東北牛糞的力量,比你想象中更加深刻

東北牛糞的力量,比你想象中更加深刻

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中國曆來是世界農牧業大國,卻不是世界農牧業強國。

多年來,中國農牧業一直存在着生產規模小、組織化程度低、上游生產主體總體較為分散等發展「隱痛」。由於產業鏈管理水平不高,導致上下游主體的聯結方式較為鬆散,在雙方調度等一系列問題上處理難度較大。

中國每年產生的大量農牧業廢料的處理問題,就是其中一個縮影,並且已經成為中國環境建設的重大挑戰,以更優的方法處理農牧業廢料迫在眉睫。

不止工業,「人畜無害」的農牧業也會產生廢料

自進入工業社會以來,工業生產中產生的各種廢渣、粉塵等廢料便引起了人們的重視。雖然工業廢料的問題至今仍沒有完美解決之法,但人們對其的重視程度日益提升。例如:近幾年國家陸續出台了「大宗固體廢棄物綜合利用基地」和「工業資源綜合利用基地」建設新政,用來推進資源節約和環境保護。

相比工業廢料,農牧業廢料問題的社會關注度並不高,根源是公眾對農牧業往往有着「田園生活」般的認知。實際上,有着「原生態屬性」的農牧業在生產活動中,也會產生大量廢料。

農牧業廢棄物按其來源不同,大致可分為三種類型:農業生產廢棄物,主要指農田和果園殘留物,如作物或果樹的秸稈、枝條、雜草、落葉、果實外殼等以及農副產品加工後的剩餘物;牲畜和家禽的糞污及畜欄墊料等;農村居民生活廢棄物,包括人類糞污及生活垃圾和生活污水等。

農牧業廢棄物會對環境產生怎樣的危害?

首先是對土壤。隨意處理農牧業廢棄物,會使土壤中有機質累積、無機鹽聚集,不易流動的磷酸鹽等物質會在土壤下層富集,引起土壤板結,造成植株根系不能正常發育。

其次是對大氣環境。畜牧業中動物糞污中含有大量氮磷鉀及藥物添加劑的殘留物,其中氮和磷是最易破壞生態環境的兩種元素。未經處理的動物糞污,其中的一小部分氮元素以氨氣的形式揮發到空氣中,會增加大氣中的氮含量,嚴重時會形成酸雨,對環境造成極大危害。

對水資源的影響也不容忽視。一部分氮元素被氧化為硝酸鹽,一些滯留於土壤表層,造成土壤污染,更多的則是深入地下水或地表水流入江河,造成水體污染。

此外,畜牧業廢料還是一種「生化武器」,它們堆放所產生的氨氣、硫化氫等惡臭氣體會滋生蚊蠅,傳播疾病。

總而言之,農牧業廢料不可隨意處理,必須科學整治!

處理「廢料」,太難

雖然從定義上去講,農牧業廢料是生產中的廢棄物。但是,從某種層面來說,農牧業廢料並不是真的「廢料」,它們也是非常寶貴的資源,對其進行有效的處理可以實現變「廢」為寶。

處理原理說起來簡單,即把農牧業廢料重新混合,再通過一定技術手段將其轉換為生物質能源及農牧業原料。但想要實現,卻是一道難題。這個難題不只中國在面臨,世界各國也都在努力攻克。

以中國為例,農牧業廢棄物回收呈現出四大特點:數量大、品質差、價格低、危害多。中國每年產生的農牧業廢棄物數以億噸計,但想要把農牧業廢料這座巨大的「資源庫」利用起來,制約因素有很多。

其中一個重要的因素就是成本。在處理農牧業廢棄物的過程中,必須要首先進行無害化處理,這需要一定的成本投入。

許多農民囿於經濟成本的影響,將農牧業廢料當做垃圾,隨意丟棄或者排放到自然環境中,許多環境污染現象便由此產生,比如秸稈焚燒帶來的環境污染等等。原本可被利用的「資源」變成了真正的污染源,對生態環境造成了嚴重的負面影響。

此外,諸如投資回報時間長、資源高度分散、物流成本高等問題,也是制約農牧業廢料二次利用的現實因素。

然而在東北的齊齊哈爾,有一群人為攻克這道農牧業難題在不懈奮鬥着。

東北,盤活它!

齊齊哈爾市位於北緯47°,這裏降水豐沛且光照時間長,氣候條件優越,是世界公認的黃金奶源帶。同時,這裏還擁有另一個得天獨厚的自然資源——黑土地,黑土是極其寶貴的自然資源,擁有土壤性狀好、地力充分等特點,非常適宜農業耕作,東北也因此成為中國最大的玉米生產區。

肥沃的土地同樣孕育着繁盛且更營養多汁的牧草,為奶牛提供了優質的口糧,畜牧業在此騰飛。

農牧業蓬勃發展的同時,也帶來了廢料處理的難題。

玉米小麥等農作物在收穫後,廢棄的秸稈是本地存量巨大的農業廢料。過去,農民為了節省空間,往往會焚燒處理,這不僅會造成空氣污染、引發火災,而且焚燒留下的草木灰呈鹼性,會使土壤鹼度升高,自然肥力和保水性能大大下降。

