一、概論

生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經(jīng)濟、社會發(fā)展的基礎(chǔ)、保護和建設(shè)好生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是我國現(xiàn)代化建設(shè)中必須始終堅持的一項基本方針。近年來，我國工業(yè)污染防治已從單純的點源治理轉(zhuǎn)到了流域、區(qū)域的規(guī)模治理，轉(zhuǎn)向了結(jié)合調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、強化環(huán)境與經(jīng)濟的國家宏調(diào)控上來。既大大促進了老污染的治理，又有效地遏制了新污染的產(chǎn)生。與過去比較，現(xiàn)在環(huán)境污染的類型與渠道發(fā)生了很大變化，也就是雖然工業(yè)污染防治取得較大進展，但由于生活污染，面源污染、養(yǎng)殖業(yè)污染等農(nóng)業(yè)和農(nóng)村污染比重逐步增大，總體的環(huán)境形勢依然嚴峻，不容樂觀。

農(nóng)作物秸稈在廣大農(nóng)村過去有很好的利用手段。但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展，原有的秸稈利用方式正在被淘汰，新的秸稈利用方式并沒有隨之建立完善起來。機械化的普及降低了耕牛的作用，秸稈用作牛的飼料量大大減少;化肥的大量使用，影響了農(nóng)民秸稈漚肥的積極性;小造紙廠的大量關(guān)閉，使秸稈造紙沒有了出路;生活水平的提高，使秸稈作為過去農(nóng)村常見的建筑材料而逐漸被淘汰。秸稈的大量剩余，無法處理，隨之而來就是露天焚燒，嚴重污染環(huán)境的問題。

兗州市人口密度大，經(jīng)濟基礎(chǔ)比較薄弱，保護生態(tài)環(huán)境面臨的任務十分艱巨。為改善生態(tài)環(huán)境，保護生產(chǎn)力，促進自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，確保經(jīng)濟、社會健康持續(xù)發(fā)展，兗州市在高效綜合利用農(nóng)作物秸稈方面做了大量有益的探索。

二、秸稈綜合利用研究工作情況

一九九八年，兗州市環(huán)保局受山東省環(huán)保局委托，確定了農(nóng)作物秸稈綜合利用研究項目，研究內(nèi)容是秸稈氣化技術(shù)中焦油脫焦、凈化、除塵等技術(shù);秸稈還田技術(shù);秸稈飼料技術(shù)及秸稈開發(fā)高檔食用菌技術(shù);建立一個農(nóng)業(yè)生態(tài)示范區(qū)。三年來，我局在兗州藍天環(huán)保公司、兗州玉豐收獲機廠以及易家村等協(xié)作單位的密切配合下，積極開展科技攻關(guān)，深入進行農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，項目內(nèi)容得到較好落實，較理想的實現(xiàn)了研究目標。

(一)成功開發(fā)了秸稈氣化新技術(shù)、新設(shè)備。

兗州藍天環(huán)保公司在我局大力扶持下，成功開發(fā)了JH系列秸稈氣化機組，該機組能夠把各種秸稈的生物質(zhì)源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)可燃氣體，其造氣原理是：生物資原料在缺氧狀態(tài)下燃燒，產(chǎn)生的氣體通過還原區(qū)與赤熱的炭層反應，轉(zhuǎn)換成CO、H2、CH4、CmHn等成分的可燃氣體，由風機下部抽出，經(jīng)冷卻除塵，去除焦油和雜質(zhì)后，送入氣柜，通過地下管網(wǎng)輸送到各戶使用。目前國內(nèi)研制生產(chǎn)的秸稈氣化系統(tǒng)普遍存在以下缺點：一是秸稈氣化率低，大約在72%左右;二是燃氣凈化度低，送入用戶的燃氣有效成分含量低，因而熱值低，約為5MJ/Nm3;三是整套裝置在運行過程中，因焦油含量高且不易清理，致使管道易堵塞，使整套裝置無法正常運行。兗州藍天環(huán)保公司通過科技開發(fā)，改進了焦油凈化器等設(shè)備，有效地解決了以上缺點，各項技術(shù)指標均領(lǐng)先于國內(nèi)同類產(chǎn)品。

