隨著工農(nóng)業(yè)和城市的快速發(fā)展,城市垃圾、廢棄物以及養(yǎng)殖場畜禽糞便的大量排放,對周圍生態(tài)環(huán)境和疫病防治工作帶來了大的危害。因此,利用畜禽糞便、生活垃圾和廢渣污泥生產(chǎn)有機肥料,不但美化了環(huán)境,而且變廢為寶,是家大力推廣項目。有機堆肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景如何呢?且聽小編來為你分析。
、外堆肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
堆肥已成為世界范圍內(nèi)處理有機固體廢棄物的種普遍工藝。據(jù)報道,美1997年共有8500余座堆肥設施,其中15座用于處理市鎮(zhèn)混合垃圾,250 座處理城市污泥,138座處理食品垃圾,3316座處理園林垃圾,5700余座處理農(nóng)場廢棄物。到2009年,美每年產(chǎn)生養(yǎng)殖糞便6600萬噸(干)、污泥700萬噸(干)和5500萬噸(濕)有機垃圾:般估計美仍有4500~5000座堆肥設施,而且總的趨勢是隨著填埋場對有機物的限制以及食品垃圾等有機物處理的興起,堆肥產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。
2006年美生活垃圾產(chǎn)生量為2.28億噸,折合人均2.09kg/天。其中59.3%為有機垃圾。目前32.6%回收利用,24.3%回收,8.3%堆肥,12.5%焚燒和55%填埋。總的方向是減少填埋比例,增加回收及有利用。2004年美污泥(干)產(chǎn)生量為6500萬噸,折合人均60.9g/天或相當于1.22kg濕污泥(95%含水量)/天,其中49%得到了有利用,包括74%農(nóng)業(yè)利用,1%林業(yè)利用,3%土地改良,22%堆肥及作為有機肥,另外51%用于填埋、焚燒等。污泥土地直接利用成本僅為堆肥的半左右,但受到病原菌、氣體排放和水污染等影響。污泥堆肥直受到臭氣、氨、運行成本高的挑戰(zhàn),需要探討新的方法。目前污泥脫水技術的提高使得污泥含水量降低到70%~78%,大大減少了添加調(diào)理劑的數(shù)量和成本。
農(nóng)業(yè)廢棄物包括作物秸稈和動物糞便,般堆肥較簡單,且成本較低。動物糞便由于水分含量高,通常需要進行調(diào)節(jié)。NEW ERA農(nóng)場的堆肥設施,已有30年歷史,年生產(chǎn)7~9萬噸堆肥,采用條垛堆肥,堆肥時間90~120天。產(chǎn)品銷售到周圍400個種植基地約40萬公頃土地上,其中1.4萬公頃為有機認證基地。堆肥售價為13~23美元/t。
美環(huán)保署對堆肥過程的要求是:對容器堆肥或靜態(tài)通氣堆肥,堆肥溫度大于55°保持3天;對條垛堆肥(有翻堆),堆肥溫度大于55°保持15天,翻堆5次。
為了控制臭氣及氨氣排放,系列堆肥工藝提了出來。包括HIGH RISE豬舍結(jié)合條垛堆肥,雞糞皮帶輸送系統(tǒng)結(jié)合反應器堆肥,高層養(yǎng)雞結(jié)合深堆發(fā)酵,牛糞通氣堆結(jié)合條垛翻堆等。這些系統(tǒng)均考慮了臭味、蒼蠅及病原菌控制,同時實現(xiàn)了養(yǎng)殖糞便向種植基地的回流。
小規(guī)模的就地堆肥系統(tǒng)近些年得到開發(fā)和應用,如EARTHTUB技術,配備有攪拌、通風及臭味處理設施,門用于學校、飯店等場所。
歐盟272007年生活垃圾2.61億噸中,填埋占到41%,焚燒20%,循環(huán)或堆肥利用39%。預計2020年歐洲垃圾產(chǎn)生量將達到2.79億噸,其中循環(huán)和堆肥達到49%,填埋減少到28%,焚燒略微增加到23%。
歐美眾多家2005年不同污泥處理處置方式中,土地利用占到50%,填埋占到32%,焚燒占到12% 。
德年有機廢物資源量為1290萬噸,其中68.7% (880萬噸)經(jīng)過源頭分類。德現(xiàn)有堆肥設施約980個,年處理1000萬噸生物垃圾,生產(chǎn)400萬~500萬噸堆肥產(chǎn)品;沼氣設施約650個,年處理240萬噸生物垃圾。
德年收集到的880萬噸分類生活垃圾中,83%經(jīng)過堆肥處理,17%通過厭氧處理。其中厭氧處理中只有5%缺乏后期的堆肥處理,大部分(12%) 在其后結(jié)合有堆肥。荷蘭和意大利也有類似趨勢。如WILP采用干式中溫厭氧發(fā)酵結(jié)合通氣靜態(tài)堆肥,年處理能力7萬噸;HENELO采用干式高溫消化結(jié)合隧道堆肥,年處理能力5萬噸。
