我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的現(xiàn)狀與發(fā)展

我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的現(xiàn)狀與發(fā)展

農(nóng)業(yè)廢物包括植物廢物（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物）、動(dòng)物廢物（農(nóng)業(yè)、牲畜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物）、加工廢物（農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)加工過程中產(chǎn)生的廢物）和農(nóng)村城市固體垃圾。通常農(nóng)業(yè)廢棄物主要指農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便。我國的農(nóng)業(yè)廢棄物呈現(xiàn)出四大特點(diǎn),即數(shù)量大、品質(zhì)差、價(jià)格低、危害多的污染特點(diǎn)。每年產(chǎn)生的廢棄物數(shù)以億計(jì),同時(shí)發(fā)生的污染事件也在逐年增加。農(nóng)業(yè)廢棄物由于有益成分含量低,即可利用物品位不高而有害成分含量高利用中必須進(jìn)行無害化處理,因此成本提高。雖然農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與農(nóng)村生物質(zhì)能源利用已經(jīng)開展多年,也取得了一些成效。但目前我國農(nóng)業(yè)廢棄物的利用率和前幾年相比不僅未提高,反而有所降低,秸稈焚燒和集約化養(yǎng)殖帶來的畜禽糞污對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重,農(nóng)民大多不把它作為一種資源利用,隨意丟棄或者排放到環(huán)境中,使本來的“資源”變?yōu)椤拔廴驹础?對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響。在我國未來20年內(nèi)實(shí)現(xiàn)GDP翻兩番和全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)的目標(biāo)下如何處理和利用成倍增加的有機(jī)廢棄物是目前“三農(nóng)”中面臨的現(xiàn)實(shí)問題,有必要通過對(duì)國內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢棄物處理和資源化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析,找出影響我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的主要限制因素和技術(shù)瓶頸,提出未來20年農(nóng)業(yè)廢棄物資源化和農(nóng)村生物質(zhì)能源的發(fā)展戰(zhàn)略和重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域,這對(duì)真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物變“廢”為“寶”,消除環(huán)境污染,改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。1我國農(nóng)業(yè)廢物回收利用的重要性1.1農(nóng)業(yè)廢棄物作有機(jī)肥料目前,我國是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家,每年大約有40多億t,其中畜禽糞便排放量26.1億t,農(nóng)作物秸稈7.0億t,廢棄農(nóng)膜等塑料2.5萬t,蔬菜廢棄物1億～1.5億t,鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾和人糞便2.5億t,肉類加工廠(包括肉聯(lián)廠、皮革廠和屠宰場(chǎng))廢棄物0.5億～0.65億t,餅粕類0.25億t,林業(yè)廢棄物(不包括炭薪林),每年約達(dá)3700萬m3,相當(dāng)于1000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。過去,我國農(nóng)民將農(nóng)業(yè)廢棄物作為有機(jī)肥使用,在促進(jìn)物質(zhì)能量循環(huán)和培肥地力方面發(fā)揮了巨大的作用。但是,隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料面臨一系列新的問題和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一方面廢棄物成分發(fā)生了很大變化,同時(shí),種植業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向省工、省力、高效、清潔的栽培方式,傳統(tǒng)的有機(jī)肥料積、制、存、用技術(shù)已不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此,農(nóng)業(yè)廢棄物不再受歡迎,成為嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境的污染源。主要表現(xiàn)在:(1)臭氣、秸稈焚燒、溫室氣體排放,加劇了空氣污染;(2)重金屬和農(nóng)藥、獸藥殘留污染土壤,增加環(huán)境生物的耐藥性;(3)農(nóng)業(yè)“白色污染”嚴(yán)重影響土壤正常功能;(4)污水橫流增加面源污染和水體富營養(yǎng)化;(5)病毒傳播,疾病蔓延,尤其是人畜共患病等方面。1.2化肥施用低質(zhì)低效,利用率低我國用占世界10%的耕地面積養(yǎng)活占世界22%的人口,并保持地力不衰,在某種意義上應(yīng)歸功于有機(jī)肥料的施用。