大连市“十二五”禽畜粪便、秸秆资源化综合利用重点工程项目简介
2010-02-14朱金城林成先矫学成
朱金城,赵 扬,林成先,矫学成
(大连市环境科学设计研究院,辽宁 大连 116023)
针对大连市禽畜粪便和秸秆焚烧污染日趋严重的问题,“十二五”期间,大连市将实施一系列禽畜粪便和秸秆污染治理与资源化综合利用重点工程,本文介绍的禽畜粪便和秸秆污染治理与资源化综合利用途径与方法,对消除农村禽畜粪便和秸秆污染、资源化综合利用、发展生态种养殖业,大力推进生态农业和农村循环经济,促进农业经济可持续发展具有借鉴、参考作用。
1 禽畜粪便、秸秆污染现状
1.1 禽畜粪便污染现状
2009年,大连市马、牛、羊、驴、骡、猪等养殖总量约为750万只,鸡、鸭等饲养量1.5亿只,日排放粪尿总量约3万t,其中:干粪便约占60%,达1.8万t,尿液约占40%,达1.2万t;全年排放粪尿总量约1 095万t,其中干粪657万t、尿438万t。年排放化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮、总磷、总氮等主要污染物总量约70万t。由于农村养殖业大多没有配置禽畜粪便处理设施,禽畜粪便就近露天堆存,大气污染特别严重,蚊、蝇、细菌滋生,极易引发各种疾病;雨季粪便漫流,严重影响居住环境质量和身体健康,污染地表水和地下水,局部地区对饮用水源地水环境质量构成了严重威胁。
1.2 秸秆污染现状
2009年,大连市秸杆废弃物产生量约200万t,资源化综合利用率约为60%,剩余40%小部分作为农村居民家庭燃料使用,大部分被焚烧还田。秸杆焚烧污染是多方面的:一是空气污染严重,环境质量差,危害人体健康。焚烧秸秆时,大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物3项污染指数达到高峰值,其中二氧化硫的浓度比平时高出1倍,二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度比平时高出3倍,相当于日均浓度的5级水平。当可吸入颗粒物浓度达到一定程度时,对人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激较大,轻则造成咳嗽、胸闷、流泪,严重时可能导致支气管炎发生。二是易引发火灾,威胁人民群众的生命财产安全。秸秆焚烧时极易引燃周围山林和住宅,一旦引发山火,将引发严重的生态灾难,甚至威胁附近居民的生命和财产安全。三是引发交通事故,影响道路交通和航空安全。特别是高速公路两旁焚烧秸秆形成的烟雾,造成空气能见度下降,可视距离低,司机因咳嗽和流泪等不适症状易引发交通事故;秸秆焚烧时滚滚浓烟上升到上层大气中,将严重影响飞机起落,易引发航空事故。四是破坏土壤结构,造成农田质量下降。焚烧秸秆时地表温度急剧上升,土壤中水分迅速蒸发、土壤烧焦变质,使有机质等营养元素消失殆尽;同时也烧死了土壤中的有益微生物,使该土壤丧失耕作功能,直接影响农作物产量和质量。五是破坏城乡环境景观形象。焚烧秸秆所形成的滚滚烟雾、片片焦土,严重破坏了城乡环境景观形象。
2 资源化综合利用重点工程项目简介
2.1 强化畜禽粪便污染治理全面实施综合利用工程
2.1.1 畜禽粪便污染治理和综合利用工程