而畜牧業廢料——巨量的糞污同樣不容忽視,如果直接還田,會導致牛糞中的有害病原菌以及大量的寄生蟲蟲卵和幼蟲四處傳播,不但會影響土地質量更會危害人類健康。

作為紮根在這得天獨厚自然環境中的中國嬰幼兒奶粉龍頭企業——飛鶴乳業,在享受自然饋贈的同時也深深熱愛着這片土地,始終堅定着回饋自然的初心,研究妥善解決本地農牧業廢料問題。

早在三年前,飛鶴就開始尋找合作伙伴,嘗試解決自有牧場糞污和東北秸稈處理問題,用實際行動保護這片珍貴的黑土地。

經過 3 年的技術攻關和模式探索,今年飛鶴專屬產業集群「生態循環化綜合利用項目」正式投運,實現以牛糞污和玉米秸杆為原料,通過厭氧發酵,製取生物天然氣和有機肥。

神奇的微生物

厭氧發酵技術原理來源於自然,該原理在自然界廣泛使用,包括釀酒、做饅頭面包、喝的酸奶等等,都是依靠神奇微生物的厭氧發酵作用。

然而大自然中龐大的微生物群是雜亂無序的,在科研領域也並沒有人能完全掌握其中的核心機理。項目沒有先例,飛鶴產業集群生態循環綜合利用項目小組就通過不斷試驗和優化去突破技術難關。

「定製化」的國產設備

技術原理要靠不斷驗證突破,設備問題也要結合實際情況做創新。規模化處理農牧業廢料需要先進的設備。進口設備是基於國外慣用的含水量高的青貯秸稈這一廢料來設計的,不適用東北地區水分含量極低的風乾秸稈。原料的差異,導致攪拌設備運行中經常產生幹秸稈纏繞、攪拌上浮的問題。

飛鶴項目組為解決這一問題,在研發方面做了諸多嘗試,如通過流體力學研發攪拌漿的漿型,從發酵罐的安裝位置和角度等各個層面進行改進,經過不斷摸索,終於做出了適用東北原料的國產設備。

國產設備的技術含量與適用度都很高,比如,在攪拌方面,傳統的沼氣工程在攪拌時如果出現問題,需要先將發酵罐停工,並將水全部放掉才能進行維修,修好後再重新開啟運行。這樣停工維修,不僅費時費水還影響效益。而項目組通過設備改造,可以在保持發酵罐運轉的同時,進行維修和拆卸,既節約了資源也提升了效益。

兼顧糧食增收,突破原料限制

除了生產設備,項目組在發酵技術方面也有新的突破。

前文提到,項目使用的農業廢料是風乾秸稈,其含水率極低,不足10%,很難被微生物分解,發酵難度較大。為了兼顧糧食生產和秸稈處理,科研人員迎難而上,通過一遍遍反覆調試,終於突破了原料的限制,為秸稈二次利用大範圍推廣提供了可複製經驗。

工藝創新,資源利用最大化

項目在發酵工藝方面的的創新,也讓二次資源增量增質成為可能。

畜禽糞污含水量大,相比於直接進罐的水衝糞工藝,項目組採用的清糞工藝(即糞便和尿液進行分流處理,養分損失少,還可減少和降低環境污染)能使發酵濃度達到更高。然而東北處於高寒地區,冬季長且氣温低,水容易結冰,工程的運營難度極高。鑑於特殊的氣候環境,項目使用了高濃度厭氧發酵工藝。提高發酵濃度後,酵罐裏密度增大,容積產氣率提升,隨之而來的便是運營效益的提升。僅是運營成本中的熱耗,就減少了50%-75%。

有了高濃度厭氧發酵工藝這項新技術的加持,項目取得了豐碩成果。可以完全消納牧場產生的糞污,滿負荷運轉的情況下大概產生50000方沼氣;產出的有機肥則可以做成多種生態產品,如葉面肥、灌施肥以及更精細的生物菌劑等等,這些多樣化的產品也為企業帶來了額外的收益。

通過眾多的技術創新,飛鶴首創了全產業鏈「雙碳閉環」模式,打造了完整的農、牧、工降碳鏈條,將綠色低碳實踐融入產業鏈的每個環節,為中國寒區玉米秸杆和畜禽糞污資源的循環利用,提供了可複製的經驗,極具社會、經濟和環境效益。

綠色低碳循環發展是一條崎嶇但勢在必行的道路。2020年中國正式向國際做出承諾:中國將力爭2030年前達到二氧化碳排放峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。

目前,飛鶴正以實際行動助力「3060目標」實現。據悉,「生態循環化綜合利用項目」年產生物天然氣5940萬標準立方米,節約近7噸標煤,減少碳排放18.5萬噸。同時,年處理糞污10萬噸,年處理秸稈4萬噸,減少碳排放7.2萬噸,並年產有機肥5萬噸,為約1.4萬畝土地增加1%有機質。

精深領會「構建人與自然生命共同體」精神的飛鶴,以企業力量推動了技術進步,同時,技術的進步也成就了企業綠色健康發展。將企業發展與國家戰略相結合,與生態乳企建設相結合,不斷探索未來共生之道的飛鶴,未來將為中國企業帶來更多示範。

本文由《香港01》提供

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