但是,隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日益集約化,生產(chǎn)資料投入的增加,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有了飛躍的發(fā)展,傳統(tǒng)的有機(jī)肥料面臨被拋棄的境地。同時(shí)根據(jù)全國化肥試驗(yàn)網(wǎng)肥料長期定位試驗(yàn)和國家土壤肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)資料顯示,近年來,耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量有下降趨勢(shì),土壤緩沖能力減弱,抗災(zāi)能力衰退化肥利用率低土壤肥力降低土壤養(yǎng)分庫儲(chǔ)存太少,土壤質(zhì)量下降,導(dǎo)致只能靠大量施用化肥提高作物產(chǎn)量,化肥施用量越高,其利用率越低。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的肥料化利用,生產(chǎn)有機(jī)肥料可以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分,并提高土壤中微量元素的有效性。增加有機(jī)肥的施用比例,一方面可減少或緩解化肥用量,另一方面可提高和保持土壤地力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.3農(nóng)村生物質(zhì)資源利用,豐富農(nóng)民的第二方面氣息我國農(nóng)村人口占全國總?cè)丝诘?0%以上,生物質(zhì)一直是農(nóng)村的主要能源之一,農(nóng)村生活用能源仍有57%依靠薪柴和秸稈。薪柴消費(fèi)量超過合理采伐量的15%,導(dǎo)致大面積森林植被破壞,水土流失加劇和生態(tài)平衡破壞。農(nóng)村的生物質(zhì)能利用大多以直接燃燒為主,不僅熱效率低(低于10%),而且大量煙塵和余灰的排放使人們的居住和生活環(huán)境日益惡化,損傷了農(nóng)民的身體健康。采用生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)可使熱效率提高35%～40%,節(jié)約資源,改善農(nóng)民的居住環(huán)境,提高生活水平?！熬盼濉币詠淼娜珖鷳B(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)家園建設(shè)的實(shí)踐已經(jīng)證明,有效利用農(nóng)林廢棄物和鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活廢棄物,發(fā)展農(nóng)村沼氣等能源工程和生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,可有效地促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán),減輕對(duì)森林資源的破壞,減少土壤侵蝕和水土流失,保護(hù)生物多樣性。1.4有能力發(fā)展農(nóng)村電力供應(yīng)我國已由石油出口國轉(zhuǎn)變?yōu)槭瓦M(jìn)口國,2000年,凈進(jìn)口量已達(dá)到7000萬t。生物質(zhì)可通過各種工藝轉(zhuǎn)化為液體燃料,直接代替汽油、柴油等石油燃料,作為民用燃料或內(nèi)燃機(jī)燃料。而同期我國含農(nóng)業(yè)廢棄物在內(nèi)的生物質(zhì)資源量達(dá)7億t標(biāo)準(zhǔn)煤,2020年的生物質(zhì)資源量至少可達(dá)到15億t標(biāo)準(zhǔn)煤。如果將其中的50%用于生產(chǎn)液體燃料,即可為我國石油市場(chǎng)提供2億t液體燃料。另外,如果能采取種植能源植物(能源作物和能源林)等措施發(fā)展我國的生物質(zhì)資源,可促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,增加農(nóng)村就業(yè)機(jī)會(huì)和農(nóng)村居民收入,對(duì)振興農(nóng)村經(jīng)濟(jì)具有重要意義。農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)能可以在填補(bǔ)農(nóng)村電力供應(yīng)缺口方面做出貢獻(xiàn)。1999年,我國電力生產(chǎn)總量為12600億kW·h,人均用電不到1000kW·h/人·a,只有韓國的1/5左右,而人均生活用電更低,只有110kW·h/人·a左右。尤其農(nóng)村電力供應(yīng)缺口更大。要實(shí)現(xiàn)2020年國民經(jīng)濟(jì)翻兩翻的目標(biāo),保障電力供應(yīng)是必備條件。因地制宜地利用當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)能資源秸稈薪柴谷殼和木屑等建立分散、獨(dú)立的離網(wǎng)或并網(wǎng)電站擁有廣闊的市場(chǎng)前景。如果用當(dāng)前農(nóng)林廢棄物產(chǎn)量的50%作為電站燃料,可發(fā)電4000億kW·h,占目前我國總耗電量的30%左右。2國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)2.1農(nóng)業(yè)廢棄物的含廢水處理將成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成廢棄物產(chǎn)生于一、二、三產(chǎn)業(yè),但不依屬于任何產(chǎn)業(yè)。資源的最優(yōu)化配置和廢棄物的循環(huán)利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)體系的核心。廢棄物需要上升到一個(gè)產(chǎn)業(yè)地位才能與之相適應(yīng)。本報(bào)告明確提出廢棄物為“第四產(chǎn)業(yè)”的概念。