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農(nóng)村有機固體廢棄物資源化利用與農(nóng)村沼氣工程

文檔作者：鄒敦強毛正榮胡玉英徐霄文檔來源：浙江省衢州市土肥與農(nóng)村能源技術推廣站		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月31日
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農(nóng)村有機固體廢棄鈞資源化利同與農(nóng)村沼氣工程
鄒敦強毛正榮胡玉英徐霄
(浙江省衢州市土肥與農(nóng)村能源技術推廣站浙江衢州324002)
摘要通過分析當前中國農(nóng)村有機固體廢棄物的組成及特點。綜合了各種處理的方法，提出發(fā)展農(nóng)村沼氣工程建設是實
現(xiàn)廢棄物資源化道路最為理想的方法之一。以衢州市農(nóng)村沼氣工程建設為實例。進一步闡明了沼氣工程建設在實現(xiàn)有機廢棄
物資源化中所發(fā)揮的重大作用和產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟效益和社會效益。
關鍵詞農(nóng)村有機固體廢棄物資源化沼氣
中圖分類號：$216．4 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2010)03—0049—03
近年來．隨著新農(nóng)村建設的速度加快．農(nóng)村固體廢棄物
的減量化、無害化、資源化集中處理受到了高度重視。在廣大
的農(nóng)村地區(qū)．加大對農(nóng)村固體廢棄物的資源化綜合利用．發(fā)
展農(nóng)村沼氣．不但可以解決群眾的生活用能，同時也帶動養(yǎng)
殖業(yè)和高效種植業(yè)的發(fā)展。不僅改善了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境質(zhì)
量、促進農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，而且從多個方面直接或間接地實
現(xiàn)了農(nóng)村的節(jié)能、環(huán)保、增收、減排等經(jīng)濟效益和社會效益。
1農(nóng)村有機固體廢棄物的組成
農(nóng)村固體廢棄物主要包括農(nóng)村生活垃圾、農(nóng)林業(yè)廢物、
畜牧養(yǎng)殖廢物等方面?。其中生活垃圾中的有機成分和農(nóng)林
業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的廢棄物均可以通過生物降解實現(xiàn)廢物的資
源化利用。隨著農(nóng)民生活條件的改善．生活垃圾中的有機成
分不斷增加．再加上液化氣的普及利用和化肥的廣泛使用．
造成許多有機垃圾農(nóng)作物秸稈等未被利用或還田．以及規(guī)模
養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生出大量代謝產(chǎn)物．從而使得農(nóng)村固體廢棄
物中所含的有機成分比以往明顯提高?。因此。如果這些廢
棄物處理不當?shù)脑挘畡荼貢Νh(huán)境造成許多負面影響。
在中國農(nóng)作物秸稈是非常豐富的．每年約為7億t。隨著
國家對基礎農(nóng)業(yè)的投入加大。這個數(shù)字也在逐步增加[3】。而
畜禽糞便廢棄物也是一個巨大的生物質(zhì)資源庫。我國每年產(chǎn)
生畜禽糞便26億t．是世界上產(chǎn)出量最大的國家。是我國固
體廢棄物產(chǎn)生量的2．4倍．畜禽糞便化學耗氧量的排放量已
達到9118萬t【4】。除此之外，農(nóng)村生活垃圾的數(shù)量也十分驚
人。根據(jù)全國愛衛(wèi)會、衛(wèi)生部聯(lián)合組織開展的全國農(nóng)村飲用
水與環(huán)境衛(wèi)生現(xiàn)狀的調(diào)查結果顯示：農(nóng)民每人每日生活垃圾
量為0．86kg，全國農(nóng)村la的生活垃圾量接近3億t【11。這些廢
棄物如果未經(jīng)合理處理．其污染程度將會僅次于工業(yè)成為第
2大的環(huán)境污染源。反之，合理地利用這些資源．不但可以促
