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山東省農業科技創新工程——畜禽廢棄物綜合利用項目在沃泰生物揭牌。
作為全國首個畜禽糞便蔬菜秸稈綜合利用示范工程,沃泰生物每年可處理動物糞便8萬噸、16萬畝設施蔬菜產生的秸稈廢棄物60萬噸。
這是全國首套工廠化高效生態利用關鍵技術與成套裝備在沃泰生物應用,將蔬菜秸稈、畜禽糞污變成了優質生物有機肥。
六條長達百米的槽式自動發酵池。
這些收集來的牛糞將與蔬菜秸稈碎料混合攪拌一起產生反應,實現有機融合。
一袋袋優質有機生物肥即將裝車運往市場。
眼下,那些“留之無用”、處處不受“待見”的蔬菜秸稈和畜禽糞污,在山東沃泰生物科技有限公司(以下簡稱“沃泰生物”)董事長丁立功的眼里成了“寶貝”。
在中國最大的利用畜禽養殖廢棄物和蔬菜秸稈制造生物有機肥基地——沃泰生物的車間里,幾臺大型專用粉碎機正轟鳴著將蔬菜秸稈粉碎,接下來它們將跟收集來的畜禽糞污混合攪拌在一起產生反應。在污染變身資源的道路上,這是秸稈與糞污的第一次相遇。
此后,它們將接受一系列讓人眼花繚亂的物理、化學反應,這些反應包括“接種1號菌→自動布料→有氧發酵→接種2號菌,除臭、腐熟滅菌、翻刨→增氧曝氣→換池出料→篩分+粉碎→接種3號菌→生物肥質檢”。在混合定量包裝之后,一袋袋優質的生物有機肥便可出廠了。
作為沃泰生物當家人,丁立功對山東省農科院畜牧獸醫研究所和山東省農業機械科學研究院聯手開發的這項新技術與生產線成套裝備贊不絕口,“通過對蔬菜秸稈一次高溫發酵腐熟滅菌和二次低溫滅菌腐熟,并植入有益作物生長的功能菌群后,這些曾被當做廢物的資源‘搖身一變’就成了市場需求的優質生物肥”。
讓廢物變寶貝,訴說著科技力量的神奇。但很多人并不知道,蔬菜秸稈和畜禽糞污結合、變身過程中經歷了什么,它們被資源化利用,又會給我們國家帶來什么?
無盡的煩惱:豬肉牛肉、雞鴨魚肉,吃起來香,養起來臟,蔬菜也是,產生的秸稈問題多多
一邊是無處安放的蔬菜秸稈、畜禽養殖中的糞便大量排放污染環境,一邊是化學肥料導致耕地酸化、有機質不斷流失、農村缺乏綠色能源。一“多”一“少”之間,反映出秸稈和糞便利用的巨大市場。
如何解決?山東省農科院畜牧獸醫研究所所長黃保華和他的農科院同事們找到了一把開啟資源循環利用的“金鑰匙”。
“我們常見的豬肉牛肉、雞鴨魚肉,吃起來香,但養起來臟。”畜禽養殖產生的糞污曾經讓黃保華十分頭疼,“搞養殖必然產生糞污,畜禽養殖場每天排放大量的養殖污水,它們富含氮、磷等營養物質,排入魚塘及河流中會造成水體富營養化,使水生生物死亡,嚴重時會導致魚塘及河流喪失使用功能”。數據顯示,目前全國畜禽糞污年產生量約30億噸,相當于每生產1公斤肉類,就要產生44公斤的畜禽糞污,這是農業面源污染的主要來源。
黃保華的觀點得到山東省農業機械科學研究院齊自成研究員的贊同,他向科技日報記者表示,養殖污水長時間存放還會滲入地下,使地下水中的硝態氮或亞硝態氮濃度增高,地下水溶解氧含量減少,水體有毒成分增多,導致水質惡化,危及周邊生活用水水質。高濃度污水還會導致土壤孔隙堵塞,造成土壤透氣、透水性下降及板結、鹽化,嚴重影響土壤質量,甚至傷害農作物,造成作物減產和死亡。
“這些東西處理不好,是污染、是煩惱,當然處理好了也是資源。”今年兩會期間,農業部部長韓長賦曾表示,我國養殖業規模巨大,年產8000多萬噸肉類產品,占世界第一。一年生豬的飼養量接近12億頭,禽類一年中出欄130多億只,由此每年產生的畜禽糞污,包括屠宰場清理糞污產生的污水達30億噸,秸稈8億多噸,還有大量的農膜沒有回收。
