农业废弃物资源化利用技术研究

王兆忠+洪德成

摘 要：近年来，我国在农业废弃物资源化利用技术研究方面取得了突破性的进展，但是与发达国家相比仍然存在较大差距。因此，有必要对现有技术进行总结、分析，不断探索出符合我国国情及农村发展现状的先进技术。

关键词：农业废弃物；资源化利用；废物利用；农村发展

中图分类号：X71 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.017

我国作为农业大国，每年都会产生大量的农业废弃物，如果这些废弃物未经妥善处理即直接排入自然环境，不仅会造成资源的极大浪费，还会严重破坏生态环境平衡，造成环境污染。

1 我国农业废弃物资源化利用技术现状

我国农业废弃物种类繁多，因为废弃物类型不同，所以所采用的废弃物利用技术也不同，本文将按照农业废弃物处理对象的不同分析资源化利用技术现状。

1.1 植物废弃物利用技术

植物纤维性废弃物在农业废弃物中占有相当大的比例，同时也是农业生产的主要非产品性产出。目前，在植物废弃物处理方法中，普遍采用的技术有废物还田技术、气化技术、固化技术等。废物还田技术是投入最小，同时也是最简便的一种资源化利用技术，是将农作物秸秆等直接退还土壤，在补充土壤有机质的同时，还能丰富土壤的微量元素，提高土壤活力。气化技术是利用气化原理将植物废弃物在有限供氧条件下转化为可燃气体的技术。秸秆等植物废弃物由C、H、O等元素组成，这些成分被点燃之后可以变为可燃性气体。这些气体可以作为城乡管道的供气能源或直接取代传统燃料发挥作用，从而创造更多的清洁能源。采用气化技术进行植物废弃物再利用不仅具有较高的利用效率，而且所产出的能源级别也较高，将是未来农业废弃物资源化利用的一个重要发展方向。固化技术是将松散的植物废弃物等通过压缩工艺制成固体物质的工艺技术，产出的固体物质可以是复合材料用于建筑生产，也可以是化学制品用于工业生产。除上述技术外，还可以将多种植物废弃物按照一定比例混合后栽培食用菌或用于污染治理，在此不作赘述。

1.2 动物废弃物利用技术

动物废弃物主要指禽畜饲养中所产生的粪便。在禽畜粪便处理方面，目前所采用的技术主要包括肥料化技术、燃料化技术和饲料化技术三种。肥料化技术分为堆肥技术和制肥技术。堆肥技术是利用微生物在特殊环境下将禽畜粪便转化为腐殖质土壤的技术，是一种化学降解技术。制肥技术则是运用特殊工艺处理高温堆肥产品产出颗粒化复合肥的技术。经制肥技术所产出的复合肥不仅可以为作物生长提供均衡的养分，而且使用起来也更加方便，与化学肥料相比优势显著。燃料化技术指通过厌氧菌发酵过程将禽畜粪便转化为沼气的技术。沼气可以直接作为燃料，剩余的沼液、沼渣则可以用来肥沃土壤或者渔业养殖。因此，该项技术将禽畜饲养、农作物种植及渔业养殖等产业有机结合起来，构建出了一种可以往复循环的生态模式。禽畜粪便中含有丰富的养分，比较适合禽畜反刍，禽畜粪便只要经过适当的灭菌处理，就可以用于动物商品化饲料生产。我国在禽畜粪便饲料化处理及研究方面已积累了丰富的经验。

2 腹膜生物反应器技术（MCT）

2.1 MCT技术简介

随着农业废弃物资源化利用技术研究的不断深入，我国在借鉴国外成功经验的基础上开拓创新，探索出了农业废弃物资源化利用的新途径——腹膜生物反应器技术（MCT）。该项技术是借助腹膜生物反应器原理来进行沼气干法发酵的工艺。从国内外发展现状来看，沼气干法发酵无论是在工作效率、处理量上，还是在后期运营管理上都具有突出的优势，系统稳定性较强，而且随着沼气发酵技术的不断进步，干法发酵技术相关设备设施还将得到不断的完善。可以说，干法发酵已成为农业废弃物沼气技术的发展主流。MCT技术的出现进一步提高了沼气技术水平，使沼气发酵技术及工艺流程更加完善。MCT技术的基础是腹膜槽生物反应器。该反应器是一个可以容纳物料的装置，连接柔性膜与槽体。由于柔性膜的密封性较强，使反应器内部形成一个严格的厌氧环境，这样一来，固体废弃物就可以经过发酵产生高质量沼气。除反应器之外，MCT技术系统还包括一个搅拌装置和一系列的配套设施装备，搅拌装置可以充分搅拌反应器的物料，保证其完全反应。此外，也可以促使厌氧菌在强力机械搅拌的情况下与物料混合均匀，提高厌氧菌发酵接种效果。

2.2 MCT技术的工艺流程

MCT技术的工艺流程大致可以分为以下几个环节：①将符合要求的物料置入发酵槽，每种物料需要分层堆放避免混合；②利用搅拌装置充分搅拌物料，之后混入厌氧菌及相关菌剂，再次搅拌均匀；③将柔性膜覆盖在发酵槽上，同时密封连接口，设置一个完全密封的环境，使厌氧菌充分作用；④发酵结束后掀开柔性膜并将反应器的沼气抽干，对剩余物质进行脱水处理制备肥料。

上述流程可以总结为：预处理→厌氧发酵→发酵完成。

2.3 MCT技术的特点

MCT技术的最大特点是有效解决了厌氧菌与好氧菌发酵条件转换的问题，实现了快速进出料，同时借助搅拌装置提高了厌氧接种效率。该技术不仅操作简单，而且投入成本低，系统耗能少，安全性极高，适合各种物料的沼气发酵处理。我国在该项技术研究及应用方面取得了突破性的进展，北京市大兴区MCT试验工程日均生产沼气109 m3，甲烷含量高达55%。MCT技术能够对固体农业废弃物进行大规模的高效转化，同时实现零污排放，经济效益、社会效益显著。在能源紧缺、环境污染日益加剧的今天，MCT技术具有广阔的发展前景，在沼气工程方面将得到越来越广泛的应用。

3 结束语

从“提高资源利用效率，减少环境污染”的角度分析，农业废弃物资源化利用技术研究具有广泛而深刻的意义。在今后的技术研究中，应当努力探索出更加简单、环保、经济的工艺技术，并开创综合利用模式，提高农业废弃物再利用水平，促进我国农业生产、农民生活的可持续、健康发展。

参考文献

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[2]张宝悦，王新钢，王激清. 农业废弃物资源化利用视角下的农业循环经济发展模式[J]. 黑龙江畜牧兽医，2015（04）：5-7.

〔编辑：胡雪飞〕