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九江禮淶農(nóng)業(yè)
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農(nóng)業(yè)廢棄物生物高效處理及資源化利用配套技術(shù)

發(fā)表時(shí)間:2024-03-09 10:31

農(nóng)業(yè)廢棄物生物高效處理及資源化利用配套技術(shù)

來(lái)源:農(nóng)業(yè)廳科教處

一、技術(shù)概述


(一)技術(shù)基本情況


2023年是全面貫徹黨的二十大精神開(kāi)局之年,《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于做好2023年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見(jiàn)》(2023年中央1號(hào)文件)強(qiáng)調(diào)推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展:加快農(nóng)業(yè)投入品減量增效技術(shù)推廣應(yīng)用,推進(jìn)水肥一體化,建立健全秸稈、農(nóng)膜、農(nóng)藥包裝廢棄物、畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物收集利用處理體系。


目前,我國(guó)近 8 億噸的農(nóng)作物秸稈、約 20 億噸的畜禽排泄物,60%以上未被有效利用,隨處堆放或就地焚燒,對(duì)自然環(huán)境及農(nóng)村人居環(huán)境都產(chǎn)生了不利影響甚至是嚴(yán)重的破壞。農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用,既是生態(tài)文明建設(shè)的迫切要求,也有廣闊的空間和前景。


全面推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物及農(nóng)作物秸稈資源化綜合利用,是改善農(nóng)村人居環(huán)境、建設(shè)秀美鄉(xiāng)村的重要內(nèi)容。針對(duì)農(nóng)村秸稈焚燒和動(dòng)物糞便等農(nóng)業(yè)面源污染、土壤有機(jī)質(zhì)流失、地力下降、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,以處理秸稈和養(yǎng)殖糞污為基礎(chǔ),綜合解決農(nóng)業(yè)面源污染資源化利用難題,將農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行循環(huán)利用,全面提升畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用水平,既解決因秸稈焚燒和動(dòng)物糞便排放等造成的農(nóng)業(yè)面源污染,又能提高有機(jī)肥用量、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)等肥力、降低生產(chǎn)成本、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。


九江禮淶生物科技有限公司依托院士(專家)工作站技術(shù)力量,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院院士鄧子新團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)專業(yè)發(fā)酵劑和智能發(fā)酵設(shè)備,就地建立畜禽糞污智能發(fā)酵堆,將畜禽糞污制成有機(jī)肥。以畜禽養(yǎng)殖廢棄物(畜禽糞便)為主要原料(占70%),農(nóng)作物秸稈(占30%,干物料,粉碎)為輔料,添加特定發(fā)酵菌劑,充分拌勻,并以高分子納米膜覆蓋堆垛發(fā)酵,通過(guò)智能設(shè)備自動(dòng)通風(fēng)供氧,借助傳感器感知溫度變化,將動(dòng)物糞便和農(nóng)作物秸稈制成有機(jī)肥。通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)開(kāi)展養(yǎng)殖廢水和固廢綜合治理與資源化工程建設(shè),實(shí)行“糞污-有機(jī)肥/沼液-農(nóng)作物”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。


堆肥發(fā)酵處理器用于動(dòng)物糞便發(fā)酵,可以將各種動(dòng)物糞便發(fā)酵成完全合格的高品質(zhì)有機(jī)肥。一臺(tái)堆肥發(fā)酵處理器一次可發(fā)酵100m3養(yǎng)殖糞便,一年可發(fā)酵6次,可處理600m3養(yǎng)殖糞便,相當(dāng)于100頭自繁自養(yǎng)母豬場(chǎng)(或2萬(wàn)羽蛋雞場(chǎng))只需一臺(tái)堆肥發(fā)酵處理器即可完全處理整廠的養(yǎng)殖糞便。


開(kāi)展農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用,創(chuàng)建“循環(huán)農(nóng)業(yè)禮淶模式”,將農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理和資源化利用,解決“養(yǎng)殖場(chǎng)造肥”和“種植戶用肥”的兩大難題。


