新農(nóng)村建設(shè)中固體廢物的收運(yùn)體系及其資源化應(yīng)用
隨著農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展, 雖然農(nóng) 村區(qū)域面積逐年減小, 但由于農(nóng)村區(qū)域人口集中, 經(jīng) 濟(jì)活動頻繁, 農(nóng)民生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié) 構(gòu)發(fā)生深刻變化, 各類作物秸稈及人、畜禽糞便產(chǎn)生 量日益增大, 而收集處理能力嚴(yán)重不足, 造成農(nóng)村固 體廢物亂堆、亂倒、亂放, 污染環(huán)境的問題日益嚴(yán)重。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)作物秸稈、菜根、菜葉、畜禽糞 便、墊草、剩余飼料等固體廢棄物的無組織堆置, 不但 占用了大量土地, 腐敗分解出氨氣、二氧化碳、硫化 氫、沼氣等有害氣體污染環(huán)境, 而且造成資源的嚴(yán)重 浪費(fèi)。因此, 固體廢物的收集貯運(yùn)及管理顯得尤為重 要。目前國內(nèi)外研究較多的是城市垃圾的分類收集和 資源化處理, 而對農(nóng)業(yè)固體廢物的收集貯運(yùn)則研究較 少[1、2]。農(nóng)村環(huán)境問題直接關(guān)系到農(nóng)村小康社會建設(shè)和 廣大人民群眾的身體健康。我國農(nóng)業(yè)人口眾多, 居住 相對分散, 環(huán)保意識淡薄, 因此固體廢物的分類收集、 運(yùn)輸與管理難度較大。因此, 如何在基于我國國情的 條件下, 按照當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會條件, 有重點(diǎn)地建設(shè)農(nóng)村 有機(jī)廢物收運(yùn)系統(tǒng), 有效開展畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈 和生活垃圾等固體廢物的無害化處理和資源化利用, 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)民生活之間的物流、能流良性循 環(huán), 是我們建設(shè)社會主義新農(nóng)村、走可持續(xù)發(fā)展之路 必須要解決的當(dāng)務(wù)之急的問題。
1 農(nóng)村固廢的來源與環(huán)境特征
1.1 農(nóng)村生產(chǎn)垃圾
1.1.1 畜禽糞便廢棄物
隨著畜禽糞便養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大, 畜禽數(shù)量 的增多, 不可避免地帶來畜禽糞便的增多, 而且附帶 各種伴生物和添加物。畜禽糞便組分主要有糞便及其 分解產(chǎn)物、伴生物和添加物[3]。畜禽糞便中含有大量的 有機(jī)物, 且有可能帶有病原微生物和各種寄生蟲卵, 如不及時加以處理和合理利用, 將造成嚴(yán)重的有機(jī)污 染和生物污染, 成為環(huán)境公害, 危害人畜的健康。
1.1.2 農(nóng)作物秸稈
我國的各類農(nóng)作物秸稈資源十分豐富, 總產(chǎn)量達(dá) 7 億多t, 其中稻草2.3 億t, 玉米稈2.2 億t, 豆類和秋 雜糧作物秸稈1.0 億t, 花生和薯類藤蔓、甜菜葉等1.0 億t。一般情況下, 作物秸稈的組成元素中碳占絕大部 分, 主要糧食作物水稻、小麥、玉米等秸稈的含碳量占 40%以上, 其次為鉀、硅、氮、鈣、鎂、磷、硫等元素[4]。農(nóng) 作物秸稈的環(huán)境影響主要有侵占土地、污染河流、露 天焚燒影響空氣質(zhì)量。
1.1.3 農(nóng)用塑料殘膜
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中塑料制品主要應(yīng)用在以下幾個方 面: 農(nóng)用薄膜( 主要包括農(nóng)業(yè)地膜和農(nóng)用棚膜, 以下簡 稱農(nóng)膜) 、編織袋、農(nóng)用水利管件、漁業(yè)用塑料和農(nóng)用 塑料板( 片) 材。它們的樹脂品種多為聚乙烯樹脂, 其 次為聚丙烯樹脂, 還有聚氯乙烯樹脂。應(yīng)用最廣的是 農(nóng)膜。廢塑料對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在2 個方面, 即 視覺污染和潛在危害。視覺污染是指散落在環(huán)境中的塑料廢物對市容和景觀的破壞; 潛在危害是指塑料廢 物進(jìn)入自然環(huán)境后難以降解而帶來的長期的潛在環(huán) 境問題[5]。現(xiàn)在, 社會上反應(yīng)最強(qiáng)烈的實際上是廢塑料 造成的視覺污染。對于廢塑料對環(huán)境的潛在危害, 大 多數(shù)人還缺乏深入的認(rèn)識。
