低碳背景下農林綠廢資源再利用分析

盛露

（江蘇叁山環境科學技術研究有限公司，江蘇 揚州 215000）

城市綠化所產生的園林廢棄物是城市垃圾的重要組成部分，隨著城市綠化的蓬勃發展，農林綠廢產生量也急劇增多，如清理河道過程中產生的水生植物、冬修產生的枯枝落葉和修剪物、秋收產生的農田秸稈等。揚州具有“國家園林城市”榮譽稱號，是“園林城市”的典范，但目前揚州城區沒有專業處理農林綠廢的企業，農林綠廢主要采取填埋與焚燒相結合的方式進行處理，沿部分主干道修剪的枯枝落葉、園林修剪物隨意丟棄，對城市景觀造成不良影響，甚至造成環境污染。農林綠廢資源再利用旨在幫助解決城市公園、綠地、行道樹、居住區等產生的園林廢棄物以及農田秸稈等，同時實現資源的循環再利用。

1 研究背景

1.1 大量園林綠廢急需尋找 新出路

城市綠化所產生的園林廢棄物是城市垃圾的重要組成部分，在城市綠化高速發展的進程中，園林綠廢產生量也急劇增多，為其尋找新的出路是發展所趨、時代所趨。

1.2 我國園林廢棄物處置情況

我國城市綠廢處理已取得一定成果，一線城市都有農林廢棄物粉碎基地，樹枝、落葉、草坪修剪物等收運完成后粉碎，再進行發酵處理，可以制成商品化的有機營養土或者彩色有機覆蓋物，但我國在這方面的發展仍然落后于發達國家。目前，我國的農林綠廢處理方式仍以填埋為主，排放的滲濾液對土壤和地下水污染嚴重，排放的臭氣影響周邊空氣環境。揚州市作為“國家園林城市”、“國家森林城市”，亟待尋找科學、合理的園林綠廢處理方式，實現園林綠廢的有機化處理和循環利用，但由于觀念、體制、用地等各種因素的制約，農林綠廢資源再利用沒有實質性的進展，產業鏈的形成任重道遠。

1.3 是國家發展循環經濟、建設節約型社會的需要

循環經濟是以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以低消耗、低排放、高效率為特征的經濟增長模式。為了切實發展循環經濟、建設節約型社會，建設部出臺了《關于建設節約型城市園林綠化的意見》[1]，強調在城市綠化各個環節中最大限度地節約各種資源，提升資源使用效率，減少資源消耗和浪費，獲取最大的生態、社會和經濟效益，其中提出“通過收集、深加工園林綠廢等方式，減少占用垃圾填埋庫容，實現循環利用”。農林綠廢資源再利用采取有償收取城市園林綠廢、秸稈等作為原材料的方式，有償收取的原材料費用可用于平衡資源化運營成本。

1.4 加快推進揚州市創建生態園林城市

揚州位列“國家生態園林城市”首批試點城市，“國家生態園林城市”是“國家園林城市”的“升級版”，既是“國家園林城市”建設的重要組成部分，又是“國家園林城市”內涵的深化和拓展。根據《城市園林綠化 評價標準》（GB/T 50563-2010）[2]，節約型綠地建設率評價是城市園林綠化各級評價標準的一般項，“對植物因自然生長或養護要求而產生的枝、葉等廢棄物單獨或區域性集中處理，生產肥料或作為生物質進行材料利用或能源利用”是重要的節能技術評定標準。根據《國家園林城市標準指標體系》的要求，節約型綠地建設率≥60%方可達到國家園林城市標準，綠廢資源再利用的開展有利于提高節約型綠地建設率，助力揚州市創建“國家生態園林城市”。此外，揚州市農林綠廢資源再利用的推進有利于占領市場及相關企業品牌的建設。

2 基地選址

據資料統計，揚州市廣陵區（城區）目前擁有的公共綠地面積約為110公頃，全區永久基本農田面積約為6 280公頃，其中城市周邊范圍內的基本農田約為1 050公頃，城市周邊范圍外的永久基本農田約為5 230公頃，主要分布在李典、沙頭、頭橋、杭集、泰安5個鎮。這些公共綠地以及農田每年會產生大量的綠廢和秸稈，隨著國家關于垃圾分類政策的推進，資源化利用將會逐步取代傳統的焚燒和填埋。農林綠廢資源再利用可能會產生些許環保污染，比如粉碎粉塵、發酵堆異味等，因此綜合考察周邊環境，基地可以選擇遠離住宅區且交通便利的地塊，方便運輸原料和成品；再者，選址需要靠近原料產地，減少運輸成本和消耗；此外，基地需要充足的水源和穩定的電源，保證生產便利[3]。