“十二五”期间,大连市将实施一系列畜禽粪便污染治理和综合利用工程,从源头上控制污染,同时加大科技投入,研究禽畜粪便综合利用途径和方法,将畜禽粪便污染控制、发展生态农业和发展农业循环经济统一规划、实施。大连市即将实施的畜禽粪便污染治理与综合利用工程有:一是将畜禽粪便与粉碎后的秸秆混合,直接或发酵后作为农家肥施用于种植业。二是采用生物法将畜禽粪便与秸秆、有机物混合生产高效有机复合肥。三是将畜禽粪便、秸秆和有机物混合置于沼气池内发酵处理,产生的沼气用作农村清洁能源,满足农村生活照明、做饭、取暖和大棚温室用电等需求,沼渣和沼液作为有机复合肥灌溉农作物,生产绿色农产品,发展生态农业。
2.1.2 加快畜禽标准化规模养殖小区建设工程,多渠道开展禽畜粪便无害化处理和资源化综合利用
“十二五”期间,大连市将全面规范和推进畜禽标准化规模养殖小区建设工程,首先在全市128个乡镇,每个乡镇创建一家畜禽标准化规模养殖示范小区。政府提供优惠政策和资金补助,鼓励企业、集体和个人积极参与畜禽标准化规模养殖小区建设,重点推广3种畜禽粪便无害化处理模式:一是生态处理模式。马、牛、羊、驴、骡等粪尿实行干湿分离,尿液和污水浇灌农作物和牧草;干粪养殖蚯蚓,实现粪便零排放,并建立和完善禽畜粪便生态处理、密闭循环综合利用系统,实现禽畜粪便无害化处理和资源化综合利用。二是沼气池发酵处理模式。将禽畜粪便与秸秆等其他有机废物一起在沼气池内发酵处理,可同时获取多项经济、社会和环保效益:(1)有效地消除禽畜粪便污染,使其得到有效、合理的综合利用,变废为宝。(2)沼液、沼渣用作有机肥灌溉农作物,生产绿色农产品,发展生态农业。(3)沼气作为农村清洁电源,供农村生活、生产用电,改善农村环境质量。三是分类收集、统一清运、集中处理模式。将猪、鸡、鸭粪及垫料等分类收集,统一清运至有机肥加工厂集中处理,生产有机复合肥,使其变废为宝,实现粪便的无害化和资源化综合利用。
2012年,在大连市1 078个村全面推广畜禽标准化规模养殖小区的成功经验和以上3种禽畜粪便无害化处理模式。在推进禽畜粪便无害化和资源化综合利用的同时,大力推进有机食品基地建设、发展生态农业和循环经济等。到2015年,大连市畜禽粪便综合利用率将达到100%,建设禽畜粪便有机肥加工厂200家,创建新型生态农业产业园区300个以上。为彻底消除禽畜粪便污染,大力发展生态农业、农业循环经济和可持续农业奠定坚实基础。
2.2 加大秸秆污染治理力度大力发展生态农业和循环经济
2.2.1 加大秸秆污染综合防治力度创建一批秸秆综合利用示范企业
秸秆焚烧污染的综合防治措施包括:一是积极为农民提供秸秆资源化综合利用技术,通过秸秆粉碎、发酵和糖化等科学方法处理后作为禽类的主要饲料之一,再通过牲畜过腹还田发展生态农业;二是秸秆粉碎直接覆盖还田;三是秸秆沼气池发酵处理生产新能源和有机肥;四是利用秸秆中的高纤维性植物废弃物生产高附加值的工业和民用材料;五是大力发展秸秆生物质能源。
“十二五”初期,大连市为彻底根治秸秆焚烧污染,加大秸秆污染综合防治力度,将在每个乡镇创建一家秸秆综合利用示范企业。加大科技投入力度,积极研制开发秸秆复合肥、秸秆生物发酵饲料,大力发展生态种植业和生态养殖业。到2015年,大连市将新建户用沼气2万户以上,大中型沼气工程250个,建设农村沼气服务网点250个,建设秸秆生物质气化站50个,秸秆综合利用企业200家,秸秆废弃物综合利用率将达到98%以上。
2.2.2 提高秸秆综合利用水平,大力发展生态种养殖业
2.2.2.1 开发秸秆有机复合肥,大力发展生态种植业