(二)技術(shù)示范推廣情況


1.柴桑區(qū)推廣循環(huán)農(nóng)業(yè)模式:為有效破解農(nóng)業(yè)面源污染難題,九江市農(nóng)業(yè)科學(xué)院等技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)和柴桑區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局積極推廣循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”。該模式為農(nóng)戶和養(yǎng)殖場(chǎng)提供全套動(dòng)物保健方案、成套專利發(fā)酵設(shè)備、發(fā)酵劑等,將養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便與農(nóng)作物秸稈就地混合智能發(fā)酵制成有機(jī)肥,將養(yǎng)殖廢液進(jìn)行生物發(fā)酵處理制成液態(tài)肥后,由專業(yè)企業(yè)進(jìn)行回收,再將回收肥料循環(huán)投入到農(nóng)作物種植業(yè)中。截至目前,柴桑區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”,已處理約50萬(wàn)頭生豬糞污,約500萬(wàn)羽蛋雞糞污,已直接或間接消納有機(jī)肥超20萬(wàn)噸,農(nóng)田面源治理及有機(jī)肥施用覆蓋種植面積超200萬(wàn)畝,從根本上破解了農(nóng)業(yè)面源污染難題,同時(shí)改善了土壤結(jié)構(gòu)、提升了土地肥力,提高了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),提升了農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值。


2.農(nóng)業(yè)面源污染治理領(lǐng)域:現(xiàn)已承擔(dān)了九江市柴桑區(qū)、湖口縣、吉安市青原區(qū)等多個(gè)農(nóng)業(yè)面源污染治理項(xiàng)目;正積極推進(jìn)九江市武寧縣、共青城市等多個(gè)地區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染治理項(xiàng)目。


3.畜禽糞污資源化利用領(lǐng)域:現(xiàn)已承擔(dān)、參與了九江市修水縣和贛州市南康區(qū)等地畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施工作。


4.綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:現(xiàn)已承擔(dān)了九江市武寧縣、都昌縣、修水縣和撫州市南城縣、上饒市鄱陽(yáng)縣和湖北省黃岡市武穴市等地綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范項(xiàng)目實(shí)施工作。


5.地力提升有機(jī)肥應(yīng)用領(lǐng)域:現(xiàn)已承擔(dān)了九江市柴桑區(qū)、濂溪區(qū)、修水縣,吉安市遂川縣、新干縣,宜春市豐城市、萬(wàn)載縣、銅鼓縣,撫州市崇仁縣、金溪縣,贛州市興國(guó)縣,景德鎮(zhèn)市浮梁縣和湖北黃梅縣等多地地力提升有機(jī)肥應(yīng)用項(xiàng)目。


截至目前,循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”已累計(jì)在江西省九江市柴桑區(qū)等19個(gè)縣(市、區(qū))和湖北黃梅縣、武穴市2個(gè)縣(市)依托畜禽糞污資源化利用、農(nóng)業(yè)面源污染治理、綠色種養(yǎng)循環(huán)、有機(jī)肥地力提升等項(xiàng)目開(kāi)展技術(shù)示范推廣,累計(jì)處理約540萬(wàn)頭豬當(dāng)量糞污(500萬(wàn)頭生豬糞污、1200萬(wàn)羽蛋雞糞污),糞肥和商品有機(jī)肥消納超20萬(wàn)噸/年,農(nóng)田面源治理及有機(jī)肥施用覆蓋種植面積超500萬(wàn)畝,為落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記共抓長(zhǎng)江大保護(hù)作出積極貢獻(xiàn)。


(三)提質(zhì)增效情況


農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用,應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖和種植大戶,引領(lǐng)企業(yè)和地方種養(yǎng)大戶在生產(chǎn)中踐行生態(tài)農(nóng)業(yè),提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率,控制農(nóng)業(yè)面源污染,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益的有機(jī)統(tǒng)一。