3 收運體系

一切工藝應用的基礎是原材料，要想降低原材料損耗，減少原材料運輸的安全隱患，從而降低成本，就需要科學合理地對原料進行收集、運輸和分類。首先，原材料的收集應遵循就近原則，分區域收運，在降低成本的同時也增加了道路安全性。其次，在車輛選擇上，揚州市擬采用一體化樹木削片園林粉碎車進行收運，將綠廢經過園林粉碎車現場粉碎后收運到就近基地，粉碎車密閉運輸，可防止原料散落，也可確保運輸安全。在原料產地，園林綠廢粉碎車采用刀片切開和高速氣流沖擊碰撞，兩層 粉碎功能于一體，并能一起完成微料分選加工工序。在刀片切開及粉碎過程中，轉子產生高速氣流，隨刀片切開方向旋轉，物料在氣流中加快運動，重復沖擊使物料遭到兩層粉碎，從而加快物料的粉碎率。實現就地粉碎后再運輸，可提高運輸效率，并降低收運成本和安全風險。

4 農林綠廢資源再利用處理工藝

為保證原料能夠高速、高效地批量處理，粉碎分為粗粉和細粉兩個環節，粗粉環節由園林粉碎車在收運環 節完成，粗粉可將不同原料進行初級粉碎，是各種原料必經的一道程序。拖運至基地后，再根據不同的生產工 藝進行細粉或者直接進行預處理后發酵。現階段，有多種園林粉碎物的處理方式，如有機基質腐熟工藝、彩色覆蓋物生產工藝、園林生態模塊壓制生產工藝、高溫裂解制作生物質炭工藝等，應用最廣泛的是有機基質腐熟工藝和彩色有機覆蓋物工藝。

4.1 有機基質腐熟工藝

園林修剪枝條、枯枝落葉、農作物秸稈等均屬于高碳有機固廢，該技術以雙硫分子膜靜態好氧發酵技術為核心（見圖1），利用功能微生物分解、轉化高碳有機固廢，形成腐殖化物料，替代泥炭，并通過科學配伍形成花木栽培基質、花木育苗基質等。技術過程實現了從廢棄物處理到高值產品的全覆蓋，具有投入少、速度快、能力大、成本低，處理過程無二次污染，處理產物全部資源化利用等優點。

圖1 雙硫分子膜現場圖

4.1.1 工藝流程

有機基質腐熟工藝流程見圖2，其中發酵后的篩上物可以回用再發酵轉化為腐殖質。

圖2 有機基質腐熟工藝流程圖

4.1.2 適用范圍

適用于敞開式條垛好氧發酵、模塊化條垛好氧發酵、密閉倉式好氧發酵及集裝箱式好氧發酵等模式，可將含碳固體廢棄物處理轉化為有機肥、營養土等。

4.1.3 發酵系統工作原理及特點

（1）發酵溫度高（50～80 ℃）、溫度穩定；物料預調理后水分含量、碳氮比達到合適比例，物理結構良好；料堆升溫及水分蒸發迅速、發酵周期短。

（2）曝氣系統采用強制通風，通過特殊設計的布風裝置，實現布氣均勻透徹、能耗低、維護簡單的工藝效果。

（3）實現智能化控制，采用特制的氧-溫檢測技術，在線檢測堆體的真實工況，利用發酵堆中的氧氣相對濃度信號控制風機的啟停，從而保證堆體的氧濃度在穩定范圍內。

（4）采用雙硫分子膜將硫化氫、氨氣等臭氣控制在料堆中，同時及時排出二氧化碳、水蒸氣，實現源頭控制、曝氣與引風聯動控制，無環境污染。

（5）對調理劑短缺和較高水分的物料具有更大的承受能力。

（6）雙硫分子膜具有耐氣候性，投資及運行費用相對較低，系統維護量較低。

4.2 林木碎片制備彩色有機覆蓋物工藝

園林修剪枝條物理粉碎后形成片狀、條狀和粉狀等不同形態，加工染色后可制成彩色有機覆蓋物，具有滯塵防塵、凈化空氣、保水節水、抑制雜草、美觀等功能。彩色有機覆蓋物是近年來國外迅速發展起來的一種新型城市綠化表面覆蓋材料，具有改善生態、保護土壤、美化環境、促進樹木健康生長及回收農林綠廢等作用，降解后還可作為緩釋肥料為植物提供營養。林木碎片制備彩色有機覆蓋物工藝流程見圖3。

