廢舊地膜的加工處理及存在的問題

王麗，賈明英

（1. 四子王旗農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心, 內(nèi)蒙古烏蘭察布 011800；2. 四子王旗水利局，內(nèi)蒙古烏蘭察布 011800）

1 四子王旗地膜的使用及回收利用現(xiàn)狀

四子王旗主要以旱作農(nóng)業(yè)為主，地處中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，其顯著特點是冬季漫長寒冷,多寒潮天氣;夏季短促涼爽,降水少而集中,溫差大,日照充足，春秋兩季氣溫變化劇烈。春季氣溫上升較慢且不穩(wěn)定，有時五六月可能下雪。其獨特的氣候條件，使地膜應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中逐年增加。

2021 年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：農(nóng)作物總種植面積達到122 253.33 hm2，其中玉米22 780 hm2，馬鈴薯37 753.33 hm2。因當(dāng)?shù)責(zé)o霜期短，約90～110 d，作物種植較為單一，地膜主要用于馬鈴薯、玉米及部分經(jīng)濟作物的種植中。

四子王旗從90 年代推廣使用地膜到目前已經(jīng)超過30 年，地膜已是大田作物增產(chǎn)增收中不可缺少的農(nóng)資產(chǎn)品之一。據(jù)2020 年統(tǒng)計資料顯示：2019 年和2020 年農(nóng)用地膜使用量為分別是433.4 t 和529.71 t，地膜覆蓋面積分別為：6 986.67 hm2和8 900 hm2[1]，地膜的使用量和使用面積呈遞增趨勢。地膜使用后缺乏完善的回收利用機制，廢舊地膜得不到有效處理，大量地膜被焚燒和掩埋，且其不可溶解，對環(huán)境造成長期的永久性污染。根據(jù)調(diào)查2010 年前沒有廢舊地膜被回收，大多數(shù)的地膜被以污染環(huán)境的方式———焚燒和掩埋進行了處理，這對大氣及土壤造成極大污染和破壞[2]。

2014 年，四子王旗獲得并實施“地膜回收及綜合利用農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)示范”項目[3]，該項目通過補貼農(nóng)戶和加工企業(yè)、建設(shè)回收點等措施，使廢舊地膜回收率從零增加到了80%以上。

在全旗各級相關(guān)部門的牽頭和監(jiān)管下，全旗6 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立1 個廢舊地膜回收點，由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村民回收到各回收點，再集中運輸?shù)綒埬ぜ庸て髽I(yè)。2022 年春耕前全旗廢舊地膜殘留量132.9～458.1 kg/hm2，近幾年回收力度逐步加大，廢舊地膜回收量從2021 年334.16 t 增加到2022 年1 100 t，回收率逐年提高，減少了土壤中的殘留量。

由于種植作物的不同，回收也是比較棘手的問題。通過學(xué)習(xí)全國各地的回收經(jīng)驗和方法，從人工撿拾到各種機械的發(fā)明研制，殘膜的回收方法也越來越多，隨著技術(shù)的不斷更新，回收效率逐年提高。但是，回收后的再利用在全國各地的效率卻并不高，因此，我們重點探討加工再利用情況。

2 企業(yè)對廢舊地膜的處理工藝

內(nèi)蒙古惠農(nóng)節(jié)水灌溉設(shè)備有限公司成立于2013 年，是四子王旗成立的第一家滴灌帶生產(chǎn)及廢舊地膜加工利用企業(yè)。該企業(yè)位于四子王旗輕工業(yè)園區(qū)內(nèi)，是一家手續(xù)齊全、技術(shù)較為成熟，廢舊滴灌帶及地膜年加工能力10 000 t 的企業(yè)。于2014 年受四子王旗政府的委托，開始了“地膜回收及綜合利用農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)示范”項目的實施，不斷對廢舊地膜加工工藝和再利用方法進行探索。

企業(yè)經(jīng)過多年的摸索，通過到新疆、甘肅、山東、河北等地方調(diào)研和學(xué)習(xí)，對工藝技術(shù)及設(shè)備不斷的更新改進，總結(jié)出一套廢舊地膜加工工藝。廢舊地膜加工工藝流程如圖1。