1.經(jīng)濟(jì)效益


利用專業(yè)發(fā)酵劑和智能發(fā)酵設(shè)備,將養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便與農(nóng)作物秸稈就地混合通過(guò)條垛式覆膜堆肥發(fā)酵設(shè)施制成有機(jī)肥,一臺(tái)堆肥發(fā)酵處理器一次可發(fā)酵100m3養(yǎng)殖糞便,一年可發(fā)酵6次,可處理600m3養(yǎng)殖糞便,相當(dāng)于100頭自繁自養(yǎng)母豬場(chǎng)(或2萬(wàn)羽蛋雞場(chǎng))只需一臺(tái)堆肥發(fā)酵處理器即可完全處理整廠的養(yǎng)殖糞便,實(shí)現(xiàn)“畜禽糞污+農(nóng)作物秸稈-有機(jī)肥-農(nóng)作物”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。


堆肥發(fā)酵處理器用于動(dòng)物糞便發(fā)酵,一臺(tái)設(shè)備一次發(fā)酵可產(chǎn)有機(jī)肥80噸,一年可產(chǎn)有機(jī)肥480噸,且動(dòng)物糞便發(fā)酵有機(jī)肥成本較低,平均每噸有機(jī)肥利潤(rùn)在200元左右,一臺(tái)設(shè)備一年可創(chuàng)造96000元的利潤(rùn),這樣不但解決了養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便污染問(wèn)題,也給養(yǎng)殖場(chǎng)帶來(lái)了一筆不小的收入,稍微有規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)投入了一定的設(shè)備,那么就相當(dāng)于一家小型的有機(jī)肥廠,在有利潤(rùn)的情況下自然而然地帶動(dòng)了當(dāng)?shù)厝说牟糠志蜆I(yè)問(wèn)題。


循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”串聯(lián)種養(yǎng)兩端,一方面幫助解決養(yǎng)殖戶畜禽糞污和種植戶秸稈處理難題,降低養(yǎng)殖戶和種植戶生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本,提高農(nóng)民收益;另一方面通過(guò)增施有機(jī)肥(含沼液肥)和綠色防控,提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì),提高農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格,增加農(nóng)民收入,同時(shí)提升土壤有機(jī)質(zhì)含量,能長(zhǎng)期提升土地產(chǎn)出,增加農(nóng)民潛在收益。


2.生態(tài)效益


有機(jī)肥作為傳統(tǒng)化肥的替代品,能夠在滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分同時(shí),有效改善土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)于生態(tài)改善及食品安全有著長(zhǎng)效的改善效果。既減少了化肥使用對(duì)土壤的破壞,又減少了畜禽糞污排放對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)還起到改善土壤有機(jī)質(zhì)含量的作用。


該技術(shù)應(yīng)用實(shí)施過(guò)程以處理畜禽養(yǎng)殖糞便為目標(biāo),不產(chǎn)生廢渣,是典型的“廢棄物至資源”多級(jí)循環(huán)利用技術(shù)方案,其可持續(xù)發(fā)展效應(yīng)明顯。推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物及農(nóng)作物秸稈資源化綜合利用,加快構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展新格局,全面提升畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用水平,改善農(nóng)村人居環(huán)境。


農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境提升是農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”以綜合處理農(nóng)業(yè)廢棄物為核心,大大減少了畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)污染問(wèn)題,減少了60%~70%畜禽糞污和農(nóng)作物秸稈等廢棄物的轉(zhuǎn)運(yùn)量,并通過(guò)增施有機(jī)肥和綠色防控,減少了化肥和農(nóng)藥使用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境得到了較大改善;通過(guò)生產(chǎn)環(huán)境的改善,提升了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色健康發(fā)展。


3.社會(huì)效益


畜禽糞污資源化利用,既屬于環(huán)保項(xiàng)目,又屬于循環(huán)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目,符合國(guó)家所倡導(dǎo)大力發(fā)展綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品,資源循環(huán)利用,加強(qiáng)社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)的政策導(dǎo)向。在實(shí)現(xiàn)禽畜糞污集中化處理、資源化利用的同時(shí),生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥將對(duì)土壤修復(fù)、促進(jìn)綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、保障市民食品安全等方面,產(chǎn)生積極而深刻的意義。