利用秸秆生产有机复合肥,发展生态种植业,可采取以下措施:(1)秸秆粉碎后和禽畜粪肥混合直接还田,或经发酵制成有机复合肥还田,达到增加土壤孔隙度,补充土壤有机质、氮磷钾含量,提高农作物产量的目的。(2)秸秆与有机废物经堆肥、沤肥或经沼气池发酵处理后产生的沼渣、沼液作为有机肥还田。(3)秸秆生物反应堆发酵生产有机复合肥还田。
2.2.2.2 开发秸秆微生物发酵饲料,大力发展生态养殖业
(1)秸秆青贮饲料。新鲜秸秆经氨化发酵处理更具有适口性和营养价值,全面提高了饲料转化效率,可代替精饲料使用,降价成本;消灭了害虫、病菌,减少疾病的发生,提高牛羊的抗病能力等。同时,收获青贮以3.5 t/667 m2计算,比种植玉米收入高近百元,既能增加农户收入,又能提高农户种植的积极性。(2)黄贮秸秆饲料。秸秆中含有多种纤维类物质和少量蛋白质,经微生物发酵处理产生的酶类及额外添加的酶类可以促使秸秆纤维素、木质素酶解,并将秸秆转化为微生物蛋白产品。黄贮秸秆饲料是牛、马养殖业主要粗饲料之一,秸秆养畜过腹还田对发展有机食品、生态农业和农业可持续发展具有重要的战略意义。
2.2.3 利用秸秆废物发展生态农业和循环经济
大连市在积极消除秸秆污染、大力发展生态种养殖业的同时,大力发展生态农业和循环经济,将秸秆粉碎处理后用作生态种养殖业的基质原料,发展生态农业和循环经济,重点推广3种模式:一是秸秆—栽培—生态循环模式。用秸秆基质栽培食用菌,每千克秸杆可产菇1~2 kg。食用菌废物回收再资源化用作蝇蛆、蚯蚓、猪、鸡、鸭等养殖业,废弃的秸秆基质回收用于沼气池发酵制有机肥,形成一个密闭的秸秆—栽培—生态循环体系。二是秸秆—养殖—生态循环模式。用秸秆基质和食用菌栽培废物养殖高蛋白蝇蛆、蚯蚓等,消耗废料4 kg/d·万条。蝇蛆、蚯蚓粪便直接回收作高效有机肥,废弃的秸秆基质回收用于沼气池发酵制有机肥,形成一个密闭的秸秆—养殖—生态循环体系。三是秸秆—种养殖业—沼气新能源—沼渣沼液有机肥—生态农业大循环系统模式。这个模式是上述“秸秆—栽培—生态循环模式”和“秸秆—养殖—生态循环模式”的放大模式,是根据农业循环经济理念和生态农业可持续发展的要求而提出来的。该模式依据固体废物污染防治原则和发展循环经济原则,用生态学原理和方法把农业固体废弃物资源化综合利用、生态种养殖业、农村沼气池新能源和沼渣沼液有机肥等各个环节都一一纳入生态农业产业链中,使之组合形成一个秸秆—种养殖业—沼气新能源—沼渣沼液有机肥—生态农业大循环系统。该模式在消除秸秆等农村固体废弃物污染、调整农村能源结构、发展生态农业和循环经济、改善农村环境质量的同时,满足了秸秆等农业废物“减量化、无害化、资源化”处理的原则要求,同时也满足了发展农业循环经济最重要的“减量、再用、循环”(即3R)实际操作原则。
2.2.4 利用秸秆中的高纤维性植物废弃物生产高附加值的工业和民用材料
(1)利用秸秆生产纸板、人造纤维板、轻质建材板等材料;(2)通过固化、炭化技术制成活性炭材料;(3)利用稻壳作为生产白炭黑、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷的原料;(4)利用秸秆、稻壳经炭化后生产钢铁冶金行业金属液面的新型保温材料;(5)利用甘蔗渣、玉米渣等制取膳食纤维产品;(6)利用棉秆皮、棉铃壳等含有酚式羟基化学成分制成吸收重金属的聚合阳离子交换树脂,等等。
3 工程投资与效益分析
