李培之
(濰坊科技學院,山東壽光 262700)
壽光蔬菜廢棄物處理措施與成效
李培之
(濰坊科技學院,山東壽光 262700)
壽光市通過發展沼氣、加工木炭、秸稈還田、制成營養土等蔬菜垃圾處理模式,年處理能力可達85萬t,消耗蔬菜垃圾產出量的70%以上,實現了蔬菜垃圾變廢為寶,社會效益、生態效益和經濟效益的有機統一。
自實施“菜籃子”工程以來,我國蔬菜產業得到了迅猛發展。2015年,全國蔬菜種植面積達到2 199.97萬hm2(32 999.55萬畝),總產量7.85億t(農業部,2017),成為世界上蔬菜產量最大的國家。同時,蔬菜廢棄物的產生量也隨之急劇增加。據《中國農村統計年鑒(2014)》,我國每年產生約1億t的蔬菜廢棄物,大量的有機廢棄物被菜農棄置路旁,露天堆放,任其腐爛。不僅導致資源利用率低,還占用生產道,堵塞交通,浪費土地資源;導致蚊蠅滋生、病菌傳播,污染空氣,惡化地下水水質,造成二次污染,對生態環境產生嚴重影響。此外,蔬菜廢棄物的任意堆積容易傳播植物病害,增加菜農的種植成本。因此,蔬菜廢棄物的無害化處理和資源化利用對我國蔬菜產業的健康可持續發展和環境保護具有非常重要的意義。
壽光有5.33萬hm2(79.95萬畝)的設施蔬菜,約40萬個日光溫室,每年可產生120萬t的蔬菜廢棄物。壽光市通過政策導向與科技聯手,摸索出一條蔬菜廢棄物生態循環利用之路,為蔬菜垃圾的綜合處理提供了廣闊空間。目前,發展沼氣、加工木炭、秸稈還田、制作營養土等已成為壽光主要的蔬菜垃圾處理模式,年處理能力可達85萬t,消耗蔬菜垃圾產出量70%以上,不但解決了蔬菜垃圾堵塞道路、淤塞河道的問題,而且從根本上解決了任意堆積造成的空氣、水源污染的問題,改良了土壤,改善了農戶生產生活環境,節省了治污費用,實現了社會效益、生態效益和經濟效益的有機統一。
為徹底解決蔬菜廢棄物沿路傾倒的現象,壽光市取締了原先規劃的臨時存放點,按照行政區劃和日光溫室數量,對原有蔬菜廢棄物暫存點進行了重新規劃和布局,新增逾200處秸稈集中存放點和30多個蔬菜秸稈收購點。2011年底,按照《壽光市城鄉環衛一體化實施辦法補充規定》,全市鎮級以上道路兩側的蔬菜廢棄物由市環衛處負責清運處理,沿路每公里設置1個暫存點,方便農戶就近放置。每年6~8月、11月至翌年1月是溫室蔬菜換茬高峰期,也是蔬菜垃圾集中產生時段,市環衛處組建了20個運輸車組,每個車組配備12人和5臺運輸裝卸機械,集中人手和車輛,突擊清運蔬菜廢棄物,保證了鎮級以上道路蔬菜垃圾每周至少清運1次。同時,對重點路段加大清運頻率。隨著壽光市蔬菜廢棄物資源化利用工作的推進,環衛處逐步向領航科技公司、菌禾生物科技公司、壽光市華源秸稈利用有限公司等具有處理能力的企業運送蔬菜廢棄物,用以生產肥料、炭棒等產品,推動蔬菜廢棄物變廢為寶。
按照農戶分類、各村收集、定點存放、鄉鎮補助、環衛清運的原則,進一步加大財政補貼力度,調動農戶將分揀的蔬菜秸稈運往指定收購點的積極性,規定農戶自行運送分揀好的秸稈,每噸可獲得40元的補貼或兌換4袋生物有機肥料。按照一個大棚產1 t秸稈計算,用2 t秸稈可換取8袋有機肥料,既保證了壽光市華源秸稈利用有限公司項目的原料供應,又讓老百姓得到了實惠。