堆肥發(fā)酵處理器,可合理化持續(xù)性地處理秸稈及動(dòng)物糞便,為秸稈處理和養(yǎng)殖糞污處理提供了可參考的模式,具有很強(qiáng)的示范推廣作用。


美麗鄉(xiāng)村建設(shè)以提升農(nóng)民生活品質(zhì)為核心。“環(huán)境秀美”是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重點(diǎn)工作,黨和政府高度重視鄉(xiāng)村環(huán)境整治,推動(dòng)實(shí)施養(yǎng)殖污染治理、水環(huán)境治理和戶廁改革等工作。循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”深入實(shí)施農(nóng)業(yè)面源污染治理,減少了畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈、農(nóng)藥和化肥等對(duì)土壤、水體和空氣的污染影響,實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村水美、土肥和天藍(lán),促進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。


(四)技術(shù)獲獎(jiǎng)情況


該技術(shù)榮獲第五屆“綻放杯”5G 應(yīng)用征集大賽江西區(qū)域賽——“農(nóng)業(yè)類”行業(yè)賽三等獎(jiǎng)和第六屆“綻放杯”5G 應(yīng)用征集大賽江西區(qū)域賽5G+智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)賽三等獎(jiǎng)。


二、技術(shù)要點(diǎn)


針對(duì)畜禽糞污產(chǎn)生量大,富含氮源、有機(jī)質(zhì)等不同作物營(yíng)養(yǎng),同時(shí)也含有病菌、臭味分子等多種有害物質(zhì),有一定處理難度,常規(guī)處理成本較高;秸稈富含有機(jī)質(zhì)成分,經(jīng)過(guò)腐熟后秸稈是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料,但秸稈木質(zhì)化程度高,腐熟時(shí)間長(zhǎng),同時(shí)含有病蟲(chóng)害,生施秸稈對(duì)種植有較大影響等問(wèn)題。本技術(shù)從發(fā)酵關(guān)鍵點(diǎn)考慮,即協(xié)調(diào)發(fā)酵微生物的效果及成本、氧氣的供給及便利、碳氮比合理化、水分的把握,研發(fā)兩大類核心產(chǎn)品,一是微生物發(fā)酵劑,根據(jù)秸稈木質(zhì)化程度差異、不同畜禽糞便理化特性,細(xì)分為多種不同的發(fā)酵劑產(chǎn)品;二是發(fā)酵設(shè)備,重點(diǎn)解決自動(dòng)供氧、溫度和水分監(jiān)測(cè),高分子納米覆蓋膜等關(guān)鍵技術(shù)。解決目前畜禽糞污+秸稈綜合利用中量大而分散、處理成本較高、處理技術(shù)不成熟等關(guān)鍵問(wèn)題,將農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥從而實(shí)現(xiàn)資源化利用。


(一)技術(shù)模式


本技術(shù)利用專業(yè)發(fā)酵劑和智能發(fā)酵設(shè)備,以畜禽糞污為主要原料,農(nóng)作物秸稈為輔料,添加特定發(fā)酵菌劑,就地建立畜禽糞污智能發(fā)酵堆,以高分子納米膜覆蓋堆垛發(fā)酵,通過(guò)智能設(shè)備自動(dòng)通風(fēng)供氧,借助傳感器感知溫度變化,將動(dòng)物糞便和農(nóng)作物秸稈制成有機(jī)肥,從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。九江禮淶生物科技有限公司研發(fā)的動(dòng)物糞便智能堆肥發(fā)酵處理器,獲得國(guó)家專利證書(shū)(專利號(hào):ZL 201920158817.X)。