3.1 工程投资
“十二五”期间,大连市将投入5亿元资金用于禽畜粪便和秸秆污染治理及资源综合利用重点工程。资金筹措主要包括3个渠道:一是积极申请国家和省市的专项资金,地方财政将根据市补助额按照1∶0.5比例安排补助资金。二是与农户利益密切相关的工程项目,由农户自主筹资,政府提供补助。如大连市提高了沼气工程集中连片发展补贴标准,每户补助2 000元,贫困村每户补助2 500元;畜禽标准化规模养殖专业户每户补助2 000元,20户以上畜禽标准化规模养殖小区补助5~10万元;对供气规模不少于200户的秸秆生物质气化示范项目,最高补贴标准达到50万元。政府的这些优惠扶持措施,极大地调动了农民创办畜禽标准化规模养殖和自家建设沼气池的积极性,有力地推动了大连市禽畜粪便和秸秆污染治理与资源化综合利用工程的顺利实施。三是依据环保法律法规要求,并根据“谁污染谁治理、谁投资谁受益”的原则,明确污染治理的主体是大型规模化畜禽养殖场,污染治理工程投资主要由企业自筹资金解决,政府给予一定的环保补助资金扶持。
3.2 效益分析
禽畜粪便、秸秆污染治理和资源化综合利用重点工程效益主要体现在生态环境效益、社会效益和经济效益3方面:(1)生态环境效益。重点工程的实施,从根本上消除了农村禽畜粪便和秸秆污染,明显改善和提高农村环境质量,确保农村饮水安全;(2)经济效益。禽畜粪便、秸秆资源化综合利用可极大地促进农村种养殖业增产、丰收,获取良好的经济效益。为发展生态农业和循环经济、促进农业可持续发展奠定了坚实的基础;(3)社会效益。重点工程的实施,将极大地改善农村的生产生活环境,消除饮水安全隐患,消除农村环境“脏、乱、差、污染重”等问题,有利于提高村民的生活水平和健康水平,有利于社会和谐、稳定,有利于缩小城乡差别。极大地提高地方政府及村民的环境保护意识,促进大连市农村环境保护工作的开展,为大连市实现全面建设生态、宜居城市提供环境安全保障。
4 保障措施
大连农村“十二五”生态环境保护与建设重点工程保障措施主要有:一是加强组织领导,落实目标责任。成立重点工程建设领导小组,对各项重点工程实施全面领导和科学决策。二是落实行政问责制。将目标任务、完成落实到各部门,并签订责任状,作为衡量各部门、各乡镇、村屯领导工作绩效的主要依据。三是建立和完善多元化的资金投入渠道。建立以政府投入为引导,企业投入为主体,金融信贷为支撑,社会投入为补充的多元化农村生态环境保护与建设资金投入保障机制。四是加大科技投入力度。建立生态环境保护专家咨询和技术支撑系统,完善科技推广、信息服务体系和技术交流网络,为农村环境保护建设提供技术支撑。五是充分利用广播、电视、报纸等宣传、教育形式,大力宣传环境保护方针、政策和法规。通过宣传,强化广大人民群众生态环境保护意识和法制观念。六是建立公众参与机制,加强舆论监督。充分调动广大人民群众参与农村生态环境保护与建设的积极性,都来关心、支持和监督农村生态环境保护与建设,表扬先进典型,揭露违法行为。七是强化环境监管保障。建立农村环境保护监管网络系统,充分发挥环境管理信息系统在污染源监管和科学决策中的作用,及时跟踪监管农村生态环境保护工作进展情况。
[1] 朱金城.探索我国固体废弃物综合利用产业化的道路[J].再生资源与循环经济(原《再生资源研究》).1999(5):20.
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