進生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的雙贏．而且為生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供
了重要的技術支撐。
2農(nóng)村有機固體廢棄物綜合利用的幾種途徑及特點
2．1農(nóng)作物秸稈還田
農(nóng)村有機同體廢棄物如農(nóng)作物秸稈還田是把不宜直接
作飼料的秸稈(玉米秸稈、高梁秸稈等)直接或堆積腐熟或粉
碎后施入土壤中的一種方法。由于農(nóng)作物秸稈中含有豐富的
有機質(zhì)．因此通過還田可改良土壤性質(zhì)、加速生土熟化、提高
土壤肥力。秸稈還田具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益．但目
前我國的大部分地區(qū)沒有采用有效的還田措施．致使土壤養(yǎng)
分得不到及時補充．有機質(zhì)含量逐年下降．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)始終處
于種大于養(yǎng)、產(chǎn)大于投的掠奪式經(jīng)營狀態(tài)。由于化肥的施用
量占用肥總量的比例過大．土壤有機質(zhì)沒有得到及時補充，
造成土壤板結地力衰退．農(nóng)作物營養(yǎng)不良和病蟲害多的嚴重
后果．因此秸稈還田技術仍具有很大的發(fā)展推廣應用前景。
2．2厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣
廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣是經(jīng)過微生物厭氧菌分解發(fā)酵
的過程。分為液化、酸化、產(chǎn)甲烷3個階段。①在液化階段，厭
氧菌種利用胞外酶對垃圾有機物進行酶解．使固態(tài)物變成可
溶于水的物質(zhì)；②在產(chǎn)酸階段，則依靠產(chǎn)酸菌將上述可溶物
生成酸性中間物：③產(chǎn)甲烷階段。最后由甲烷菌利用酸性中
間物、以及物料中的其他碳類化合物轉(zhuǎn)化為甲烷，即我們經(jīng)
常所說的沼氣。沼氣發(fā)酵的原料來源廣泛．農(nóng)林業(yè)、畜牧業(yè)及
有機生活垃圾廢棄物均可作為發(fā)酵原料。生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生
的沼液、沼渣亦可作為有機肥使用。沼氣發(fā)酵不但防止了環(huán)
境污染．還為農(nóng)民提供了生活用能以及減少了農(nóng)村耕地的化
肥使用量。其系統(tǒng)設備投資小，故經(jīng)濟效果顯著。
2．3壓塊成型燃燒
廢棄物壓塊成型燃燒應用最為廣泛的是直燃發(fā)電技術。
主要原料是農(nóng)林廢棄物、生活固體廢棄物等．目前我國主要
集中開發(fā)以農(nóng)林廢棄物為原料的農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電。直接燃燒
發(fā)電是指全部采用廢棄物為原料．在專用鍋爐中燃燒，產(chǎn)生
蒸汽，驅(qū)動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。質(zhì)能發(fā)電改變農(nóng)村產(chǎn)業(yè)
結構和生活方式。它使國家發(fā)電能源多元化、分散化，成為繼
風力發(fā)電快速增長之后的新的可再生能源增長點。
但以目前的情況看．一些從事該領域的企業(yè)均出現(xiàn)了不
作者簡介：鄒敦強(1966一)。男．現(xiàn)在浙江省衢州市農(nóng)業(yè)局土肥與農(nóng)村能源技術推廣站從事農(nóng)村能源開發(fā)與研究工作。
萬方數(shù)據(jù) 2010．No，3． o
同程度的虧損。其主要原因在農(nóng)村原材料的供應不足。中國
科學院過程工程研究所林偉剛研究員分析說．“運輸成本過
高也是發(fā)電企業(yè)虧損的另一重要因素。由于原材料(如秸稈)
本身能量密度很低．不適于長距離運輸。企業(yè)通過成型造粒
工藝增加其比重．可部分解決運輸問題．但成型過程中高電
耗仍制約著該技術的廣泛應用。”我國作為一個非可再生能
源人均占有量極低且農(nóng)業(yè)廢棄物資源豐富的大國．解決生物
質(zhì)能發(fā)電的現(xiàn)狀．利用現(xiàn)有的電廠與生物質(zhì)能混燒可能是一
個方向。
2．4熱解氣化
