农村固体废物处理及资源化
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2.4 农业废弃物收运技术

农业废物是指农业生产过程中产生的、不能有效利用并可直接或间接引起环境污染的物质,通常农业废物主要包括畜禽粪便、作物秸秆等[20]。由于作物秸秆分布更广、更分散,收获季节性强,能量密度低,储运不方便等,导致其收集、存放和运输成了大规模利用的瓶颈,严重影响了农村循环经济的发展,因此秸秆的收运过程间接决定了秸秆的利用效率。作物秸秆收储运过程是指在保持秸秆利用价值的前提下,采用经济有效的方法和设备,收集、运输、转运或存储至秸秆利用厂等一系列过程的综合,是秸秆处理处置工艺的首要环节[21]

目前我国两种代表性的秸秆收储运模式是分散型收储运模式和集约型收储运模式[22]。分散型收储运模式以农户或秸秆经纪人为主体,距离秸秆利用企业较近地区的农户直接向其提供秸秆,距离秸秆利用企业较远的地区,则由秸秆经纪人收集秸秆再集中售给企业,故也可将分散型模式分为“公司+散户”型和“公司+经纪人”型两种形式。该模式由农户存储运输,将收晒储存问题化整为零解决,可以降低企业购买秸秆的成本,但同时该模式管理松散,价格不稳,适用于秸秆资源丰富、原料供应充足、竞争性用途少的地区[23]。集中型收储运模式以农场或秸秆收储公司为主体,由这些公司筹措资金建立小型的秸秆收储站,将秸秆送至企业前进行收集、晾晒、储存、保管和运输等,再统一打捆、堆垛、存储,可以分为“公司+基地”型和“公司+收储运公司”型两种形式。该模式供应量大,运行稳定,技术设备现先进,利用率较高,但占地面积大,还需防雨、防火等维护管理,导致总体成本较高[24]

欧美地区在秸秆的收储运方面比较成熟,农业体系发展比较健全[25]。由于欧美地区主要是农场种植,大型农田种植作物单一,且一年只种一季作物,故有充裕的时间和土地对秸秆进行机械打捆,由运输公司将打捆后的秸秆送至企业进行出售。该模式使秸秆成为一种流动型商品,保证了秸秆的持续供应,企业也有固定的供货渠道,形成了比较完善的收储运体系,目前也在丹麦得到广泛应用[26]。美国常用的秸秆收储运体系是BioFeed路线,即将收获作物后的秸秆散落在田间,通过晾晒降低秸秆的水分,再将其收集打捆,然后根据需求对其进行农场露天储存、田间覆盖储存、青贮饲料储存或集中覆盖储存等,再通过运输将秸秆送至秸秆利用厂进行加工利用[27]。目前欧美地区秸秆的收储运模式正朝着高密度、大型化方向发展。

秸秆收储运过程的成本主要包括购买秸秆、加工、运输、储存费用的总和,能量消耗则主要在秸秆收集、处理、运输、装载方面,其中,集约型收储运模式成本和能耗较分散型低,故当人工收集秸秆量小于2.5×105t或机械收集小于5.0×105t时建议选择集中型收储运模式,否则可选择分散型收储运模式[28]。于兴军等[29]在东北通过对几种不同处理的玉米秸秆收储运模式进行成本分析,发现在秸秆收储运模式中,涉及环节多,机械化程度低,耗能高且排污量大,劳动力成本和燃油消耗费用占比较大,且通过在田间对秸秆就地加工,可有效降低秸秆的收储运成本,也能显著降低能耗和污染物排放。平英华等[30]对收储运模式的影响因素进行分析,发现主体、管理、资金、购销渠道、设备、收购地和价格都对收储运体系有一定影响,可通过产业体系配套原则和市场化运作原则等方面的协调来优化收储运体系。

随着秸秆市场需求的扩大和规模化利用的普及,集中型收储运模式将成为我国主要的秸秆收储运发展方向。秸秆收储运体系不仅需要考虑其经济成本,还需要考虑能量消耗、劳动力消耗和对环境的影响,目前我国秸秆的收储运体系仍处于初步阶段,相关技术、设备和体系尚不成熟,需要更深入探索,建立健全的秸秆收储运服务体系,和农户达成协议代为存储,考察农田分布情况,合理布局以秸秆为原料的规模化生产企业,加强制度和政策建设,研发出适合我国农田和作物分布性质的配套体系和设备,寻求更加经济有效的收储运方法。