园林废弃物再利用研究与实践
——以团城湖调节池为例
2021-09-03高大伟贾红燕胡小燕王子寒
高大伟,贾红燕,胡小燕,王子寒
(北京市南水北调团城湖管理处,北京 100195)
1 引言
团城湖调节池地处北京西郊“三山五园历史文化景区”,位于北京市海淀区四季青镇,北邻颐和园,南接西北四环辅路,西邻北坞村路,与颐和园佛香阁直线距离仅2 km[1],团城湖调节池工程是北京市南水北调配套工程的重要组成部分,是保证城市供水安全,充分、可靠利用南水北调来水的关键工程,调节池连接密云水库、南水北调两大水源,具备分水、调蓄及水量匹配的功能,最终替代颐和园中的团城湖(为与颐和园中的团城湖名字进行区分,故命名团城湖调节池)成为新的京西供水枢纽。团城湖调节池总面积共计67 hm2,其中水面面积33 hm2、陆地面积34 hm2[2],为建设水利工程周边良好的生态环境,目前团城湖调节池除厂区及道路外,均已实现绿化全面覆盖,由于绿化面积大,日常养护过程中及苗木修剪期间,园区内会产生大量园林绿化废弃物,园林绿化废弃物的消纳已经逐步成为重点难点,传统采用填埋或是焚烧的方法进行处理,占用空间大,造成生物资源浪费,同时在处理过程中也存在安全隐患,如果运输到园林绿化废弃物集中消纳点进行集中消纳,成本高会占用大量社会资源造成不必要的浪费。目前,园林绿化废弃物的再利用逐步得到社会的认可并广泛推广。北京市西城区开展的黑土项目,利用园林绿化废弃物进行腐熟发酵,再进行土壤改良,北京市植物园建造了园林绿化废弃物处理厂,利用园林绿化废弃物产出的腐殖土替代草炭土用于绿植栽植、绿化养护,实现资产垃圾的资源化再利用。同时,园林绿化废弃物的资源化利用也带来了很好的经济效益,北京市朝阳区将园林废弃物利用生物技术将粉碎物腐熟为有机肥料,预计全年可消纳园林废弃物约5000 t,节约消纳费用200万元。园林绿化废弃物的再利用已经产生了很好的生态效益与经济效益。上述这些园林废弃物再利用的项目都给团城湖调节池提供了指导和参考。
在垃圾分类的大背景下,团城湖调节池结合园区实际情况、利用自身优势,采用资源化利用、景观化利用(制作景观小品)、功能化利用相结合的园林废弃物再利用方式,通过园林废弃物的园区内部消纳,实现园林废弃物零外运,最终实现园林废弃物取之于园、用之于园、变废为宝。另外,团城湖调节池既是南水北调中线工程的终点,同时作为爱国主义教育基地,在做好园林废弃物再利用工作的基础上,可考虑将园林废弃物处理再利用与工程形象相结合,以进一步展示并丰富园区文化色彩。
2 园林废弃物再利用方式
2.1 资源化利用
2.1.1 小型园林废弃物资源化处理站
胡小燕分析了小型园林废弃物资源化处理站在团城湖调节池的应用[3],小型处理站主要是通过三个步骤对园林废弃物进行资源化处理,首先利用粉碎箱对园林废弃物进行粉碎,粉碎后再投入发酵箱后进行发酵处理,最后发酵箱的产出物在陈化箱进行降温及二次发酵后可进行再利用(图1)。
图1 小型园林废弃物资源化处理站
小型园林废弃物资源化处理站的优点是前期资金投入较为适中,设备整体占地面积较小,整个处理周期短大约在1个月左右时间就能生成最终产物,设备运行维护成本较低,投入人工少,仅需两人就可以进行操作,同时处理站设备具备一定的改造基础,有利于设备进一步更新改造,受制于处理设备的工艺,最终产出物的肥力较弱,应用到土壤改良上能发挥较好的效果,但是无法完全替代有机肥,同时受制于粉碎箱中设备的粉碎效率,仅能粉碎粗细适中的枯枝,在粉碎前需要对枯枝进行晾晒,且晾晒时间相对较长,在最终产出物的使用上,除了用于土壤改良外,可以与有关厂家签订协议外运进行深化处理成有机肥,其他园区如建立小型园林废弃物资源化处理站,应重点考虑选取使用方便、高效的粉碎设备,最终产出物无法作为有机肥直接使用,主要原因是最终产出物中氮磷钾含量低,无法为植物生长提供正常的养分,因此可以继续研究探索厨余垃圾在脱盐脱油后,与园林废弃物混合进行再处理,提高最终产出物的肥力。
2.1.2 堆肥利用
利用园林绿化废弃物堆肥是园林废弃物处理一种较为普遍的处理方式,许多区域均重点推广了园林废弃物堆肥技术[4,5],团城湖调节池借鉴常见的堆肥技术,同时结合自身场地、园林绿化废弃物数量等实际情况,对园林废弃物粉碎后,堆放在发酵坑中,添加菌剂、覆膜后,进行堆肥处理(图2)。
图2 堆肥利用发酵坑
堆肥处理的优点是投入成本少,能大量消纳园林废弃物,产出物具有一定肥力,既可以用于土壤改良,又可以辅助苗木栽植、复壮等工作,同时投入发酵坑中的发酵物并不局限于园林废弃物,例如厨余垃圾中摘出的不要的菜叶、打捞的死鱼等也可以投入发酵池中,用于腐熟发酵,缺点是堆肥处理占地面积大,对于土地资源紧张的园区并不适用,其次发酵周期长,大约经过一年发酵周期后方可利用,另外需要投入人工成本,前期需要开挖一定容积的发酵坑,在废弃物完成堆肥后需在上面覆膜保温,发酵过程中需要定期人工监测温度,对发酵物进行翻动、用水喷淋增湿降温等人为干预。