農(nóng)業(yè)固體廢棄物氣化技術是我國農(nóng)村能源建設推出的
一項新技術。是利用生物質(zhì)通過密閉缺氧，采用于溜熱解法
及熱化學氧化法后產(chǎn)生的一種可燃氣體．這種氣體是一種混
合燃氣，含有一氧化碳、氫氣、甲烷等。它主要是以農(nóng)村豐富
的秸稈為原料．經(jīng)過熱解和還原反應后生成可燃性氣體．通
過管網(wǎng)送到農(nóng)戶家中實現(xiàn)集中供氣．或者通過發(fā)電機組進行
發(fā)電。但其技術現(xiàn)仍存在一些問題．最突出的是對水的二次
污染和對各種類型生物質(zhì)適用性不強且原料的利用率較低．
熱效率僅為15％左右。所以目前必須加強以下3方面的工
作：①研究完善焦油裂解技術，徹底減少對水的二次污染；②
改進技術過程．提高整體熱效率；③在有條件的地方建設示
范項目．針對不同廢料特點進行商業(yè)示范。充分證明該技術
的可靠性和經(jīng)濟性．為全面推廣生物質(zhì)氣化技術創(chuàng)造條件
[5]o
2．5集中填埋
集中填埋主要是針對難以分類的生活垃圾、建筑、醫(yī)療
廢物進行的處理。但是目前．我周大多數(shù)的農(nóng)村沒有專門的
垃圾分類、收集、運輸、填埋和處理系統(tǒng)，除了小部分可變賣
回收的同體廢棄物．如廢紙、橡膠制品、易拉罐、塑料瓶等。因
此不少的有機廢棄物會隨著這些無機垃圾的處置一起采取
單純填埋、隨意傾倒、臨時堆放焚燒等處理方式。這些廢棄物
一起進行填埋。廢棄物、浸出液或填埋氣體的泄漏也引起了
一定的環(huán)境污染[6】。同時也造成了很大的資源浪費。
2．6直接焚燒
直接焚燒首先是造成了資源的嚴重浪費。而且對環(huán)境和
人民的生產(chǎn)生活造成了許多危害：污染空氣環(huán)境；引發(fā)火災；
焚燒的濃煙降低了道路的可視性．引發(fā)交通事故。影響道路
交通和航空安全：焚燒使地面溫度急劇升高，直接燒死、燙死
土壤中的有益微生物，破壞土壤結構，造成耕地質(zhì)量下降。影
響作物對土壤養(yǎng)分的充分吸收．直接影響農(nóng)田作物的產(chǎn)量和
質(zhì)量．影響農(nóng)業(yè)收益。
2．7其它用途
農(nóng)村有機固體廢棄物尤其是農(nóng)作物秸稈的利用．除上述
的幾種處理利用途徑外．這些廢棄物在工農(nóng)業(yè)的其它領域應
用也很廣泛。如造紙、青貯飼料、混合堆肥、秸稈育菌、工藝品
制作、生物燃油、生物制氫等。農(nóng)村有機廢棄物的利用目前已
經(jīng)在國內(nèi)外引起了極大的關注．隨著在這一領域的研究和發(fā)
展的深入。這些有機廢棄物的綜合利用正朝著資源化、肥料
2010．No．3．
化、飼料化、材料化以及一些工業(yè)化的方向穩(wěn)步前進發(fā)展。
3農(nóng)村沼氣工程
厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣是目前農(nóng)村有機廢棄物資源化利用最
為普遍和經(jīng)濟實用的方法。沼氣的應用在我國已經(jīng)有一個多
世紀的歷史．其發(fā)展歷程大體上可分為4個階段．即20世紀
30年代、50年代、70年代、80年代至今?。隨著近年來沼氣
工程技術的飛速進步和高效種植業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模發(fā)展．農(nóng)村
沼氣工程已由原來單一的戶用沼氣池向大型的沼氣集中供
氣或沼電工程發(fā)展。目前國家和地方政府紛紛制定鼓勵發(fā)展
沼氣工程的項目和為工程建設提供財政支持。在全面建設新
農(nóng)村的背景下．農(nóng)村沼氣工程的建設成為杜絕污染、實現(xiàn)減
排、提供用能的最好手段。
4案例分析
衙州市地處于浙江省西部，為浙江省欠發(fā)達地區(qū)之一。
其中農(nóng)村人121數(shù)接近200萬。農(nóng)業(yè)資源豐富。近年來。黨中
央、國務院高度重視農(nóng)村沼氣建設。衙州市委、市政府也加強
了對農(nóng)村沼氣宣傳工作．加大投資力度．扎實推進農(nóng)村沼氣
規(guī)?；ㄔO。截止2007年底。全市累計建成農(nóng)村沼氣容積
59．73萬m，．年產(chǎn)沼氣4360萬m3。沼氣使用農(nóng)戶年可增收節(jié)
支21468萬元，年節(jié)約標煤3．1l萬t。2008年衢州市土肥與