1、采用先進、合理的焦油凈化工藝。燃氣產(chǎn)生后，先經(jīng)高效冷卻除塵器，除去灰塵和雜質(zhì)，再進入凈化器進行氣水分離，分離后的燃氣經(jīng)羅茨風機增壓，送入焦油處理設(shè)備，除去焦油，最后生成的燃氣十分純凈。經(jīng)中國科技大學熱科學和能源工程系檢測，焦油含量低于3.4g/Nm3，基本不含焦油，無需再安裝其它過濾裝置，即能保證機組長期正常運行。

2、消耗低，秸稈轉(zhuǎn)換率高，固定床下吸式氣化器的氣化率為76%，每公斤秸稈可產(chǎn)2—3立方米燃氣。

3、燃氣中僅CO、H2、CH4三種可燃氣體成分高達37%，所產(chǎn)燃氣熱值高，每標準立方米熱值在5.5MJ/Nm3以上。

另外，該機組還有產(chǎn)氣快、噪音低、體積小等諸多優(yōu)點，深受國內(nèi)外專家和用戶青睞，于一九九八年十一月通過了省科委組織的鑒定。兗州市地處魯西南，是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地之一，小麥、玉米年播種面積分別在49萬畝和30萬畝左右，年產(chǎn)秸稈約52.5萬噸，過去作為農(nóng)村主要傳統(tǒng)燃料出現(xiàn)大量過剩，剩余秸稈隨地燃燒，污染了環(huán)境。JH秸稈氣化機組的問世，無疑為解決農(nóng)村高品位能源短缺和大量農(nóng)作物秸稈過剩的矛盾提供了契機。兗州市已安裝了18套JH系列氣化系統(tǒng)，使數(shù)萬名農(nóng)民告別了煙薰火燎的傳統(tǒng)炊事方式，效果奇佳。姜春云、宋健等國家領(lǐng)導人以及美國總統(tǒng)科技顧問吉本斯博士來兗考察后，認為我們已找到了一條能夠合理利用資源，保護生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展之路。

(二)秸稈還田機順利投用。

有關(guān)資料表明，我國目前每年秸稈產(chǎn)量約7億噸，若拿出1/3用于秸稈氣化，基本可以滿足全國農(nóng)民炊事需要，剩余的2/3可用秸稈還田及其他用途。在美國等發(fā)達國家， 2/3以上秸稈都經(jīng)粉碎、留茬、覆蓋等方法直接入田，而我國秸稈還田仍處于試驗階段，廣大農(nóng)村大多采用漚制還田等方式，秸稈生物質(zhì)漏失現(xiàn)象嚴重。為填補這一技術(shù)空白，我局與協(xié)作單位兗州玉豐收獲機廠在充分總結(jié)傳統(tǒng)還田機械基礎(chǔ)上，聯(lián)合研制生產(chǎn)了4JGH系列秸稈還田機，在該機與拖拉機配套方面，摘穗機構(gòu)在前，還田機構(gòu)在后，同時收割三至四行玉米，并將秸稈打碎還田。該機設(shè)計科學，技術(shù)含量高，普遍適用玉米秸稈直接還田，為山東省唯一推廣產(chǎn)品。測試結(jié)果表明，經(jīng)過該機械粉碎后，地內(nèi)玉米秸稈可粉碎為5cm碎段，秸稈機內(nèi)各種營養(yǎng)物質(zhì)得到保存，培肥了地力，能有效防止土質(zhì)退化，還田一畝秸稈可增產(chǎn)15—20%，由此而帶來的社會效益和環(huán)境效益十分可觀。當年該廠生產(chǎn)了5000臺還田機很快就被搶購一空，產(chǎn)品銷往全國各地，該機的優(yōu)良性能得到廣大用戶的一致認可。