圖1 廢舊地膜加工工藝流程圖

2.1 晾曬及人工分揀

地膜在當(dāng)?shù)刂饕糜隈R鈴薯、玉米、甜菜等的種植中，回收的廢舊地膜纏繞大量秸稈和泥土等雜質(zhì)。人工分揀前，如果地膜中水分過大，在晾曬場晾曬1～2 d后，開始第一次人工粗撿，除去75%左右的秸稈泥土雜質(zhì)，再上分揀臺進行第二次人工細(xì)撿，除去10%左右的其他雜質(zhì)，如圖2～圖4。

圖2 廢舊地膜的晾曬

圖3 人工第一次粗撿

圖4 人工細(xì)檢廢舊地膜

2.2 粉碎及清洗

在粉碎及清洗過程中，廢舊地膜延展性較強且遇水變重，原用于粉碎廢舊滴灌帶的設(shè)備在粉碎廢舊地膜時易纏繞機器，并部分隨攜帶的泥土下沉到清洗槽中，需要不定期對粉碎機及清洗槽進行清理保養(yǎng)。粉碎后，通過絞龍自動送到清洗槽，自動翻轉(zhuǎn)清洗，然后通過提料機噴入料倉。由于清洗后的廢舊地膜含水量太大，必須進行脫水處理，如圖5～圖8。

圖5 分揀出來的廢舊地膜

圖6 機械粉碎

圖7 清洗廢舊地膜

圖8 脫水處理

2.3 廢舊地膜的擠水及晾曬

對洗好、經(jīng)一次脫水的廢舊地膜加工處理時發(fā)現(xiàn)，雖已脫水一次，地膜含水量依舊很大，這樣會使螺桿槽大量積水，并使螺桿旋轉(zhuǎn)受阻，降低螺桿的使用壽命；其次影響加工過程的溫度，擠塑溫度驟然從380 ℃左右降到200 ℃上下，擠塑機不能正常工作，且熱熔產(chǎn)物達不到造粒要求。因此，進行了清洗后的擠水及第二次晾曬，減少對機器的損傷，提高加工效率（圖9～圖10）。

圖10 第二次晾曬

2.4 廢舊地膜三級熱熔處理

廢舊地膜加工過程需要三級熱熔處理，通過人工上料對二次晾曬的廢舊地膜進行第一次熱熔，雖然人工分揀及清洗減少了大量的秸稈泥土殘渣，但還有各種殘渣存在影響了第一次熱熔物質(zhì)的質(zhì)量。因此在二次熱熔處理中，加入過濾網(wǎng)，過濾熱熔物質(zhì)中的殘渣。為了使熱熔物質(zhì)達到生產(chǎn)滴灌帶顆粒要求，進行第三次熱熔處理時，再次加入過濾網(wǎng)過濾最后的殘渣（見圖11～圖13）。二、三級熱熔處理中，通過兩次不同目數(shù)的過濾網(wǎng)可以過濾大量的殘渣，使三級熱熔順利工作，但須20 min 左右更換一次過濾網(wǎng)，增加造粒過程的工作量。

圖11 第一次熱熔處理

圖12 第二次熱熔處理

圖13 第三次熱熔處理

2.5 拉絲和切粒

拉絲和切粒過程一直是廢舊地膜加工過程的瓶頸。以前，由于熱熔過程中的雜質(zhì)含量比較大，所以無法拉開絲條，經(jīng)過多次的試驗、調(diào)試和設(shè)備的改裝，攻克了該難題。拉開絲條，造成粒子，提高熱熔物的質(zhì)量，打開回收利用的渠道（見圖14～圖15）。

圖14 拉起條子

圖15 生產(chǎn)出的顆粒

3 企業(yè)在加工處理中出現(xiàn)的問題

3.1 機械化回收利用率低，從田間到企業(yè)中間費用較高

機械化回收的地膜包含大量雜質(zhì)，無法直接生產(chǎn)再生顆粒，分離出可用的干凈地膜，運費等中間環(huán)節(jié)需要投入大量成本，導(dǎo)致造粒成本幾乎接近甚至高于新料價格，并且增加了后期殘渣的清理費用[4]。