1.2 農(nóng)村生活垃圾
農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)中生活垃圾的主要來源是: 農(nóng)村和 城鎮(zhèn)居民的生活垃圾。生活垃圾的成分主要是廚房廢 棄物( 廢菜、煤灰、蛋殼、廢棄的食品) 以及廢塑料、廢 紙、碎玻璃、碎陶瓷、廢纖維、廢電池及其他廢棄的生 活用品等, 組成十分復(fù)雜。農(nóng)村生活垃圾較之城市生 活垃圾, 組成比例上有一定區(qū)別, 有機(jī)物含量多, 水分 大, 同時摻雜化肥、農(nóng)藥等與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的廢棄物, 因此有其鮮明的特點(diǎn), 有害性一般大于城市生活垃 圾[6、7]。這些廢棄物進(jìn)入水體或滲入土壤中, 不僅破壞 生態(tài)環(huán)境, 而且會經(jīng)食物鏈積存在人體內(nèi), 危害人類 健康。
1.3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)固體廢棄物
鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)的固體廢物產(chǎn)生量和排放量主要 集中在煤炭采選業(yè)和礦業(yè), 其產(chǎn)生量和排放量分別占 鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量和排放量的75%和83.5%。 鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)固體廢物污染源的危害主要為侵占大量農(nóng) 田, 影響人類生存, 惡化工作環(huán)境, 污染水環(huán)境, 污染 大氣環(huán)境, 破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[5]。
2 農(nóng)村固廢的收集貯運(yùn)體系
我國農(nóng)村地域廣大, 交通落后, 各類廢棄物的集 中收運(yùn)困難, 對其進(jìn)行分類收集后, 可就地分化處理 掉一部分, 當(dāng)?shù)責(zé)o法處理者再集中收運(yùn)處理, 這就減 少了廢物的運(yùn)輸量; 分類收集使各組分相互分離, 增 加純度, 方便進(jìn)行資源化、能源化和綜合利用。
2.1 分類標(biāo)準(zhǔn)的建立
要對農(nóng)村固廢進(jìn)行分類就先得有1 個分類的參 考標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)民自己很難準(zhǔn)確分辨各種廢物及不同成分 的危害。建立一個分類體系標(biāo)準(zhǔn)就很必要了。固廢的 分類方法很多。根據(jù)農(nóng)村的實際情況, 按處理與處置 方式或資源回收利用的可能性把農(nóng)村固體廢物分為4 類[8、9], 每類包含的成分及相應(yīng)的處理方法見表1。廢物 按此分類收集好后, 再分別有針對性地進(jìn)行處理, 這 樣處理效率將大幅提高。
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在建立固廢分類體系的基礎(chǔ)上, 逐漸建立健全農(nóng) 村廢舊物資收購系統(tǒng), 對可回收的廢品當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保部 門應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況以及各行政村的分布情況, 合理地分布廢品回收點(diǎn), 根據(jù)各類可回收廢物的數(shù) 量, 考慮是否建立回收垃圾再利用工廠或是將回收的 可再生垃圾銷售到有條件再利用的工廠。對有害的危 險廢物也通過回收, 密閉貯運(yùn)到有條件再利用的工廠 或集中進(jìn)行安全處理。
2.2 有機(jī)固廢的分類貯運(yùn)