(三)農(nóng)業(yè)生態(tài)示范村基本建成。

一九九八年起，我局以兗州市新兗鎮(zhèn)易家村為示范點，深入扎實地開展了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境建設(shè)。易家村地處平原，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，村內(nèi)無工副業(yè)，一方面造成經(jīng)濟繁榮程度不足，另一方面，因沒有工業(yè)污染，生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿^大，有較大開發(fā)價值和突出的資源優(yōu)勢。因此，我局在加強該村道路硬化，提高農(nóng)業(yè)機械程度的同時，把農(nóng)業(yè)生態(tài)示范工程建設(shè)提高到了重要位置。

一是制訂規(guī)劃。我局駐村人員幫助該村制訂了三年發(fā)展規(guī)劃和《農(nóng)業(yè)資源綜合利用與環(huán)境保護工程實施方案》，確定了該村以生態(tài)農(nóng)業(yè)為導向的經(jīng)濟發(fā)展模式，詳細規(guī)劃了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)示范村各項指標的實現(xiàn)方式、期限。根據(jù)該方案，該村將在三年內(nèi)建成農(nóng)業(yè)生態(tài)示范村。

二是利用農(nóng)作物秸稈和廢鋸未培養(yǎng)香菇。現(xiàn)在該村大多數(shù)農(nóng)戶不再焚燒或隨地堆放小麥、玉米、棉花秸稈，而是收集起來養(yǎng)殖香菇等食用菌，即減少污染，又增加了農(nóng)民收入，帶動了全村庭院經(jīng)濟的發(fā)展。

三是科學施用化肥。我局從濟寧農(nóng)科所請來三位專家對該村土壤進行抽樣化驗，根據(jù)化驗結(jié)果有針對性地實施科學配方施肥，有效防止了因濫施化肥而造成浪費、土地板結(jié)、堿化程度加重等不良后果。

四是科學種植。我局有關(guān)人員陪該村負責人走訪了濟寧農(nóng)產(chǎn)所，并邀請有關(guān)專家來村實地考察，進行了優(yōu)良品種生產(chǎn)對比試驗，決定因地制宜，大面積種植小麥種，建成了濟寧市第一個小麥種種植基地。小麥種銷售形勢良好，每畝單季可提高收入200元。

五是在村南兗寧鐵路北開展植樹造林，目前1公里長的林木綠化帶已初具規(guī)模。

(四)秸稈飼料化和生物有機肥的推廣應用

兗州市是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)強市。農(nóng)、林、牧、副業(yè)發(fā)展在本地區(qū)頗有代表性和典型意義。其中全市畜禽飼養(yǎng)總量達到3245萬頭、只，肉蛋奶總產(chǎn)12.89萬噸，畜牧業(yè)生產(chǎn)值8.8億元，占農(nóng)業(yè)的比例42%。我局除易家村之外，還重點扶持了新兗鎮(zhèn)的代村、馬橋村等重點農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè)示范村。在這些示范村中，都卓有成效地開展了秸稈飼養(yǎng)和種植。以秸稈代替大量寶貴的糧食飼養(yǎng)牛、羊，不僅節(jié)約農(nóng)業(yè)資源，而且秸稈過腹還田，家畜的糞便又可做優(yōu)質(zhì)肥料，有效地支持畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的協(xié)調(diào)發(fā)展。兗州市目前用秸稈轉(zhuǎn)化飼料飼養(yǎng)的牛、羊已達2.4萬頭和38萬只，平均年消耗秸稈9萬噸。以秸稈為原料種植培養(yǎng)食用菌是農(nóng)民發(fā)家致富的有效途徑。代村、易家村等以秸稈為主要原料建立食用菌種植大棚，形成了搖錢樹一樣的庭院經(jīng)濟效益，極大地刺激農(nóng)民利用秸稈種植脫貧致富的愿望，起到了很好的示范作用。

