍江畜牧獸醫，2015（04）：5-7.

〔編輯：胡雪飛〕