3.2 人工分揀效率低，增加企業(yè)分揀成本

根據(jù)企業(yè)加工數(shù)據(jù)顯示，5～7 人才能分揀1 t 左右廢舊地膜。因地膜使用在不同作物上，根茬和地膜纏繞的程度不同，造成人工分揀的效率不同。人工分揀時，每天平均20 個人，分揀10 h，可以處理4 t 廢舊地膜，除去雜質(zhì)待加工的殘膜約0.8～1.0 t，經(jīng)過加工，可生產(chǎn)顆粒0.20～0.32 t，出成率為5%～8%。直接成本為人工工資3 500 元左右，現(xiàn)場管理人員3 人工資600 元，加工電費800 元，清理雜質(zhì)費用500 元；間接成本有機器磨損、清洗池清理、辦公費用等等，人工分揀成本過大，給企業(yè)帶來的經(jīng)濟利益較低。

3.3 各種殘渣處理難

人工分揀后，留下的泥土和秸稈殘渣較多。經(jīng)過企業(yè)試驗數(shù)據(jù)顯示未處理的廢舊地膜10 t 中的各種雜質(zhì)約7～8 t，其次，清洗過程中也會產(chǎn)生約0.5～1 t 的泥沙。如再次對殘渣清理，一是可利用率較低，二是投入更大。

3.4 加工工藝繁瑣，加工效率低

在處理廢舊地膜的熱熔加工工藝較為繁瑣，熱熔分為三級，分別在二級、三級熱熔過程中加入過濾網(wǎng)，減少秸稈殘渣引起的炭化雜質(zhì)，達到造粒要求。但第三級熱熔中，更換過濾網(wǎng)較頻繁，輔助工作量顯著增加。

4 對策及建議

4.1 改進各個加工環(huán)節(jié)的工藝流程

人工分揀效率低，成本高。改進工藝，提高機械化程度，企業(yè)已經(jīng)改建四級清洗槽代替人工分揀，依次除去秸稈和大量泥土殘渣并及時處理清洗槽中的各種沉淀殘渣。

增加烘干機，改裝熱熔機器，降低熱熔次數(shù)；增加液壓換網(wǎng)機，延長過濾網(wǎng)的使用時間。

4.2 加強政府主導(dǎo)及宣傳

2014 年通過農(nóng)業(yè)部“地膜回收及綜合利用農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)示范”項目的啟動，推動了本地區(qū)廢舊地膜回收再利用進程，填補了此項空白。因此應(yīng)通過政府牽頭，建立長效機制，或給予必要的資金和項目扶持，讓企業(yè)提升加工工藝，延長加工鏈條，降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟效益[5]。加強地膜生產(chǎn)、銷售、使用、回收各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，減少不規(guī)范地膜的使用量。

4.3 改進廢舊地膜回收機械效率

本地區(qū)廢舊地膜回收主要通過四輪車帶動2～4 m寬的耙子從地里收集，缺點是收集的廢舊地膜雜質(zhì)較多，必須人工從耙子上把廢舊地膜裝袋運輸并需要人工撿拾。協(xié)調(diào)各級政府加大對廢舊地膜回收機械的補貼。借鑒外地先進做法，引進適合四子王旗作業(yè)的回收機械，充分利用器械提高廢舊地膜回收效率。

4.4 推進各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)戶積極參與

農(nóng)民是地膜使用的主力軍也是廢舊地膜回收的重要參與者。首先從源頭上嚴(yán)禁生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)低標(biāo)地膜。不允許生產(chǎn)和銷售未達標(biāo)的農(nóng)用地膜，厚度下限由0.008 mm 提高至0.010 mm 以促進回收再利用，生產(chǎn)者全產(chǎn)業(yè)鏈不合格產(chǎn)品絕不出廠，禁止超薄及劣質(zhì)地膜銷售，給消費者提供真正的價值。充分利用網(wǎng)絡(luò)、視頻培訓(xùn)、現(xiàn)場會等媒體擴大對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境環(huán)保宣傳力度，鼓勵各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的種植大戶、示范戶使用厚地膜，鼓勵種植能手積極參與廢舊地膜回收工作，發(fā)揮其示范帶頭作用，積極宣傳廢舊地膜對農(nóng)作物、耕地及畜禽的危害，帶動各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)戶積極參與廢舊地膜回收工作。