農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化作為農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成,將會(huì)成為農(nóng)業(yè)與農(nóng)村持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)乃至農(nóng)村小康社會(huì)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化從一項(xiàng)污染治理和環(huán)境保護(hù)技術(shù)和策略提升為循環(huán)農(nóng)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的高度。這直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村小康社會(huì)的建設(shè)。廢棄物循環(huán)利用-循環(huán)農(nóng)業(yè)-循環(huán)經(jīng)濟(jì)是廢棄物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向與目標(biāo)。2.2農(nóng)業(yè)廢棄物利用生態(tài)農(nóng)業(yè)模式農(nóng)業(yè)廢棄物造成的污染主要是在“生產(chǎn)者-消費(fèi)者-分解者”組成的生態(tài)鏈上,分解環(huán)節(jié)形成瓶頸,不能形成良性的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng),過量堆積而造成污染。我國自20世紀(jì)40年代初開展的生態(tài)農(nóng)業(yè),按生態(tài)學(xué)和生態(tài)工程學(xué)的原理,把農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化技術(shù)作為一種接口技術(shù)構(gòu)建出了包括“豬-沼-果”、“四位一體”在內(nèi)的許多生態(tài)農(nóng)業(yè)工程模式,促進(jìn)了區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。實(shí)踐證明,農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化技術(shù)只有與生態(tài)農(nóng)業(yè)模式結(jié)合才能起到事半功倍的功能。農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的發(fā)展趨勢(shì)之一就是提升或研發(fā)新的農(nóng)業(yè)廢棄物生態(tài)技術(shù),按生態(tài)循環(huán)原理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求,和其他技術(shù)一道優(yōu)化組裝成新的生態(tài)農(nóng)業(yè)工程和區(qū)域發(fā)展模式,并按不同的區(qū)域和生態(tài)類型建立相應(yīng)的示范基地,在確保資源的可持續(xù)利用、保持生態(tài)平衡和改善環(huán)境質(zhì)量的同時(shí),全面促進(jìn)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展。2.3農(nóng)業(yè)廢棄物污染治理中回歸養(yǎng)殖環(huán)境,是造成環(huán)境消納能力下降、投資高、消納水、背景綠農(nóng)業(yè)廢棄物,特別是養(yǎng)殖業(yè)廢棄物是生物代謝的產(chǎn)物和工業(yè)廢棄物不同是一種自然產(chǎn)物無法杜絕它的產(chǎn)生,隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展,其總量只能增加。在20世紀(jì)80年代以前,我國農(nóng)業(yè)廢棄物量少而分散,幾乎不存在農(nóng)業(yè)廢棄物污染環(huán)境的問題。當(dāng)今的農(nóng)業(yè)廢棄物污染主要是集約化農(nóng)業(yè)使廢棄物大量集中,超過環(huán)境消納能力的結(jié)果。按照環(huán)保部門的“末端治理”方法,治理效果不佳,要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),治理費(fèi)用很高,農(nóng)業(yè)成本提高,不利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展。國外的養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)規(guī)模已經(jīng)向中小型發(fā)展,并且必須和一定的消納土地或處理設(shè)施相配套才能批準(zhǔn)。源頭控制就是控制養(yǎng)殖規(guī)模。全程治理包括產(chǎn)前的飼料、產(chǎn)中的養(yǎng)殖工藝和方法、產(chǎn)后的糞污處置與處理。提高飼料利用率,改革養(yǎng)殖工藝,減少固體廢棄物中氮磷含量,減少污水的產(chǎn)生量、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)的排放量。做到既有利于養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,又消除糞污對(duì)環(huán)境的污染。2.4農(nóng)作物秸稈覆蓋種植方式歐美國家的種植制度多為一年一季,收獲時(shí),在聯(lián)合收割機(jī)后面懸掛秸稈粉碎機(jī)或直接懸掛深翻犁翻入土壤內(nèi),直接還田。美國從20世紀(jì)40年代開始研究覆蓋免耕技術(shù),現(xiàn)有70%的耕地實(shí)行農(nóng)作物秸稈免耕覆蓋種植。也有的農(nóng)場(chǎng)將秸稈青貯發(fā)酵,用作飼料,過腹還田。在西歐各國對(duì)農(nóng)作物秸稈的利用情況較好,大約有20%的秸稈被用作飼料。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)資料表明,美國約有73%的肉類是由草轉(zhuǎn)化而來的,澳大利亞約90%,新西蘭高達(dá)100%。由此可見,“秸稈-畜牧業(yè)”的農(nóng)牧結(jié)合方式是最簡單而有效的農(nóng)作物秸稈資源利用方式。從養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展看,發(fā)達(dá)國家的畜禽飼養(yǎng)多以個(gè)體農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)方式進(jìn)行,規(guī)模以中小型為主。