自然腐熟发酵速度慢、产物肥力弱,所以发酵添加物的选择(发酵菌剂等)是重中之重,北京颐和园在园林废弃物粉碎后添加有机肥或是复合肥进行发酵处理,既促进了园林废弃物发酵速度,同时增加产出物肥力[6]。如何使园林废弃物堆肥处理的发酵速度更快、肥力更强,是需要不断进一步研究探索的。
2.1.3 粉碎后直接利用
近些年来欧美国家率先流行使用园林有机覆盖物——摩奇材料(Mulch)。摩奇材料是园林绿化废弃物经过粉碎、腐熟、烘干、染色等一系列处理工艺后得到的产物,主要用于铺设在黄土裸露区域,可以起到保持土壤水分、抑制杂草生长、降解后增加土壤肥力等作用[7],摩奇材料在使用上具备色彩丰富(生产过程需经过染色处理)、颗粒较小(易摆放成各种图案)、可重复使用(春夏季期间不需要使用可以进行回收,待秋冬季再投入使用)的特点,在国内逐步得到推广,用于丰富秋冬季园林景观,近些年团城湖调节池在秋冬季节在黄土裸露区域铺设摩奇材料并造型,既减少了黄土裸露、防止扬尘、保水保温,又丰富了园区内色彩,但是由于摩奇材料生产设备造价昂贵,园区内使用的摩奇材料均是向摩奇材料生产厂家购买后使用(图3)。
图3 摩奇材料利用
由于摩奇材料价格不菲,购买使用成本高,因此参照松针自然脱落后覆盖在土壤上最后降解形成松针土的过程,将园林废弃物进行粉碎后作为简易材料,直接铺设在树坑、树碗等区域,既减少了黄土裸露,也能起到很好的保水保墒的作用,同时随着粉碎物的自然腐烂也能增加一定土壤肥力,但是粉碎物直接使用存在色彩单一、褪色快易变黑、景观效果一般等问题(图4)。
图4 园林废弃物粉碎后利用
2.2 景观化利用(制作景观小品)
近些年将园林绿化废弃物制作成景观小品逐步兴起,也逐步成为是园林绿化废弃物再利用的一项重要方式[8],北京市玉渊潭公园每年冬季利用废弃物制作景观小品,既环保又丰富了园区各季景观,团城湖调节池将园林废弃物与园林绿化理念相起来,利用竹竿、芦苇、枝条、树干等制作成各类小动物、展示品、标识等,在园区内进行展示,既增加了园林废弃物的再利用途径,也增加了园区的趣味性丰富了观赏景观(图5~7)。
图5 景观小品——海豚
图6 景观小品——兔子
图7 景观小品——小桥
优点是景观小品的制作需要使用大量的材料,能消纳冬季修剪期间产生的大量枝条,如图中兔子、海豚的制作大约需要50棵桃李树木修剪下来的枝条,小桥利用大量早园竹及防寒棚骨架制作而成,除使用传统树木废弃物外也增加了其它园林废弃物的使用途径,景观小品整体造型美观、样式多种多样,在丰富园区风景上发挥了重要作用,但是制作景观小品对材料要求较高,以使用的枝条为例,能用来制作景观小品的材料多为形状较好、饱满的枝条,桃李杏的枝条最佳,同时景观小品的制作需要较好的构思、创意与手艺,不然做出的景观小品反而会不伦不类,最后需要注意的是景观小品整体框架较大,在安全、牢固上要多加注意。
2.3 功能化利用
2.3.1 诱木堆
园林绿化病虫害防治逐渐走向物理防治、生物防治,如松褐天牛对松树会造成很大的危害,可以利用枯死松树制作诱木堆,吸引松褐天牛进行捕杀并发挥松褐天牛监测的作用[9],同时通过对诱木堆进行美化也能起到丰富园区景色的作用,但由于诱木堆仅是针对松褐天牛害虫的防治,在春季设置诱木时对废弃物的消耗量较少,因此在废弃物再利用上只能发挥辅助作用,将病虫害防治与园林废弃物再利用结合起来,这也是探究园林废弃物再利用的方向之一(图8)。
图8 诱木堆
2.3.2 物种多样性(本杰士堆和人工鸟窝)
丰富物种多样性是生态园区建设的重要组成部分,将园林废弃物再利用与丰富物种多样性、生态园区建设相结合——制作本杰士堆与人工鸟窝。本杰士堆[10]就是人造灌木,把石块、树枝堆在一起并用掺有植物种子的土壤进行填充,起到为野生动物重建生存空间,吸引野生动物前来栖息的作用。还可以利用芦苇、树枝、草绳等编制人工鸟窝,分析团城湖调节池种类及习性,吸引鸟类栖息,既能起到丰富园区内鸟类,又能达到以鸟治虫的目的(图9)。
图9 人工鸟窝
3 结语
园林废弃物再利用的措施有很多,在节能减排的基础上,不同区域应考虑结合当地实际情况,因地制宜,选取适合自身情况的措施开展园林废弃物再利用工作,同时园林废弃物再利用也应向着精做化不断发展,在做精做细上持续进行探索,例如继续深化不同类型的园林废弃物的再利用,现在已经有部分园区收集的园林废弃物被造纸厂回收,加工成原木纸浆,苜蓿草及败花败果等可以加工成为动物饲料,园林废弃物经过加工后可以用于食用菌的培养等,上述方法都是园林废弃物在发挥经济效益上的精细化探索,也给园林废弃物再利用的继续深化研究指明了方向。