際范圍在有機廢棄物處理方面的總體趨勢如下。
1、減少廢物產(chǎn)生:即通過產(chǎn)品及工藝設計在源頭即減少廢物的產(chǎn)生,并減少廢物中有毒物質(zhì)的危害水平;以及通過普及宣傳號召居民改變生活及消費習慣,減少廢物產(chǎn)生。
2、農(nóng)業(yè)廢棄物處理:歐美各農(nóng)業(yè)廢棄物的處理均建立在種養(yǎng)結(jié)合或種養(yǎng)平衡基礎上,即養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模與周圍土地環(huán)境負荷相協(xié)調(diào)的原則。在此基礎上,養(yǎng)殖廢物的處理基本采取了簡單的就地處理就地利用方式,如廢物混合穩(wěn)定塘處理結(jié)合土地利用,或厭氧發(fā)酵結(jié)合土地利用,或堆肥結(jié)合土地利用等。
3、生活垃圾源頭分離:混合垃圾堆肥由于運行成本較高以及產(chǎn)品使用難受到限制,人們開始關注垃圾源頭分選而后進行堆肥。由于控制臭味成本增加及臭味抱怨增多導致-些垃圾堆肥廠關門。相反園林垃圾堆肥則較為成功,美已有3200余座,這也與些州禁止園林垃圾進人填埋場以及填埋處理費提高有關。
4、堆肥工藝創(chuàng)新:外堆肥工藝種類繁多,僅Haug主編的堆肥手冊中就涉及55種不同工藝?,F(xiàn)代堆肥工藝的幾個方向是:密閉化、快速高、環(huán)境友好和低成本。
5、加強堆肥質(zhì)量控制:歐美很多家建立起了堆肥產(chǎn)品認證制度,并形成了系列控制體系。包括對堆肥產(chǎn)品理化指標如水分、容重、碳、NPK、pH值、重金屬、揮發(fā)性固體、腐熟度的程檢測,了解這些指標的實際變化,為控制質(zhì)量奠定基礎;盡量從原料及工藝角度出發(fā)保持堆肥中的養(yǎng)分(NPK) 水平,以確保產(chǎn)品的肥及競爭力;優(yōu)化堆肥施用技術,如施肥時間、施肥方法和施肥量等;消除堆肥毒性;生產(chǎn)抗病堆肥等。
二、內(nèi)堆肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
調(diào)查表明,我每年畜禽糞便產(chǎn)生量約30億噸,實際有處理率不到20%。從來看,規(guī)模飼養(yǎng)肉蛋雞已占到家禽出欄量的48%,生豬常年存欄在200頭以上的規(guī)模化養(yǎng)殖場(相當于年出欄500頭)的飼養(yǎng)總量已占到總出欄量的10%。主要養(yǎng)殖省份(廣東、北京、浙江、上海,福建、山東)的規(guī)模化養(yǎng)殖比重已超過50%,個別省份達到90%以上。以北京郊區(qū)為例,截止到2008年底,市各類養(yǎng)殖總存欄達3000萬只(頭),其中生豬存欄179、8萬頭,家禽存欄2724、26萬只,肉牛存欄60630頭,各類畜禽養(yǎng)殖糞污量為580萬噸,市目前耕地的畜禽糞污平均負荷量達到25t/hm2,明顯高于平均水平。養(yǎng)殖糞污已經(jīng)成為農(nóng)村主要的環(huán)境污染源,不僅造成土壤及水環(huán)境污染,而且成為制約養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。
城市生活污水污泥的處理是個世界性的難題,處置不當易造成環(huán)境二次污染。截止到2010年底,我已建設污水處理廠2800多座,城鎮(zhèn)污水處理量已達到300億立方米,處理廢水產(chǎn)生的污泥量(含水量80%)達3000萬噸左右。根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示,我污水處理廠所產(chǎn)生的污泥,有80%沒有得到妥善處理,污泥隨意堆放及所造成的污染向題已經(jīng)凸顯出來,并且引起了社會的關注。未來可預測的污泥產(chǎn)生量至少在1000萬噸(干)以上,近年在南方各地由于垃圾填埋場拒收、土地緊張、周圍擾民等原因,污泥的處理處置已成為十分迫切的問題。
畜禽糞便、市鎮(zhèn)污泥等有機廢棄物若不經(jīng)合理處理,必將給周圍環(huán)境帶來嚴重威脅。根據(jù)內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗,有機固體廢棄物的處理應以資源化利用為主導方向,主要的技術途徑就是通過對這些廢棄物資源進行生物堆肥處理,實現(xiàn)廢棄物的減量化、資源化、無害化利用。