廢棄物處理的方式主要是干清糞和水沖式,利用方式主要是通過堆肥和厭氧發(fā)酵無害化處理后,直接用于農(nóng)田和草地。2.5農(nóng)業(yè)和食品生產(chǎn)成為畜牧業(yè)生產(chǎn)主流食品安全已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)與人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定息息相關(guān)的世界性問題。除了農(nóng)藥殘留和動(dòng)物抗生素殘留問題外,近年來,歐洲被瘋牛病、口蹄疫、豬瘟和二惡英以及亞洲被禽流感等嚴(yán)重的動(dòng)物疫病及食品安全等問題困擾。食品安全危機(jī)終于使無公害農(nóng)業(yè)和綠色食品生產(chǎn)變?yōu)檗r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的主流。清潔的動(dòng)植物生產(chǎn)方式使農(nóng)業(yè)廢棄物的“清潔度”提高,所含的有毒有害物質(zhì)明顯降低為農(nóng)業(yè)廢棄物的深度開發(fā)創(chuàng)造了條件同時(shí)綠色食品和有機(jī)食品生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)用化學(xué)品(化肥)的限用或禁用,為以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的商品有機(jī)肥等打開市場(chǎng)提供了機(jī)遇;但同時(shí),對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和資源化提出了更高的技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2.6農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用的趨勢(shì)我國農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的產(chǎn)生量大,分散在廣大農(nóng)村、不易貯運(yùn),處理加工利用技術(shù)層面低,目前仍然是以農(nóng)用為主。預(yù)計(jì)近5～10年農(nóng)業(yè)廢棄物肥料化、飼料化和燃料化仍然是主要發(fā)展方向。但必須用新的技術(shù)和經(jīng)營理念,克服利用價(jià)值低、生產(chǎn)的肥料和飼料等產(chǎn)品質(zhì)量差、商品價(jià)值低的癥結(jié)。農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的問題,是世界各國普遍需要解決的大課題。特別是隨著自然資源日趨短缺和廢棄物數(shù)量劇增,農(nóng)業(yè)廢棄物越來越受到人們的重視,在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的今天,“老三樣”(還田、青貯、堆肥)已經(jīng)不適應(yīng)發(fā)展的需要。以高值化產(chǎn)品開發(fā)為目標(biāo),對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用是其發(fā)展趨勢(shì)之一。利用農(nóng)業(yè)廢棄物開發(fā)新型的生物材料、生化產(chǎn)品及替代石化產(chǎn)品和緊缺資源替代物的研究日益受到重視,極大地拓展了農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化領(lǐng)域。2.7畜禽糞的堆肥從環(huán)境工程技術(shù)的角度看,對(duì)有機(jī)污染物的處理仍然是好氧或厭氧或好氧-厭氧聯(lián)合處理。好氧堆肥仍然是固體廢物資源化處理的常用方法。但與我國的傳統(tǒng)堆肥不同的是向機(jī)械化、規(guī)?；?、專業(yè)化方向發(fā)展。固體部分通過各種不同的發(fā)酵工藝和設(shè)備進(jìn)行無害化堆肥處理,這也是近幾年發(fā)達(dá)國家處理糞便的常用方法。在日本畜禽糞便堆肥化已實(shí)現(xiàn)工廠化,他們研制的臥式轉(zhuǎn)筒式和立式多層式快速堆肥裝置,發(fā)酵時(shí)間約1～2周,具有占地少、發(fā)酵快、質(zhì)地優(yōu)等特點(diǎn)。俄羅斯研制的有機(jī)發(fā)酵裝置每天生產(chǎn)100t有機(jī)肥,最后成品肥每噸中約含N、P、K45kg。美國BIOTEC2120高溫堆肥系統(tǒng),由10個(gè)大型旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器組成,通過微生物發(fā)酵在72h內(nèi)可處理1300t的畜禽糞便或垃圾,使之成為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料,這種方法對(duì)于高濕物料具有特殊的作用。韓國采用槽式發(fā)酵和螺旋式攪拌在國際上屬于較先進(jìn)的糞便發(fā)酵技術(shù)。國外在堆肥發(fā)酵工藝技術(shù)和設(shè)備上已日趨完善基本上達(dá)到了規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化水平,但是,歐美發(fā)達(dá)國家一些先進(jìn)的堆肥設(shè)施由于運(yùn)行成本太高,在我國還不能普遍應(yīng)用。2.8該項(xiàng)目的高科技水平促進(jìn)了農(nóng)業(yè)廢物資源化的產(chǎn)業(yè)升級(jí)2.8.1農(nóng)業(yè)廢棄物的生物處理技術(shù)通過農(nóng)業(yè)腐生生物及高效微生物的轉(zhuǎn)化,經(jīng)過現(xiàn)代生物技術(shù)改造的功能菌,構(gòu)建能降解多種難降解物質(zhì)的高效多功能的工程菌等使農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化更加有效。