一般農(nóng)村固廢中所占比例最大的是有機(jī)成分和 無機(jī)成分。無機(jī)廢物雖會占用農(nóng)田, 堵塞河道, 影響美 觀, 但性質(zhì)比較穩(wěn)定, 不會對環(huán)境造成污染, 處理起來 更容易。而有機(jī)廢物不僅數(shù)量會隨著農(nóng)民生活水平的 提高而增加, 而且在不能及時處理時易腐爛發(fā)臭, 滋 生蟲卵, 傳播細(xì)菌, 會污染大氣、土壤和水體。目前, 許 多農(nóng)民已變成非務(wù)農(nóng)戶, 不再種莊稼和養(yǎng)殖家禽, 也 不再以生物質(zhì)為燃料, 這也就破壞或縮小了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè) 經(jīng)濟(jì)下的廢物循環(huán)途徑, 且主要破壞了有機(jī)物的環(huán)境 消納能力, 造成了有機(jī)廢物的大量堆積[10]。農(nóng)村固廢處 理的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于有機(jī)垃圾的處理, 所以就需要根 據(jù)有機(jī)固廢特點(diǎn)的不同對其進(jìn)行分類貯運(yùn), 以有利于 有機(jī)固廢的資源化利用。
農(nóng)村地區(qū)有機(jī)固廢的來源大致可分為3 類: 生活 垃圾、養(yǎng)殖業(yè)固體廢物和種植業(yè)固體廢物。
2.2.1 生活垃圾
農(nóng)村生活垃圾的成分與城市生活垃圾具有一定 的相似性, 主要為廚余、果皮紙屑、植物殘體、灰渣及 其他一些生活垃圾成分。與城市生活垃圾相比, 剩菜 飯較少, 廢品含量較低, 塑料品、玻璃等較少, 紙張含 量較低, 其中有毒物品如電池、油漆、化妝品等含量較 少, 但可能含有殘留農(nóng)藥。灰渣成分中泥土的比例較 高, 燃煤家庭中有爐灰渣較多。廚余可由居民自己存 貯由附近農(nóng)民運(yùn)回作牲畜飼料, 其他垃圾由居民戶內(nèi) 分類收集存放, 公共地垃圾統(tǒng)一收運(yùn)后進(jìn)行人工分 選, 剩余有機(jī)物進(jìn)行堆肥回用于附近農(nóng)田, 相連的鄉(xiāng) 鎮(zhèn)可聯(lián)合處理收運(yùn)的垃圾。
2.2.2 養(yǎng)殖業(yè)固體廢物
養(yǎng)殖業(yè)固體廢物主要有豬糞、雞糞、牛糞及其他 牲畜糞便, 全是易腐易降解有機(jī)物, 這類廢物成分單 一、數(shù)量大、易于收集、處理方便。它們富含農(nóng)作物生 長所需要的養(yǎng)分, 經(jīng)發(fā)酵可以成為良好的有機(jī)肥料, 為當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生長的最大有機(jī)肥來源。除糞便外, 養(yǎng) 殖業(yè)固體廢物中還混有散落的飼料殘食、其他垃圾和 廢物, 但其量很少。從表2 可以看出, 雞糞中有機(jī)物及 氮磷成分含量最好, 豬糞次之, 牛糞最差[11]。
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由于養(yǎng)殖業(yè)廢棄物中含有豐富的動植物生長必 需的營養(yǎng)物質(zhì), 所以對這類有機(jī)固體廢棄物應(yīng)該根據(jù) 生態(tài)農(nóng)業(yè)的養(yǎng)分循環(huán)模式, 對其分層次分級進(jìn)行重復(fù) 利用, 就近進(jìn)行沼氣發(fā)酵、加工成有機(jī)飼料或經(jīng)堆肥 形成優(yōu)質(zhì)的農(nóng)用有機(jī)肥。
2.2.3 種植業(yè)固體廢物
種植業(yè)固體廢物主要是指農(nóng)作物和蔬菜收割時 丟棄的以秸稈為主的一大類有機(jī)物, 我國是農(nóng)業(yè)大 國, 秸稈資源十分豐富。秸稈是一種具有多用途的工 農(nóng)業(yè)可再生資源, 含有豐富的營養(yǎng)和可利用的化學(xué)成 分, 可用作肥料、飼料、生活燃料及工副業(yè)生產(chǎn)的原 料。作物秸稈的收集貯運(yùn)就圍繞其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的 用途進(jìn)行。其中一部分被市場集中采購運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)基 地進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)纖維性材料和飼料原料, 收購量由 市場決定。其余大部分則就近集中進(jìn)行堆肥和秸稈燃 料化處理, 前者充分利用秸稈中豐富的氮磷鉀和微量 元素, 處理后使其還田, 提高土壤肥力, 促進(jìn)生產(chǎn)的連 續(xù)循環(huán); 后者利用作物秸稈纖維中的碳, 將其氣化或 固化成成型燃料, 既解決了農(nóng)村能源匱乏的問題, 又 可以避免秸稈露天焚燒造成的資源浪費(fèi)和大氣污染 問題。
3 農(nóng)村固體廢棄物的資源化綜合利用
農(nóng)村固體廢棄物經(jīng)分類處理后, 其中產(chǎn)生規(guī)模較 大的、成分比較單一的廢棄物就可以集中進(jìn)行資源化 處理了。概括起來, 農(nóng)村固廢可通過以“四料化”途徑 為主的方法化廢為寶, 既操作簡單, 有利于農(nóng)民增加 收入, 又有利于農(nóng)村生態(tài)的可持續(xù)健康發(fā)展。