以壽光為例。眾所周知,山東壽光是聞名全國的“菜籃子”。2016年,全市蔬菜種植面積80余萬畝,總產量達20多億公斤,但蔬菜豐收之后留下的蔬菜秸稈就高達100余萬噸,給地方帶來了無盡的煩惱。
“我國的作物秸稈除了部分被飼料化等利用外,尚有40%以上被當做廢棄物丟棄,成為可怕的污染源,已造成嚴重的環境污染問題。”黃保華表示,“大量的秸稈被亂堆亂放,不僅影響了交通,堵塞了河流,造成農業面源污染越來越嚴重,同時秸稈長期置放以后,其攜帶的病原菌、蟲卵等致病源隨處傳播,不僅影響著生態,更給人身健康帶來極大危害。”
“要以提高農業供給質量為主攻方向,堅持質量興農,滿足人民群眾對良好生態的綠色化需求,實現農業的綠色發展。要推行綠色生產方式,通過農業清潔生產等途徑來保障農業可持續發展能力。”為落實上述中央一號文件精神,農業部進一步提出:到2020年,我國農業要實現“一控兩減三基本”,即控制農業用水總量;減少化肥、農藥使用量,化肥、農藥用量實現零增長;基本實現畜禽養殖排泄物資源化利用;病死畜禽全部實現無害化處理;基本實現農作物秸稈資源化利用,秸稈露天焚燒現象得到有效控制;基本實現農業投入品包裝物及廢棄農膜有效回收處理。
為把每年的中央一號文件精神和農業部指示精神落實到具體的實際行動上,山東省農業科學院在2015年就將畜禽糞污、蔬菜秸稈工廠化高效生態利用關鍵技術列為院里重點科技創新工程,著力研發。作為創新工程責任單位的山東省農科院畜牧獸醫研究所與山東省農業機械科學研究院、山東沃泰生物科技有限公司強強聯合,在全國率先研發出工廠化高效生態利用關鍵技術與成套裝備,將蔬菜秸稈、畜禽糞污變成了優質生物有機肥,為全面破解我國農業農村環境污染找到了一條新路、新模式。
“工廠化”關鍵技術:蔬菜秸稈、畜禽糞污如何變成優質生物有機肥?
蔬菜秸稈、畜禽糞污變身有機肥并不簡單,況且科學家們需要考慮將變化過程“工廠化”,并且可復制、可推廣。
幾臺大型粉碎機轟鳴著將輸送進的蔬菜秸稈粉碎,然后進入5公分的大網眼滾籠機,再通過旋轉將粉碎的秸稈漏下,秸稈中塑料薄膜以及塑料繩等雜物則被留在滾籠機內自動吐出。這是科技日報記者在沃泰生物車間看到的情景。丁立功向記者介紹,“這是秸稈與薄膜實現第一次分離,接下來,這些粉碎的秸稈再進入2公分網眼的滾籠,實現二次分選。”
篩選好的秸稈碎料進入巨大的料場,再由輸送帶源源不斷地倒進攪拌機,同時,另一側兩口的牛糞池按一定比例與秸稈混合到攪拌機。這是“有講究”的一道工序,作為技術提供方,黃保華告訴本報記者,“經過反反復復實驗,針對不同的作物秸稈,我們會通過化驗采取不同的配比,以實現最佳的碳氮比平衡”。
秸稈形成的碎料進入車間的首個環節就是添加發酵菌群,只見攪拌機上方的發酵菌液桶由計算機控制,不斷向攪拌機內添加微量菌液。“別小看這個80升的菌液桶,6個10米寬、1.8米深的發酵池一天的用菌量,一桶就夠了。這些添加了菌液的秸稈料通過分料器被分送到傳輸帶,最終進入了槽式發酵池。”丁立功說。
“我們在山東農業機械科學研究院的技術指導下,建設了6個長達百米的發酵池,在池子底部每隔1米都設置了曝氣增氧口,不間斷地向池內打氧,使發酵的秸稈溫度可達到70℃,這是重要的高溫殺菌步驟,同時大量的污水轉變成水蒸氣揮發。”丁立功說,每天通過翻堆機向前翻進3.5米,經過20多天的翻進,達到70米,此時溫度會降低到45℃。翻堆機上同樣設有菌液桶,可加入二次低溫菌繼續發酵,以達到充分滅殺作物秸稈病原體的作用。經過兩次基本發酵,秸稈攜帶的病原體基本一網打盡。
“再經歷25—30天左右的時間后,這些發酵后的粉碎秸稈溫度下降到30