2.8.2環(huán)境技術(shù)針對(duì)大中型養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便和農(nóng)業(yè)秸稈處理中堆肥和沼氣等技術(shù)與設(shè)備的升級(jí)將有助于廢棄物處理和資源化向機(jī)械化、規(guī)?；?、專業(yè)化方向發(fā)展。2.8.3廢棄物生態(tài)技術(shù)按生態(tài)學(xué)和生態(tài)工程學(xué)的原理,提升或研發(fā)新的農(nóng)業(yè)廢棄物生態(tài)技術(shù)。按“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”和系統(tǒng)工程原理優(yōu)化組裝成農(nóng)業(yè)廢棄物系統(tǒng)生態(tài)工程模式,將是農(nóng)村尤其是山區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的主要途徑。2.9以能源為導(dǎo)向的沼香發(fā)展戰(zhàn)略生物質(zhì)能源作為一種清潔的、可再生能源已經(jīng)受到全球的重視。農(nóng)業(yè)廢棄物與煤共燃發(fā)電技術(shù),生物質(zhì)氣化替代常規(guī)燃料技術(shù),生物質(zhì)液化替代石油技術(shù)正成為常用技術(shù)而發(fā)展迅速。源于中國的沼氣發(fā)酵技術(shù)在國外快速發(fā)展。英國現(xiàn)有45座大型沼氣工程,沼氣發(fā)酵完全可以實(shí)現(xiàn):(1)農(nóng)場(chǎng)廢棄物處理;(2)生產(chǎn)可再生能源;(3)利用其營養(yǎng)成份;(4)改良土壤等功能。瑞典在2000年前后的2年內(nèi)建造了5座大型沼氣發(fā)酵裝置,前期每年處理3萬～8萬t農(nóng)業(yè)廢棄物,發(fā)酵后料液作為土壤肥料。在丹麥,2000年之前已經(jīng)建造了19座集中沼氣場(chǎng)和18座農(nóng)場(chǎng)沼氣裝置,每年處理農(nóng)業(yè)廢棄物在1萬～16萬t。美國的沼氣研究與應(yīng)用工作走了一條與歐洲類似的道路,美國國會(huì)2112修正案要求農(nóng)業(yè)部長設(shè)立以大學(xué)為基礎(chǔ)的研究、推廣和教育項(xiàng)目,促進(jìn)農(nóng)業(yè)部、能源部和當(dāng)?shù)卮髮W(xué)之間在生物質(zhì)和生物質(zhì)能方面的合作。在美國農(nóng)村推進(jìn)生物質(zhì)能技術(shù)、產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目的是保障國際能源安全、保護(hù)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此,以能源為導(dǎo)向的沼氣發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)成為世界上許多國家的共識(shí)。發(fā)展以能源開發(fā)為主的有機(jī)生物質(zhì)綜合開發(fā)必將成為廢棄物資源化的熱點(diǎn)2.10環(huán)境管理方面英、法、蘇、美、日、丹麥、荷蘭、意大利等受到畜牧業(yè)污染威脅的國家或地區(qū),都制定了相應(yīng)的防治法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)。如:日本規(guī)定豬的糞尿排放標(biāo)準(zhǔn),BOD最大為160mg/L,日平均為120mg/L以下,SS(懸浮物)最大為200mg/L,日平均為150mg/L以下。西歐部分國家還對(duì)土壤施用畜禽排泄物的數(shù)量、時(shí)間(季節(jié))、區(qū)域、方法進(jìn)行了限制。世界各國在限制畜禽飼養(yǎng)規(guī)模、場(chǎng)地選擇、合理布局和組織生產(chǎn)、建立污染物處理利用系統(tǒng)上下了很大功夫,使畜牧業(yè)污染防治走向科學(xué)化、系列化、無污染化。我國在畜牧業(yè)高速發(fā)展的同時(shí),畜牧業(yè)環(huán)保保障體系發(fā)展和建設(shè)相對(duì)滯后。法律法規(guī)不完善等原因制約了畜牧業(yè)廢棄物資源化的健康發(fā)展。3國內(nèi)研究與工程設(shè)備技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家的差距我國實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化的優(yōu)勢(shì)在于我國具有優(yōu)良的利用廢棄物的傳統(tǒng),農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)再生利用技術(shù)有著悠久的歷史,即使在現(xiàn)代化的今天,在各地還在廣泛的應(yīng)用。另外,源于我國堆肥和沼氣技術(shù)及其應(yīng)用有著廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)和社會(huì)基礎(chǔ),從全國生態(tài)農(nóng)業(yè)示范縣收集到的100多個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)實(shí)用模式中,其中有30多個(gè)是以農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)再生利用技術(shù)為紐帶聯(lián)結(jié)形成的高效生產(chǎn)模式。近些年來,國內(nèi)一些科研院所和大專院校,也涌現(xiàn)出一批熱心從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與生物質(zhì)技術(shù)研究與開發(fā)的專家學(xué)者,在其所在領(lǐng)域取得了喜人的成果,不僅為國內(nèi),而且為國際廢棄物資源化做出了貢獻(xiàn)。但是,由于中國整體科技勢(shì)力的差距,我國廢棄物資源化的基礎(chǔ)研究和工程設(shè)備技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定差距;在我國現(xiàn)實(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中,還存在一些消極觀念和因素,制約或阻礙著農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展、推廣和應(yīng)用。