3.1 材料化
占農(nóng)村固廢數(shù)量一半以上的麥、稻、玉米、高粱、 棉花等木質(zhì)素和纖維素含量高的秸稈通常是造紙、地 膜、紙餐盒、建筑材料等工業(yè)生產(chǎn)的主要基礎(chǔ)材料。在 造紙作板方面, 可以替代木材, 且不存在環(huán)境污染。可 生產(chǎn)10 余種紙產(chǎn)品; 秸稈經(jīng)改性處理后, 可制作建筑 裝潢用的結(jié)構(gòu)板、纖維板、復(fù)合板、包裝板等[4]。以秸稈 為原料生產(chǎn)出的農(nóng)用地膜和紙餐盒, 可自行降解, 避 免了塑料制品對環(huán)境的污染。另外, 秸稈和一些有機(jī) 的農(nóng)產(chǎn)品加工的下腳料還可以作為食用菌的培養(yǎng)料。
3.2 飼料化
在農(nóng)村固體廢物中, 除了秸稈、廚余垃圾可以作 為飼料喂養(yǎng)牲畜, 畜禽糞便經(jīng)過處理也可以成為優(yōu)質(zhì) 飼料, 特別是雞糞。雞糞由于含水分較少, 有機(jī)質(zhì)、N、 P、K 含量較高。雞的腸道短, 飼料消化率低, 雞糞中殘 留大量其他動物可利用的蛋白質(zhì)等有機(jī)物。最常用的 處理方法是直接經(jīng)烘炒消毒后作豬、魚等的飼料[3]。用 作飼料是雞糞處理和資源化的好途徑, 但要求雞糞要新鮮, 消毒殺菌要徹底, 去臭和適口性要好。
3.3 燃料化
秸稈和畜禽糞便除了風(fēng)干后作為燃料直接燃燒 利用外, 還可以經(jīng)過加工利用, 提高能量利用率, 減少 環(huán)境污染。一種利用技術(shù)是生產(chǎn)清潔燃料, 它通過2 種途徑實現(xiàn), 第一秸稈氣化產(chǎn)生以一氧化碳為主要成 分的可燃?xì)怏w; 第二是秸稈與畜禽糞便等有機(jī)廢物厭 氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣, 通過管道送往農(nóng)戶。另一種是將秸 稈和有機(jī)垃圾烘干粉碎后固化成型, 使其成為一種便 于使用和儲存的清潔燃料[4、12]。
3.4 肥料化
對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說, 無論過去、現(xiàn)在和將來, 以畜 禽糞便和秸稈為主的農(nóng)村固廢都是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥源, 是減少農(nóng)村地區(qū)污染的最有效、最快捷、最主要的途 徑之一, 既具有良好的社會效益和生態(tài)效益, 又具有 一定的經(jīng)濟(jì)效益。農(nóng)村固廢用于肥料有多種形式, 秸 稈可以通過覆蓋還田、粉碎翻壓還田、過腹還田, 畜禽 糞便可以直接還田。其中將糞污等各種有機(jī)廢物進(jìn)行 堆肥處理后利用, 是我國目前使用較廣泛的形式。堆 肥處理過程中, 可殺死大部分病原微生物及寄生蟲 卵, 也可除去臭氣, 方法簡單易行, 投資少。經(jīng)堆肥處 理后肥效大大提高, 可用于有機(jī)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。集中堆 肥后也可運(yùn)往異地使用。在堆肥過程中, 也應(yīng)注意糞 水的外泄和下滲污染。
4 結(jié)語
農(nóng)村固體廢棄物與城市固體廢棄物有一些共同 之處, 其處理可以借鑒城市的經(jīng)驗。但也有其特點(diǎn), 主 要表現(xiàn)為量較少, 產(chǎn)生密度低, 高度分散, 交通落后, 農(nóng)村居民環(huán)保意識弱, 集中收運(yùn)處理困難。在對農(nóng)村 固體廢棄物進(jìn)行處理處置時, 因農(nóng)村比城市有更大的 環(huán)境容納能力, 故應(yīng)首先對其進(jìn)行分類收集, 充分利 用農(nóng)村環(huán)境自凈能力消納部分廢物, 使需集中處理的 量最小化。分類收集是廢棄物處理的前提。在指導(dǎo)普 通農(nóng)戶分類收集存放好生活垃圾的前提下, 再把生活 垃圾、秸稈和畜禽糞便等規(guī)模大、成分較為單一的成 分分化出來進(jìn)行針對性處理。
農(nóng)村固體廢物的收集貯運(yùn)與無害化、資源化是一 項長期而復(fù)雜的系統(tǒng)工程, 應(yīng)當(dāng)突出政府職能, 發(fā)揮 企業(yè)和農(nóng)民等各方面的社會積極性, 采取綜合經(jīng)濟(jì)技 術(shù)管理措施, 長期堅持, 持續(xù)推進(jìn), 才能有效解決農(nóng)村 固體廢物污染環(huán)境的問題。
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