農(nóng)村能源技術推廣站自主研發(fā)出了一套新型高效秸稈生物
氣化集中供氣集成技術。該套技術采用循環(huán)式2相法厭氧連
續(xù)發(fā)酵反應器．實現(xiàn)把水解酸化和產(chǎn)甲烷分別在不同的反應
器中。大大提高了厭氧消化反應器的效率。同時還實現(xiàn)了沼
液、沼渣的零排放．沼氣主要以集中供氣模式通過管網(wǎng)輸送
至農(nóng)戶家中，工程造價低，方便管理。目前該集中供氣工程已
在全省推廣．示范工程預計實現(xiàn)集中供氣用戶數(shù)600戶以
上?！叭印钡睦寐蔬_到95％以上。年增收節(jié)支8000萬以
上。為農(nóng)村有機固體廢棄物的沼氣發(fā)酵工程大規(guī)模推廣提供
了實例示范。
表l 衢州市農(nóng)村沼氣建設情況統(tǒng)計表
新增數(shù)kt／處32 102 568 759
大中型新增容積,／7／m3 1．06 3．04 6．53 7．80
沼氣工程累計數(shù)量／處32 134 702 1461
墨過查型互￡!：塑蘭：!Q !!：!!!!：箜
目前．衢州市農(nóng)村沼氣的建設已得到了穩(wěn)步發(fā)展，同時
通過沼氣工程為紐帶以“豬一沼一作物”等各類循環(huán)農(nóng)業(yè)模式
正在興起。實現(xiàn)農(nóng)民增收。農(nóng)業(yè)增效。
5結束語
農(nóng)村有機同體廢棄物的資源化利用實現(xiàn)了農(nóng)村生態(tài)效
(下轉(zhuǎn)g 57頁)
萬方數(shù)據(jù) o
轉(zhuǎn)掉的做法必須及時糾正。要樹立起“經(jīng)濟發(fā)展靠市場，環(huán)保
管理靠政府”的觀念．通過完善環(huán)境管理法規(guī)．健全環(huán)境保護
管理體系。強化政府在環(huán)境管理上的職能，使得環(huán)境保護的
宏觀綜合性決策和環(huán)境保護的監(jiān)督執(zhí)法得以順利實施。
(2)政府環(huán)境保護的行政主管部門要盡早完善其環(huán)境管
理宏觀調(diào)控機制．首先．要實現(xiàn)從單純的污染治理項目計劃
管理為主到綜合的宏觀規(guī)劃管理為主的轉(zhuǎn)變．污染治理項目
的技術審查和方案評估等技術性強的工作。其次，要實現(xiàn)從
組織環(huán)境監(jiān)督管理執(zhí)法檢查為主到制定環(huán)境保護地方法規(guī)、
標準和政策為主的轉(zhuǎn)變．環(huán)境執(zhí)法檢查可委托環(huán)境監(jiān)理和環(huán)
境監(jiān)測部門執(zhí)行．而環(huán)境管理部門則應為執(zhí)法檢查提供法
規(guī)、政策和標準的支持，最后。要實現(xiàn)從環(huán)境計劃指標由“率”
的管理為主到以“總量”管理為主的轉(zhuǎn)變．市政府下達的環(huán)境
保護計劃本本，應逐步用總量指標取代原來的“率”的指標．
以提高計劃的可操作性．因為總量指標更能反映環(huán)境質(zhì)量絕
對量的變化情況。便于計劃完成情況的檢查．更有利于控制
污染物的排放量變化。
2．2集中力量。突出重點。切實解決重大環(huán)境污染問題
(1)積極控制各類大氣污染源．努力改善大氣環(huán)境質(zhì)量。
到2009年。澄海區(qū)的一次能源結構將仍以煤炭為主，因此，
要減輕大氣煤煙型污染的程度．除了要合理調(diào)整城市布局和
工業(yè)布局．將重點大氣污染源遷移出老市區(qū)．抓緊重點大氣
污染源的治理，建設熱電并供工程外，還必須設法降低煤炭
中硫分的含量。為此，對于蒸發(fā)量達到一定值的大中型鍋爐，
要在建設高效電除塵設施的同時．積極創(chuàng)造條件．盡早采用
適用技術進行燃燒過程脫硫和煙氣脫硫處理。加快城市交通
道路系統(tǒng)的改造步伐．疏導交通和凈化尾氣相結合．控制住
汽車尾氣造成的光化學污染的發(fā)展。要結合城市房地產(chǎn)開
發(fā)．拓寬城市交通道路，以提高車速，減少因怠速行駛導致的
氮氧化物和碳氫化合物的大量排放。
(2)堅持污水集中處理與分散治理相結合的原則，最大
限度地提高城市污水處理能力。要盡快組織實施城市總體規(guī)
劃中提出的城市污水處理方案．并制定詳細的實施進度表，
按照城市總體規(guī)劃的要求．到2010年．城市污水處理能力將
達到600萬t／d以上．去除BOD在10萬t以上．澄海各排渠
的水質(zhì)有機污染狀況可望有根本好轉(zhuǎn)。污水處理廠建設費用