將大棚秸稈處理情況納入各鎮年度考核。各鎮成立城管執法中隊,加大對亂倒蔬菜廢棄物行為的巡查和處罰力度,對隨意焚燒、不按規定傾倒的農戶進行勸阻和引導,對不聽勸阻的農戶進行相應處罰,有效地避免了蔬菜廢棄物亂倒亂放、阻礙交通的現象。
垃圾是放錯了地方的資源,它們含有大量的有機物質,具有很高的利用價值。壽光市采用秸稈綜合利用技術和沼氣技術等措施,開展蔬菜廢棄物的資源化利用,規定企業每處理1 t蔬菜廢棄物補貼30元,在全市布局布點,為企業無償運輸原料,調動了企業的積極性,不斷增大產能。壽光市華源秸稈利用有限公司在原有設備基礎上,投資500多萬元,新上4部鏟車和6臺大型秸稈粉粹機,日消化大棚秸稈達2 000 t。同時,鼓勵扶持大中型養殖業主建設大型沼氣工程、發展農村戶用沼氣建設,指導農民開展沼液沼渣綜合利用,努力改善農村生活環境,促進節能降耗。
壽光市大力建設秸稈反應堆、秸稈青貯池,積極發展秸稈沼氣和秸稈固化項目。全市建設大棚秸稈沼氣反應堆650個,推廣秸稈生物反應堆技術210 hm2,推廣建設沼氣池2 000個,帶動消化秸稈達2萬t。文家街道利用秸稈撿拾打捆機處理青椒秸稈等相對較軟的植株,制成有機肥,對相對較硬的茄子秸稈進行壓縮打包,經晾曬篩選后直接運至發電廠,原料價格比原煤低很多,實現了秸稈的有效轉化,達到了物盡其用、變廢為寶的生態循環農業發展目的。
以沼氣為紐帶,對沼氣、沼液、沼渣多層次利用的生態農業模式,是發展綠色種植業、養殖業的有效途徑。不僅有效治理了農業污染,還推動了當地生態農業發展,成為農民收入的新增長點。壽光市從2008年開始推廣“蔬菜大棚+沼氣”的高效生態農業模式,因地制宜地將農村沼氣池建在設施農業種植區內,這樣,不僅能夠大量消納人畜糞便和蔬菜廢棄物,同時,輸出沼氣和活性生物菌沼肥,形成循環有序的產業鏈和生態鏈,可降低75%左右的化肥、農藥施用率,增產20%以上,每667 m2能增收45 000元以上。作為一種清潔能源,沼氣可用來照明、做飯;為蔬菜補光;燃燒產生的熱量能提升溫室溫度;生成的二氧化碳可為溫室內蔬菜提供所需氣肥,促進蔬菜生長;發酵出的沼液噴灑在蔬菜葉面或灌根,能明顯抑制霉菌、病蟲害,減少農藥、化肥的投入,避免了農藥殘留。利用沼液浸種可提高種子發芽率、成苗率及抗逆性。沼渣除了含有豐富的氮、磷、鉀外,還含有腐殖酸和對蔬菜生長起重要調節作用的硼、銅、鐵、錳、鋅等微量元素,能節約蔬菜生產成本,提高蔬菜品質。
壽光市紀臺鎮現代農業沼肥能源站利用蔬菜秸稈和人畜糞便作為發酵材料,厭氧發酵20天就可出料。產出的沼肥用于溫室蔬菜栽培,沼氣則直接通到玉皇新村社區。農戶通過使用沼肥,節約了成本,提高了蔬菜產量。此項目每天可處理有機廢棄物120 t,年產沼渣3 680 t,沼氣30萬m3。2010年6月,山東奧諾農科公司聯合壽光農戶成立了我國第一家沼氣合作社——奧諾農科大棚沼氣農民專業合作社,在各蔬菜產業園發展沼氣池的N+1模式,即在為園區各個日光溫室建立N個15 m3小型沼氣池基礎上,在靠近園區的職工生活區建設200 m3中型沼氣池,以便集約化處理蔬菜秸稈,提高沼氣池的利用效率。由壽光市澳態生態能源科技開發有限公司投資興建的沼肥能源站項目,是國家綠色能源示范項目,已于2015年10月全面建成并投入使用,日處理農村有機廢棄物64 t,可實現葉類、果類蔬菜廢棄物和大糞等有機廢棄物的資源化循環利用,年產沼氣32萬m3,兼性菌有機沼液12 230 t,可滿足3 000座日光溫室生態施肥的需要,從源頭上解決了葉類、果類蔬菜廢棄物的處理問題。