3.1農(nóng)業(yè)廢棄物的處置難我國每年產(chǎn)生多少農(nóng)業(yè)廢棄物,這些廢棄物的分布、利用狀況和對(duì)環(huán)境造成的影響沒有一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),僅僅是根據(jù)作物和養(yǎng)殖規(guī)模估算。不同部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)出入很大,難辯真?zhèn)?產(chǎn)生的這些農(nóng)業(yè)廢棄物是如何處置處理的,不用說量化,就是各種消納和利用途徑比例及具體應(yīng)用情況也不清楚。更談不上各地根據(jù)農(nóng)業(yè)廢棄物的數(shù)量、特點(diǎn),以及不同區(qū)域特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等確定農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用模式。農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量和危害停留在粗略的估算上,數(shù)據(jù)不準(zhǔn),必將帶來廢棄物資源利用的盲目性,從國家層面上難以制訂按計(jì)劃分階段的發(fā)展規(guī)劃。3.2農(nóng)業(yè)廢棄物的危害數(shù)以億計(jì)的農(nóng)業(yè)廢棄物已經(jīng)成為我國最大的污染源和潛在資源庫。以1999年畜禽糞便產(chǎn)生量為例,所產(chǎn)生的19億t畜禽糞便是我國固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍。畜禽糞便化學(xué)耗氧量的排放量已達(dá)7118萬t,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國工業(yè)廢水和生活廢水的排放量之和。如果這些廢棄物不能有效地?zé)o害化處理和轉(zhuǎn)化為資源,就是一個(gè)巨大的污染源,將嚴(yán)重影響居民的生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量。根據(jù)國家環(huán)保局在太湖地區(qū)的調(diào)查,農(nóng)業(yè)廢棄物的污染占面源污染的60%,而且廢棄物中所含有殘留農(nóng)藥、添加劑、重金屬等具有驚人的潛在危害。同時(shí)農(nóng)業(yè)廢棄物又是一個(gè)有巨大潛力的資源庫。若將全國農(nóng)業(yè)廢棄物所含有的能源所蘊(yùn)含的能量轉(zhuǎn)化為沼氣計(jì)算可達(dá)2971億m3,戶均達(dá)1217.6m3。解決農(nóng)村的能源問題綽綽有余。因此,農(nóng)業(yè)廢棄物是一塊最大的擱置資源。目前,人們對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的這個(gè)雙重性認(rèn)識(shí)不清。3.3沼液及沼液的利用技術(shù)雖然我國有優(yōu)良的農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用傳統(tǒng),但是創(chuàng)新的技術(shù)少,具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和適應(yīng)性能好和推廣價(jià)值高的技術(shù)更少,實(shí)際上我們?cè)械膬?yōu)良傳統(tǒng)技術(shù)(堆肥技術(shù)、沼氣技術(shù))沒有大的發(fā)展,長期困擾的一些問題沒有得到解決。比如,農(nóng)村沼氣工程設(shè)計(jì),沼渣和沼液的利用,堆肥中的氮素?fù)p失等問題。學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)又不到位,比如在我國規(guī)?；B(yǎng)豬設(shè)備引進(jìn)過程中,沒有很好的吸收和消化國外的整套技術(shù),而僅是盲目的引進(jìn)養(yǎng)豬設(shè)備,而忽視糞污處理技術(shù)設(shè)備的配套。不清楚農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)品開發(fā)的主攻方向,導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化產(chǎn)品品種單一、質(zhì)量差、利用率低、商品價(jià)值低,不能形成產(chǎn)業(yè)化,無論在國內(nèi)還是在國際市場(chǎng)上都沒有競爭力,也就不能有效地轉(zhuǎn)化農(nóng)業(yè)廢棄物,實(shí)現(xiàn)資源化利用。3.4管理體制落后,管理養(yǎng)殖業(yè)國家目前沒有完整的農(nóng)業(yè)廢棄物利用專門法律或法規(guī)我國急需要制訂出相關(guān)的法律和法規(guī)來規(guī)范廢棄物的資源化利用。國家環(huán)保局出臺(tái)的規(guī)模化畜禽場(chǎng)糞污排放標(biāo)準(zhǔn)等,沒有從畜禽養(yǎng)殖的實(shí)際情況出發(fā),可操作性不強(qiáng)。多頭管理也造成部門間的有關(guān)政策法規(guī)的矛盾和沖突。具有執(zhí)法權(quán)的環(huán)保部門只按制訂的污水處理和排放標(biāo)準(zhǔn),去監(jiān)督管理,只有“罰”沒有“獎(jiǎng)”?；旧喜扇∧┒酥卫硭悸啡ァ岸陆^”污染。他們管不了全過程的綜合治理,這樣堵的辦法導(dǎo)致的結(jié)果是廢棄物累積性危害的爆發(fā),潛在危害更大。管理養(yǎng)殖業(yè)的農(nóng)業(yè)部門,主要是抓“肉、蛋、奶”的生產(chǎn),不重視農(nóng)業(yè)廢棄物這類“副產(chǎn)品”,更談不上相應(yīng)的鼓勵(lì)治理政策。即便是在當(dāng)前食品安全的大背景下,對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的處理與資源化也沒有擺在應(yīng)有的位置。