另方面,從我農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和市場需求看,未來有機肥的發(fā)展?jié)摿σ彩謴V闊。隨著我農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和“三綠工程”的實施,優(yōu)質(zhì)高生態(tài)農(nóng)業(yè)種植面積將逐年擴大,綠色食品、有機食品生產(chǎn)基地的擴大必然形成對有機肥的巨大需求。與此同時,家對改善生態(tài)環(huán)境的巨大投入必將有拉動林、草、花卉用肥需求的迅猛增長。
近年來我經(jīng)濟的快速發(fā)展對環(huán)境形成了很大壓力,相當多的河流湖泊受到污染。保護水資源已成為生存和發(fā)展的重大問題,黨中央,務院予以高度重視,下決心徹底解決?;春?、太湖流城“三廢”污染治理的兩個“零點行動”已取得初步成。據(jù)了解,僅解決淮河、太湖流域的農(nóng)業(yè)污染問題需要置換化肥施用量的有機肥年需求量就將超過百萬噸。
另外我許多農(nóng)業(yè)集約化程度高的地區(qū)別是東部蔬菜、水果等經(jīng)濟作物種植地區(qū),由于長期大量使用化學肥料,土壤肥力已出現(xiàn)不同程度的退化,包括土壤鹽分提高、土質(zhì)變差、土傳病害嚴重等,這些都要求對土壤增加優(yōu)質(zhì)有機肥料的投入,并實施“沃土工程”。其市場容量也是相當大的。
總體上,由于長期忽視對固體廢物的管理以及技術裝備等的不足,我的堆肥產(chǎn)業(yè)目前仍處在個發(fā)展初期,堆肥規(guī)模、堆肥廠的數(shù)量以及堆肥工藝水平基本停留在個粗放式的簡單加工階段,與發(fā)達家相比距離甚遠。事實上,中目前已成為有機固體廢棄物產(chǎn)生,僅養(yǎng)殖畜禽類便年產(chǎn)量就達到30億噸左右。大量的有機廢棄物未加工處理進人環(huán)境,帶來了土壤和水體的富營養(yǎng)化和嚴重污染,實現(xiàn)有機廢棄物有處理和土地循環(huán)利用將成為未來重要的發(fā)展方向。
三、有機堆肥發(fā)展前景
隨著家對環(huán)境保護治理的加強以及社會資金對該行業(yè)的關注,規(guī)模化固體廢棄物的生物堆肥以及有機肥生產(chǎn)必將進人蓬勃發(fā)展的階段,也預示著本域推廣前景將十分廣闊。具體表現(xiàn)在如下幾個方面。
1、有機固體廢棄物的堆肥處理和土地利用實質(zhì)上是保持土壤和生態(tài)系統(tǒng)碳平衡的重要途徑和方向,根據(jù)我們的研究結(jié)合歐洲的經(jīng)驗,我有機廢棄物土地利用合理的比例應占到產(chǎn)生總量的50%以上,這樣才能保障土壤有機質(zhì)的平衡、實現(xiàn)環(huán)境安和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的穩(wěn)定與長久。
2、有機廢棄物的堆肥利用關系到城鎮(zhèn)有機廢棄物及新農(nóng)村的環(huán)境治理、固廢環(huán)保產(chǎn)業(yè)的壯大、土壤長期培肥與生態(tài)建設以及持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的建立等重大農(nóng)業(yè)與環(huán)境發(fā)展議題,目前內(nèi)研究及技術水平均不足以支撐上述發(fā)展需求,應加強相關域的技術和設備研制,并鼓勵建立不同模式的示范工程。
3、過去60年來,我有機肥料的施用比例從1949年的100%下降到2003年的20%,科學研究表明理想的施肥結(jié)構(gòu)應該是有機無機各占50%,由此分析,未來我有機肥料即使按實物量估算年生產(chǎn)能力也將達到5000萬噸以上,有機肥產(chǎn)業(yè)前景十分廣闊。
4、中的堆肥工藝和設備水平還較低,需要大量引進外先進的技術和工藝,開展際堆肥產(chǎn)業(yè)合作有很大的發(fā)展空間。
5、不同于歐美家,中堆肥及有機肥的發(fā)展基本上走了條具色的市場化道路,包括自主技術和設備的開發(fā),堆肥菌劑的應用,快速堆肥工藝的提出和有機無機復混肥工藝和設備的建立。這些技術模式對世界各都有借鑒意義。