較大．因此污水處理廠的建設要與大規(guī)模的房地產(chǎn)開發(fā)和新
的工業(yè)區(qū)建設相結合．通過有嘗轉(zhuǎn)讓土地或建設埋地式污水
處理廠獲得污水處理廠建設資金。各鎮(zhèn)要建設獨立的污水處
理系統(tǒng)，其建設費用可由房地產(chǎn)商在土地價格中消化。要在
適當時侯．對城市居民家庭開征城市污水處理費，以補償城
市污水處理廠的運行費用。
(3)治理工程和管理措施并重，減輕噪聲污染的環(huán)境影
響。要配合城市交通道路系統(tǒng)的改造，合理配置各類構筑物。
在建筑施工工地要采取切實的工程措施，消除噪聲污染；工
業(yè)廠房要合理微觀布局．充分利用地形地物，增加噪聲在傳
播過程中的自然消減：制訂嚴厲的經(jīng)濟處罰措施，有效地控
制住卡拉OK場所、飲食大排檔等的社會生活噪聲的污染和
交通噪聲污染。
(4)尋求多種固體廢棄物綜合利用和治理的途徑，解決
固體廢棄物的二次污染問題。要制定有利于粉煤灰綜合利用
的政策．采取切實有力的措施，使粉煤灰的綜合利用量與其
產(chǎn)生量同幅度增長。要在完善生活垃圾衛(wèi)生填埋的同時，借
鑒國外經(jīng)驗．逐步推廣生活垃圾分類收集，成立有循環(huán)再生
利用價值的垃圾分類收集預處理的專業(yè)性公司。要建成醫(yī)療
垃圾集中處理廠和生活垃圾焚燒發(fā)電廠。
通過上述對策。加強環(huán)境管理，使環(huán)境污染和生態(tài)破壞
得到有效控制．在鞏固國家環(huán)保模范城市基礎上。使生態(tài)環(huán)
境持續(xù)改進和不斷提升．主要污染物排放量明顯削減．水質(zhì)
維持良好水平．居住區(qū)環(huán)境質(zhì)量和城鄉(xiāng)生態(tài)景觀不斷優(yōu)化，
生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟、社會協(xié)調(diào)發(fā)展。
參考文獻
l汕頭市澄海區(qū)環(huán)境監(jiān)測站．汕頭市澄海區(qū)環(huán)境質(zhì)量報告書(2008年
度)．2008
2汕頭市澄海區(qū)環(huán)境科學研究所．汕頭市澄海區(qū)環(huán)境保護和生態(tài)建
設“十一五”規(guī)劃．2005
3錢易．唐孝炎．環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展．高等教育出版社。2000
4張坤民。郝吉明．可持續(xù)發(fā)展論．中國環(huán)境科學出版社，1997
5楊光忠．環(huán)境保護實用知識手冊．中國環(huán)境科學出版社．2003
(土接第50頁)
益、社會效益、經(jīng)濟效益的3贏。廢棄物的資源化利用是新農(nóng)2孫躍躍，汪云甲．固體廢棄物處理現(xiàn)狀及對策分析．環(huán)境管理，2007
村建設的當務之急．同BCth_．是帶動各種農(nóng)業(yè)生態(tài)工程快速發(fā)(4)
展的必要條件。其中發(fā)展農(nóng)村沼氣是我國生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重3韓魯佳，同巧娟，劉向陽，等．中國農(nóng)作物秸稈資派及其利用現(xiàn)狀-農(nóng)
要技術支撐之一。以我國目前的發(fā)展趨勢來看，中國農(nóng)村的業(yè)工程學報，2003，18(3)
沼氣工程建設必然會走向“工程大型化、管理物業(yè)化、用途專
4相傻紅，胡偉·國畜禽糞便廢棄物資源化利用現(xiàn)狀．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備·
業(yè)化”的產(chǎn)業(yè)之路。
5 2劉00寶6亮(2．)蔣劍春．中國生物質(zhì)氣化發(fā)電技術研究開發(fā)進展．生物質(zhì)化
學工程。2006．40(4)
參考文獻6王勇．孫吉主．垃圾填埋處置涉及的巖土工程問題理論研究現(xiàn)狀．土
1孫海梅，張建福，等．農(nóng)村固廢資源循環(huán)利用問題探討．可持續(xù)發(fā)展， 工基礎．2005。19(2)
2008(6) 7張全國．沼氣技術及其應用(第2版)．化學工業(yè)出版社．2008

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