近幾年各行業(yè)部門臨時(shí)制訂的農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)準(zhǔn)則,標(biāo)準(zhǔn)化程度較低,隨意性強(qiáng)。另外,相應(yīng)的管理機(jī)制既落后又不全面。我國農(nóng)業(yè)廢棄物的管理體制,可操作性差,而且針對(duì)不同地域和不同類型的農(nóng)業(yè)廢棄物沒有對(duì)應(yīng)的廢棄物管理辦法,更談不上系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、監(jiān)管、預(yù)測(cè)和預(yù)警體系。4農(nóng)業(yè)廢棄物處理的前景展望我國在未來20年,農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生總量依然呈增加的趨勢(shì),農(nóng)業(yè)廢棄物,尤其是畜禽養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的污染將更加嚴(yán)重。根據(jù)預(yù)測(cè),到2020年人口將達(dá)到15億,按全面實(shí)現(xiàn)小康水平需求,依據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量的關(guān)系,我國的農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量:秸稈將為9.5億～11億t,畜禽糞便為41億t,農(nóng)業(yè)廢棄物是一塊最大的可再生資源。隨著科技進(jìn)步以及對(duì)廢棄物轉(zhuǎn)化技術(shù)的提高,有機(jī)廢棄物的利用在于向工廠化、無害化、資源化、商品化、高效化發(fā)展,走綜合利用的路子,物盡其用,變廢為寶,充分發(fā)揮有機(jī)廢棄物資源化的作用。隨著科技進(jìn)步和人們觀念的更新,未來的20年我國在廢棄物處理技術(shù)方面將會(huì)有所突破,生物處理和生態(tài)利用技術(shù)的結(jié)合將進(jìn)一步提高物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換效率,提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)和商品價(jià)值,降低生產(chǎn)成本;生物質(zhì)能源在可再生能源結(jié)構(gòu)中所占比例將增大,新技術(shù)、新工藝有大的進(jìn)步;國內(nèi)外已成熟的現(xiàn)代高新技術(shù)將為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物處理大規(guī)模、現(xiàn)代化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐;形成比較完善的生產(chǎn)體系和服務(wù)體系,為保護(hù)環(huán)境和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)4.1提高非生物技術(shù)的利用率以現(xiàn)代生物技術(shù)和工程技術(shù)提升現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品的技術(shù)含量。比如發(fā)酵工程中微生物的篩選和高效工程菌的構(gòu)建,將高效率的機(jī)械設(shè)備與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合,通過工藝和工程技術(shù)的升級(jí)和設(shè)備水平的提高,以提高廢棄物無害化、資源化的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4.2構(gòu)建農(nóng)業(yè)廢棄物作業(yè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化體系依據(jù)不同地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,因地制宜利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)并與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合,按照“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”的原則,運(yùn)用系統(tǒng)工程方法,將各種技術(shù)優(yōu)化整合,構(gòu)建農(nóng)業(yè)廢棄物資源化高效利用生態(tài)模式。建立和完善農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系和技術(shù)保障體系。實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)兩個(gè)系統(tǒng)的良性循環(huán),達(dá)到經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)三大效益的統(tǒng)一。5我國農(nóng)業(yè)廢物資源開發(fā)利用戰(zhàn)略5.1“使用”農(nóng)業(yè)廢棄物的“環(huán)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的總體發(fā)展戰(zhàn)略思路是按循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論,以人為本,由廢棄物的生態(tài)循環(huán)開始,逐級(jí)發(fā)展到循環(huán)農(nóng)業(yè),循環(huán)社會(huì)。形成生產(chǎn)-生活-生態(tài)-生命(人)“四生”一體化的農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民協(xié)調(diào)發(fā)展社會(huì)主義新農(nóng)村發(fā)展模式。農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的三環(huán)循環(huán)發(fā)展理論框架與發(fā)展總體戰(zhàn)略見圖1。