有機廢物生物強化腐殖化以及腐植酸高效提取循環(huán)利用
2015-01-21 20:50:57
admin
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據(jù)中化新網2015年1月15日訊 把一切可利用的廢物變成肥料返還給土壤,從而能維持地力長久不衰,這是中華農耕文明的精髓,就像自然生態(tài)系統(tǒng)的落葉歸根。但隨著城市化進程加速,有機廢物規(guī)?;奂?,原來小循環(huán)的農耕文明已經跟不上時代的步伐。如今,這一問題有了解決方案。榮獲2014年度國家技術發(fā)明二等獎的有機廢物生物強化腐殖化及腐植酸高效提取循環(huán)利用技術,首次提出了有機廢物限制礦化、高效定向腐殖化的新思路,創(chuàng)新了規(guī)模聚集下的有機廢物有機質高效利用的模式,破解了傳統(tǒng)有機肥難以進入主流通道的難題,讓古老的農耕文明插上科技的翅膀煥發(fā)新生。
“有機廢物生物強化腐殖化及腐植酸高效提取循環(huán)利用技術”成果由北京嘉博文生物科技有限公司聯(lián)手中國環(huán)境科學研究院、清華大學共同完成,目前已在國家餐廚廢棄物資源化利用試點城市中建設了14個規(guī)?;幚韽S。
該項目主要完成人、嘉博文首席科學家兼執(zhí)行總經理于家伊在談到項目的立項背景時表示,提升傳統(tǒng)有機肥產業(yè)技術水平,建設具有影響和上規(guī)模的高科技堆肥生產工程,是國家的戰(zhàn)略需求。一方面,有機廢物量大面廣,污染嚴重,迫切需要治理。目前我國每年約產生秸稈7億噸,利用率不足1/3;畜禽糞便27億噸,利用率不足1/5;餐廚廢物4000萬噸,污染嚴重,利用率非常低。另一方面,我國四成土壤退化、三成貧瘠、兩成存在重金屬污染,土壤有機質嚴重匱乏。近30年來,土壤中碳減少50%,碳氮比例嚴重失衡,土壤污染與食品安全問題加劇,從土壤中出去的有機質急需回歸到土壤,維系碳氮平衡,減少農業(yè)面源污染。
她強調,我國土壤惡化問題已經非常嚴峻,主要原因是人多地少,無法通過休耕讓土壤休養(yǎng)生息,化肥用量太大而有機肥施用比例極低,土壤缺碳。目前,西方國家有機肥料用量已占肥料使用總量的50%,而我國有機肥料使用量占比不到10%。以2013年為例,我國肥料制造工業(yè)市場規(guī)模突破9000億元,而有機肥料市場規(guī)模不到800億元。根據(jù)前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的《2013~2017年中國有機肥料行業(yè)產銷需求與投資預測分析報告》,未來我國有機肥比例將大幅提升,而提升10%就可帶來1000億元的市場。
該成果*大的創(chuàng)新點就是首次提出了有機廢物限制礦化、高效定向腐殖化的新思路,并在這一思路指引下發(fā)明了動態(tài)返混多階段接種生物強化腐殖化堆肥技術、易酸腐有機廢物高溫抗酸快速腐殖化技術、液相腐植酸高效純化提取與濃縮高值化技術,創(chuàng)新了規(guī)模聚集下的有機廢物有機質高效利用的模式。該成果不但在機理上闡明了礦化和腐殖化相互作用機制,在工藝上實現(xiàn)了微生物作用過程和微環(huán)境的優(yōu)化調控,還在工程設備上實現(xiàn)了模塊化、標準化和成套化設備,使腐植酸肥品質大大提升。
有了上述技術,傳統(tǒng)堆肥的三大難題已迎刃而解。其中,堆肥效率低、產品質量差的問題因多階段接種生物強化和動態(tài)返混技術得以改善。堆肥過程二次污染難控是限制其發(fā)展的重要因素,主要包括惡臭氣體和滲濾液污染,與目前普遍采用的方式是末端無害化處理方式不同,該成果采用源頭限制、過程控制、末端資源化回收的方式,實現(xiàn)了資源與二次污染協(xié)同控制。
譬如,在惡臭氣體控制方面,從源頭上可通過多階段接種與動態(tài)返混醌基物質,使小分子有機物與醌基物質定向聚集,將碳氮*大程度固定在腐植酸中,避免小分子礦化流失,從源頭上減少惡臭及溫室氣體產生;在過程中可通過微生物作用過程和發(fā)酵微環(huán)境調控,實現(xiàn)氧分、水分在固液氣三相間的有效傳輸,避免因局部發(fā)酵環(huán)境不利而產生惡臭;末端產生的臭氣采用多級生物濾池,在物理吸附與微生物分解作用下實現(xiàn)有效處理,濾池填料由腐熟后的堆肥產品與木屑等組成。
此外,有機廢物生物強化腐殖化還可有效鈍化重金屬,部分重金屬進入液相經兩級超濾被去除,經我國及歐盟權威檢驗機構鑒定,該成果產品重金屬指標明顯優(yōu)于歐盟*嚴格的生態(tài)標準。
于家伊告訴中國化工報記者,他們開發(fā)的這項成果普適性很強,尤其適用于*典型的木質纖維素類和易酸腐類有機廢物,是對我國傳統(tǒng)堆肥行業(yè)的升級,促進了腐植酸產業(yè)的發(fā)展。