兗州市大橋生物有機肥廠，在我局的扶持下，通過引進技術(shù)，采用高科技工藝制成了安全、無毒、無害、無污染的綠色生物有機肥料。該產(chǎn)品最大優(yōu)點就是經(jīng)過高溫發(fā)酵，殺滅病源微生物和雜菌，產(chǎn)生大量有益菌，不僅可以減少化肥和農(nóng)藥對農(nóng)產(chǎn)品的污染，增加農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，而且能有效地利用農(nóng)村的兩大主要污染源——畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈，具有十分誘人的前景和應用價值。目前，生物有機肥廠年產(chǎn)上千噸優(yōu)質(zhì)肥料，就地轉(zhuǎn)化畜禽糞便上千噸，農(nóng)作物秸稈近千噸。隨著二十一世紀綠色農(nóng)業(yè)、綠色肥料、綠色食品的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向和WTO的影響，該產(chǎn)品的作用和生產(chǎn)規(guī)模將不斷擴大，蔚成風氣。

三、研究成果的應用前景

農(nóng)作物秸稈的隨意焚燒，對生態(tài)的破壞、對環(huán)境的污染，已成為普遍關(guān)注的社會問題。不少地方為解決此類問題采取了各種措施，但禁燒農(nóng)作物秸稈光靠行政手段是不行的。真正的禁燒秸稈只有走秸稈綜合利用的道路。要做好農(nóng)作物秸稈綜合利用的文章，首先要搞好宣傳教育工作，解決廣大農(nóng)民對秸稈綜合利用的認識問題，調(diào)動他們的積極性，而政府有關(guān)部門則應加大投入，強化推廣應用力度，同時，綜合利用秸稈必須靠科技進步，要有切實可行的科技硬件支持。

秸稈氣化對農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用和保護環(huán)境，加快農(nóng)民生活奔小康，實現(xiàn)現(xiàn)代化具有重要意義。JH系列秸稈氣化機組通過選取結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、使用方便的固定床下吸式氣化爐，采用內(nèi)置式焦油裂解催化床技術(shù)，將催化床設(shè)計在氣化爐內(nèi)部，借助發(fā)生爐燃氣熱量，裂解重分子焦油，利用催化床的氣體流道，提高裂解所需的滯留時間，省去了外部熱源，結(jié)構(gòu)簡單、合理，提高了燃氣熱值，大大降低了焦油含量，使秸稈氣化技術(shù)真正走向?qū)嵱�。目前，該研究成果已在山東省和外省推廣使用。廣大用戶紛紛反映該機組燃氣質(zhì)量穩(wěn)定、焦油處理理想，并且適用原料廣泛，省時省力又省錢，和石油液化氣沒什么兩樣。

JH系列秸稈氣化機組目前各項技術(shù)指標均達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比質(zhì)量穩(wěn)定、技術(shù)先進、性能優(yōu)越、價格低廉、配件易購、維修服務網(wǎng)點齊全，產(chǎn)品市場競爭優(yōu)勢十分明顯。同時，秸稈氣化工程的經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益十分可觀，據(jù)統(tǒng)計，該公司平均年銷售利潤為912萬元，年凈利潤為611萬元。秸稈氣化使廣大農(nóng)民告別了煙薰火燎的傳統(tǒng)炊事方式，提高了農(nóng)民的生活質(zhì)量，推動了農(nóng)村致富、農(nóng)村現(xiàn)代化的進程。秸稈氣化既節(jié)約農(nóng)業(yè)資源，解決了秸稈隨處堆放易形成火災的隱患和有礙村容村貌的敝病，又保護了環(huán)境，改善了生態(tài)狀況。如果我國有1%的鄉(xiāng)村(約7500個村)使用秸稈氣化技術(shù)，每年可消化150萬噸秸稈替代148萬噸優(yōu)質(zhì)煤碳或液化氣27萬噸，年削減煙塵10萬噸、二氧化硫6萬噸。

秸稈還田是秸稈綜合利用工作的重頭戲，在西方發(fā)達國家，2/3以上的秸稈用作還田。4JGH系列秸稈粉碎還田機是在引進國際先進技術(shù)開發(fā)研制設(shè)計的錘爪式粉碎還田機，可以配置于30馬力、50馬力、65馬力等多種馬力拖拉機的農(nóng)田作業(yè)機械，是山東省唯一推廣產(chǎn)品。該系列還田機具有設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)簡單、配裝主機方便，粉碎效率高等特點。使用還田機將農(nóng)作物秸稈粉碎還田，可提高土地作物生長力。經(jīng)國家農(nóng)科院測定，還田一畝玉米秸稈，相當于增施4000公斤土雜肥的有機質(zhì)含量，相當于增施碳銨18.75公斤，過磷酸鈣10公斤，硫酸鉀7.65公斤，經(jīng)過秸稈還田的土地可增產(chǎn)15-20%，還可有效地避免因焚燒秸稈造成的土地干堿化和環(huán)境污染問題。