農(nóng)業(yè)廢棄物的處理與資源化不僅關(guān)系到資源的再利用和環(huán)境安全,而且與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村小康社會(huì)的建設(shè)緊密相關(guān)。這里說的“三環(huán)”循環(huán)總體發(fā)展戰(zhàn)略思路包括:第一個(gè)“環(huán)”是從農(nóng)業(yè)本身發(fā)展的層面,按照生態(tài)循環(huán)原理,以農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用為切入點(diǎn)連接種植和養(yǎng)殖業(yè),構(gòu)建循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式;第二個(gè)“環(huán)”是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原理,構(gòu)建生產(chǎn)-生活-生態(tài)-生命(人)一體化協(xié)調(diào)發(fā)展的“四位一體”農(nóng)業(yè)發(fā)展模式;第三個(gè)“環(huán)”為在上述兩個(gè)循環(huán)的基礎(chǔ)上,形成具有社會(huì)主義新農(nóng)村特征的小康社會(huì)?！叭h(huán)”循環(huán)總體發(fā)展戰(zhàn)略的核心是循環(huán),目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村小康社會(huì),技術(shù)不斷提升與發(fā)展是動(dòng)力,政策法規(guī)是保障。農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化從一項(xiàng)污染治理和環(huán)境保護(hù)技術(shù)和策略提升為循環(huán)農(nóng)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的高度并關(guān)系到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村小康社會(huì)的建設(shè)。這在理念上是一個(gè)跨越式的飛躍。5.2農(nóng)業(yè)廢棄物再利用技術(shù)戰(zhàn)略為了滿足21世紀(jì)我國對(duì)食物安全、人民健康、環(huán)境優(yōu)美、能源充足等重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題的需求,考慮到現(xiàn)階段“三農(nóng)”問題,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及未來20年全面建設(shè)“小康”社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),按照農(nóng)業(yè)專題的“替代、拓展、升級(jí)和可持續(xù)與安全”戰(zhàn)略的總體要求,依據(jù)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的“三環(huán)循環(huán)”總體發(fā)展戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)展存在的主要問題,在分析我國未來20年基于農(nóng)業(yè)廢棄物資源化技術(shù)發(fā)展和相應(yīng)產(chǎn)品供求形勢(shì)的基礎(chǔ)上,具體提出精品、生態(tài)循環(huán)、綜合利用和生物質(zhì)能4個(gè)重點(diǎn)戰(zhàn)略。它們之間的相互關(guān)系見圖2。5.2.1間接還田生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)按自然規(guī)律,強(qiáng)化生態(tài)過程,實(shí)現(xiàn)零污染的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)本應(yīng)該是種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)相互結(jié)合,互相促進(jìn)的生產(chǎn)過程。秸稈(直接或間接)還田是中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華和生態(tài)合理性的表現(xiàn),但現(xiàn)代化的集約化農(nóng)業(yè)將種植和養(yǎng)殖過程人為分開無法形成正常生態(tài)循環(huán)使得生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物由本來的資源變成了污染源。因此,基于生態(tài)循環(huán)原理的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式應(yīng)繼續(xù)成為一個(gè)適用于我國不同地域的農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的發(fā)展戰(zhàn)略,但必須用現(xiàn)代的生物技術(shù)和現(xiàn)代工程技術(shù)加以提升,提高循環(huán)與轉(zhuǎn)化效率,發(fā)展高效的農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用技術(shù)和模式。5.2.2傳統(tǒng)有機(jī)農(nóng)業(yè)要引入新技術(shù)和新工藝,引入先進(jìn)的發(fā)酵技術(shù),適應(yīng)市場(chǎng)的新需求。在現(xiàn)代社會(huì),我國傳統(tǒng)有機(jī)農(nóng)業(yè)在現(xiàn)代社會(huì)其目的是提升產(chǎn)品和市場(chǎng)的競爭力。(1)針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)廢棄物處理與資源化采用的常見技術(shù)大多是傳統(tǒng)技術(shù),盡管有的代表著我國傳統(tǒng)有機(jī)農(nóng)