(二)工藝技術(shù)原理


畜禽糞污+秸稈就地覆膜有氧智能發(fā)酵制成固態(tài)有機(jī)肥工藝技術(shù)原理:


1.智能控制箱標(biāo)準(zhǔn):配備一針多點(diǎn)式溫度傳感器,同一探針上能夠探測(cè)不少于 3個(gè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),探測(cè)深度≥75cm。工作環(huán)境溫度-50 ~ 200 ℃,探測(cè)誤差范圍±0.5℃。


2.遠(yuǎn)程后臺(tái)管理系統(tǒng):管理者能夠通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)其所有處理點(diǎn)肥堆的發(fā)酵進(jìn)程進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控管理,實(shí)時(shí)查看肥堆位置和溫度信息。


3.移動(dòng)端實(shí)時(shí)監(jiān)管系統(tǒng):該系統(tǒng)能夠在遠(yuǎn)程終端(數(shù)據(jù)中心、電腦、手機(jī)等)上對(duì)肥堆發(fā)酵溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè);能夠遠(yuǎn)程對(duì)發(fā)酵過(guò)程的曝氣量進(jìn)行調(diào)整,優(yōu)化發(fā)酵效果。


在智能發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)斯普云大數(shù)據(jù)平臺(tái),每臺(tái)設(shè)備附專一二維碼,借助數(shù)字物聯(lián)技術(shù),隨時(shí)掌握物料發(fā)酵時(shí)間,內(nèi)層、中層和外層溫度變化,并根據(jù)溫度變化情況,調(diào)節(jié)通風(fēng)供氧速率,達(dá)到高效智能處理農(nóng)業(yè)廢棄物,同時(shí),將生產(chǎn)過(guò)程全部情況及時(shí)傳導(dǎo)到數(shù)據(jù)管理中心及展示界面,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)在企業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用,助推農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。


(三)循環(huán)農(nóng)業(yè)“禮淶模式”核心要素


1.核心技術(shù)產(chǎn)品


(1)針對(duì)不同畜禽糞污、不同秸稈的系列發(fā)酵劑,并獲得國(guó)家專利證書(shū)。(畜禽糞便高效發(fā)酵劑及其發(fā)酵方法 ZL201210266547.7)


(2)農(nóng)業(yè)廢棄物智能堆肥發(fā)酵處理器,并獲得國(guó)家專利證書(shū)。(動(dòng)物糞便堆肥發(fā)酵處理器 ZL 201920158817.X)


2.基于核心技術(shù)的核心工藝


(1)針對(duì)固體糞便和秸稈處理:納米覆膜自動(dòng)供氧發(fā)酵工藝。




(2)針對(duì)污水處理:




3.核心處理原則和模式


(1)針對(duì)污水:就地處理,就近資源化利用,并由禮淶提供第三方轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)。


(2)針對(duì)糞便、秸稈:就地處理,統(tǒng)籌消納,并由禮淶成立運(yùn)營(yíng)中心,進(jìn)行回收、加工和銷售運(yùn)營(yíng)。


三、適宜區(qū)域


本技術(shù)以就地消納、能量循環(huán)、綜合利用為主線。適宜全省各地及我國(guó)南方地方推廣應(yīng)用。


四、注意事項(xiàng)


發(fā)酵床墊料運(yùn)行與維護(hù)作為異位發(fā)酵床技術(shù)的核心部分,其主要是通過(guò)翻拋機(jī)進(jìn)行墊料的翻拋處理,對(duì)溫度和溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),糞污添加量也是影響發(fā)酵效果的一個(gè)重要因素,實(shí)際生產(chǎn)中易出現(xiàn)過(guò)量添加等問(wèn)題,導(dǎo)致發(fā)酵床變成過(guò)濾床,其發(fā)酵功能無(wú)法得到充分發(fā)揮。因此,操作人員要嚴(yán)格按照異位發(fā)酵床技術(shù)規(guī)程的進(jìn)行操作,并做好各項(xiàng)記錄,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)查找原因并加以改正,以獲得良好的效果。


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