目前，4JGH系列秸稈粉碎還田機已達到年產(chǎn)5000臺，年新增產(chǎn)值2600萬元，取得了很好的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益，并受到廣大農(nóng)民用戶的好評。

四、秸桿綜合利用的主要措施和目標

農(nóng)作物秸稈綜合利用研究是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和提高農(nóng)民生活水平的利國、利民的大好事。對于這樣一個系統(tǒng)工程，國家和地方有關(guān)方面十分重視，并取得了顯著成效。兗州市在農(nóng)作物秸稈綜合利用方面一是領(lǐng)導機關(guān)重視，行動快，工作扎實;二是各部門配合協(xié)調(diào)一致，有關(guān)政策效果好;三是有科技含量高的相關(guān)技術(shù)支持和過硬的技術(shù)服務網(wǎng)絡(luò);四是較好地調(diào)動了廣大農(nóng)民的積極性，生產(chǎn)了良好的示范效應。從一九九七年十二月二十三日兗州市人民政府提出建立國家秸稈氣化示范市，到目前秸稈氣化還田、秸稈養(yǎng)殖、秸稈種植、秸稈有機物肥等綜合利用全面開花，兗州市在秸稈綜合利用方面取得顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

兗州市藍天環(huán)保公司不僅在本市、本省取得了驕人的戰(zhàn)績，而且在安徽省阜陽地區(qū)等外省打開了市場，占領(lǐng)了陣地。在阜陽安裝的兩處秸稈氣化機組被確定為省級秸稈氣化示范工程，安徽省還專門在阜陽召開了能源工作現(xiàn)場會。河南省新鄭市在本地二十個村推廣使用JH氣化機組，受到廣大農(nóng)民用戶的好評。在秸稈還田方面，兗州市已實現(xiàn)50萬畝小麥全部機械化收割和還田。同時，使用玉豐公司的4JGH系列秸稈粉碎還田機平均每年還田玉米秸稈19萬畝。據(jù)統(tǒng)計，兗州市2.7萬公頃小麥平均單產(chǎn)7950公斤/公頃，比還田開發(fā)前平均增產(chǎn)13.63%，玉米平均單產(chǎn)9750公斤/公頃，比還田開發(fā)前增產(chǎn)10.5%。3年累計增產(chǎn)小麥4963萬公斤，增產(chǎn)玉米3392萬公斤，直接經(jīng)濟效益1.26億元。本地區(qū)土壤有機質(zhì)含量平均提高0.09個百分點，達到1.28%。

兗州大橋生物有機肥廠目前已生產(chǎn)高效生物有機肥1500噸，實現(xiàn)利潤15萬元。該廠近期計劃購置價值350萬元的上海產(chǎn)全自動肥料生產(chǎn)機械一套，使生物有機肥達到年產(chǎn)3萬噸水平。

在下一步秸稈綜合利用工作中，我局將積極會同有關(guān)部門，在重點抓好秸稈還田的同時，在秸稈氣化、秸稈養(yǎng)殖、秸稈種植、秸稈制肥等方面繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗，擴大影響，不斷開拓市場，力爭在近年內(nèi)使農(nóng)作物綜合利用率達到98%以上。農(nóng)作物秸稈綜合利用研究為我市卓有成效地開展省級生態(tài)示范區(qū)建設(shè)試點市工作打下了良好的基礎(chǔ)，在今后的工作中，我局將繼續(xù)不斷努力提高農(nóng)作物秸稈綜合利用的整體水平，加大生態(tài)示范區(qū)建設(shè)力度，按照可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，努力把我市建設(shè)成基礎(chǔ)強、產(chǎn)出高、效益好、環(huán)境美、后勁足的現(xiàn)代化生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)。

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