圖3 林木碎片制備彩色有機覆蓋物工藝流程圖

（1）粉碎：原材料粉碎是非常重要的環節，有機覆蓋物的粉碎必須達到拉毛拉絲的效果，目的主要是防止被風吹跑及雨水沖刷等。

（2）篩分：通過滾筒篩或者震動篩，將粉碎后的物料分級，形成不同細分產品。

（3）染色：染色環節是重中之重，好的染色機可以節省大量的染料和水，并能保證均勻染色。目前，高品質的染料和染色機仍是進口產品，美國企業采用的傳統無機環保型染色劑，對植物和動物無毒性，并能保證長時間不掉色。

（4）發酵：發酵的作用是殺死有機覆蓋物中的有害生物。堆積溫度過高會直接殺滅菌群，高溫期可殺滅原料中的致病菌和蟲卵。通過持續的高溫和微生物平衡可抑制細菌，殺滅堆中的有害細菌、昆蟲、蟲卵、草籽等，徹底殺滅作物害蟲，可抑制病原菌的復發，避免繼發感染。

（5）干燥：通過晾曬、烘干等工序減少有機覆蓋物中的水分，可防潮防霉，方便儲存。

5 應用前景

5.1 有機基質發酵的應用

目前城市綠地土壤存在密實度高、有機質含量低、透水性差、通氣性差等問題[4]。農林綠廢一般指自然凋落或是整枝修剪產生的廢棄物，包括大量樹干、樹枝、樹葉、草屑等[5]，富含大量有機物質和營養物質，主要成分為纖維素、多糖和木質素[6]。

5.1.1 土壤改良劑

農林廢棄物（枯枝、落葉）、農作物秸稈等以靜態好氧發酵技術為核心，利用功能微生物分解、轉化高碳有機固廢形成腐殖化物料，可作為農業、園藝種植的土壤改良劑，如鋪面施肥，也可作為土壤底肥，亦可用于液體追肥。將其作為土壤改良物質使用時，可通過表土覆蓋或摻混應用，將有機基質與土壤綜合性狀相結合，改變土壤的不良性狀，特別是針對有機質含量較低、綜合性狀質量較差的土壤，改良效果更加顯著[7]。

5.1.2 有機營養土

將腐熟有機基質與不同的農肥、園林基質、氮、磷、鉀等微量元素相混合，通過改變混合物酸堿度、養分含量和微生物活性等性狀，將其混合成有機肥混合營養土或者有機營養土，可為植物營造快速優質的生長環境。

5.1.3 蚯蚓土

發酵完的腐殖化物料還可以供蚯蚓分解，產生蚯蚓土。蚯蚓土含有18種氨基酸（25.6%以上）、微生物菌群（每克20萬～2億個）和有機質（45%以上），號稱有機肥之王，保水透氣能力比一般土壤高3倍，經蚯蚓消化形成的有機質易被植物吸收，為作物種植提供營養保障。蚯蚓土種植高產值經濟作物（比如藏紅花、有機草莓等），可大幅提升經濟價值；也可用于新草坪及球場、運動場草坪；或者將用水浸泡后的清液用于噴灑植物、果實或花的表面。

5.2 林木碎片制備彩色有機覆蓋物的應用

揚州建設了很多“城市口袋公園”，彩色有機覆蓋物具有色彩環保優勢，可作為人造園林景觀的優質材料，覆蓋或搭配應用在城市園林綠地中，其不僅可以廣泛用于高鐵站站前廣場、市政道路、住宅小區等的景觀美化，也可以用作基質或花卉、盆景等觀賞植物使用的裝飾材料。它適用于城市內的一切裸露地表，能夠較好地改良土壤理化狀況及美化城市環境。此外，還可用于一些大型園林展區的花壇、花境的設計造景鋪設，既保持了良好的景觀效果，又降低了人為栽植和養護的成本。彩色覆蓋物除景觀造景功能外，還對土壤的綜合性狀有一定的改良作用，可進一步改善園林植物的生長環境[8]。

6 結論

目前，國內對農林廢棄物的循環利用已經開展了一系列研究，但對農林綠廢的收集模式、處理技術的系統研究和探索起步較晚，仍存在空白，也缺乏對農林綠廢資源再利用產品應用效果的分析。研究表明對有機質含量較高的農林綠廢而言，填埋、焚燒，生產沼氣、生物質燃料、飼料、食用菌培養料等處理方法意味著有機質的浪費。總體來說，農林廢棄物資源再利用產品的質量得不到保證，缺少切實可行的農林廢棄物收集制度或方式。

我們應結合揚州地區“城市口袋公園”的特點和農林綠廢出路難的現狀，從以上問題和難點出發，綜合考慮農林廢棄物資源化利用的產品、處理技術和收運模式；從可持續發展及循環經濟的客觀要求出發，建立一套農林綠廢資源再生循環利用體系；從源頭上解決農林綠廢的處置問題，降低園林綠化建設和管理成本，并間接改善生態環境，從而實現良好的經濟、社會和生態效益。