但是,蔬菜廢棄物的沼氣化利用也存在一定的局限性。如厭氧發酵過程時間長,處理成本較高,對蔬菜廢棄物持續性、穩定性和可靠性要求高,運行條件要求嚴格等。因此,應加大技術改良,提高處理效率,降低運行成本。
蔬菜廢棄物的有機成分中纖維素和木質素含量很高,分別為 28.5% 和 10.98%(杜鵬祥 等,2015)。茄子秸稈、辣椒秸稈是蔬菜秸稈中熱值最高的兩種,適合做木炭。這兩種蔬菜的主產區孫家集街道,將收集的秸稈運到華源秸稈利用有限公司,經粉碎烘干、高溫碳化、壓縮成型等流程,制作出木炭。該模式每小時能消化蔬菜秸稈約7 t,按每天工作8小時計算,每天能消化秸稈56 t,年處理蔬菜垃圾40萬t;每7 t大棚秸稈能產出1 t木炭,每天可生產8 t木炭,每噸木炭能賣到1 000元左右,則每天收益達8 000元左右,有效實現了廢棄物的循環利用,達到經濟效益和生態效益的雙豐收。當地推出的“秸稈換肥”政策,提高了農戶送秸稈到企業的積極性,解決了原料收集難的問題,減輕了企業的負擔,降低了生產成本。
蔬菜廢棄物中有機質含量較高,平均占干物質質量的70%左右,其C/N比值為11,相對較低(杜鵬祥 等,2015),容易發酵分解,比大田秸稈更適宜還田。但是,如果直接還田,容易傳播病原菌,導致出現連作障礙。壽光市菌禾生物科技有限公司將600多種優良菌種按照比例混合,加入到蔬菜廢棄物中,把菌和粉碎后的秸稈混勻灑在溫室內,通過控制溫度,喜氧發酵,消滅蔬菜秸稈中的有害菌和病蟲,讓有益菌群得到繁殖生長,用生物悶棚代替藥物,秸稈變成復合肥還田,改良了土壤結構,解決了蔬菜垃圾清運的問題。
蔬菜廢棄物中營養成分含量豐富,其N、P、K平均含量分別為3.45%、0.84%、2.46%,pH 值約為 7,適合資源化處理,進行再次利用(杜鵬祥等,2015)。位于洛城街道高淮村的蔬菜垃圾加工站,利用當地茄子、彩椒、番茄的廢棄秸稈,經粉碎,打成2 cm3大小的秸稈顆粒,然后進入生物處理階段,分解植物秸稈里的纖維素,之后脫水,秸稈顆粒經過10~15天的發酵后,精磨,用作營養土或育苗基質。每10 m3廢棄物能制作出1 m3營養土,發酵產生的營養液成為溫室蔬菜沖施的好肥料,苗株根系發達,土壤板結的問題也得到了解決。這種處理方式所需設備簡單,生產成本低廉,生產周期短,場地規模可根據原材料量靈活選擇,且能有效殺滅蟲卵和病原菌,營養全面品質好。對生產過程中產生的臭氣,可采用及時翻堆、適當通風確保好氧環境等措施進行處理,有條件的可加入氨氧化細菌、硫氧化細菌等微生物除臭菌劑。
杜鵬祥,韓雪,高杰云,陳清,李彥明.2015.我國蔬菜廢棄物資源化高效利用潛力分析.中國蔬菜,(7):21-26.
農業部.2017.2015年全國各地蔬菜、西瓜、甜瓜、草莓、馬鈴薯播種面積和產量.中國蔬菜,(1):18.
李培之,副教授,專業方向:蔬菜產業發展,E-mail:llppzz123@126. com
2016-11-09;接受日期:2017-02-22