低碳背景下农林绿废资源再利用分析

盛露

（江苏叁山环境科学技术研究有限公司，江苏 扬州 215000）

城市绿化所产生的园林废弃物是城市垃圾的重要组成部分，随着城市绿化的蓬勃发展，农林绿废产生量也急剧增多，如清理河道过程中产生的水生植物、冬修产生的枯枝落叶和修剪物、秋收产生的农田秸秆等。扬州具有“国家园林城市”荣誉称号，是“园林城市”的典范，但目前扬州城区没有专业处理农林绿废的企业，农林绿废主要采取填埋与焚烧相结合的方式进行处理，沿部分主干道修剪的枯枝落叶、园林修剪物随意丢弃，对城市景观造成不良影响，甚至造成环境污染。农林绿废资源再利用旨在帮助解决城市公园、绿地、行道树、居住区等产生的园林废弃物以及农田秸秆等，同时实现资源的循环再利用。

1.1 大量园林绿废急需寻找 新出路

城市绿化所产生的园林废弃物是城市垃圾的重要组成部分，在城市绿化高速发展的进程中，园林绿废产生量也急剧增多，为其寻找新的出路是发展所趋、时代所趋。

1.2 我国园林废弃物处置情况

我国城市绿废处理已取得一定成果，一线城市都有农林废弃物粉碎基地，树枝、落叶、草坪修剪物等收运完成后粉碎，再进行发酵处理，可以制成商品化的有机营养土或者彩色有机覆盖物，但我国在这方面的发展仍然落后于发达国家。目前，我国的农林绿废处理方式仍以填埋为主，排放的渗滤液对土壤和地下水污染严重，排放的臭气影响周边空气环境。扬州市作为“国家园林城市”、“国家森林城市”，亟待寻找科学、合理的园林绿废处理方式，实现园林绿废的有机化处理和循环利用，但由于观念、体制、用地等各种因素的制约，农林绿废资源再利用没有实质性的进展，产业链的形成任重道远。

1.3 是国家发展循环经济、建设节约型社会的需要

循环经济是以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为特征的经济增长模式。为了切实发展循环经济、建设节约型社会，建设部出台了《关于建设节约型城市园林绿化的意见》[1]，强调在城市绿化各个环节中最大限度地节约各种资源，提升资源使用效率，减少资源消耗和浪费，获取最大的生态、社会和经济效益，其中提出“通过收集、深加工园林绿废等方式，减少占用垃圾填埋库容，实现循环利用”。农林绿废资源再利用采取有偿收取城市园林绿废、秸秆等作为原材料的方式，有偿收取的原材料费用可用于平衡资源化运营成本。

1.4 加快推进扬州市创建生态园林城市

扬州位列“国家生态园林城市”首批试点城市，“国家生态园林城市”是“国家园林城市”的“升级版”，既是“国家园林城市”建设的重要组成部分，又是“国家园林城市”内涵的深化和拓展。根据《城市园林绿化 评价标准》（GB/T 50563-2010）[2]，节约型绿地建设率评价是城市园林绿化各级评价标准的一般项，“对植物因自然生长或养护要求而产生的枝、叶等废弃物单独或区域性集中处理，生产肥料或作为生物质进行材料利用或能源利用”是重要的节能技术评定标准。根据《国家园林城市标准指标体系》的要求，节约型绿地建设率≥60%方可达到国家园林城市标准，绿废资源再利用的开展有利于提高节约型绿地建设率，助力扬州市创建“国家生态园林城市”。此外，扬州市农林绿废资源再利用的推进有利于占领市场及相关企业品牌的建设。

据资料统计，扬州市广陵区（城区）目前拥有的公共绿地面积约为110公顷，全区永久基本农田面积约为6 280公顷，其中城市周边范围内的基本农田约为1 050公顷，城市周边范围外的永久基本农田约为5 230公顷，主要分布在李典、沙头、头桥、杭集、泰安5个镇。这些公共绿地以及农田每年会产生大量的绿废和秸秆，随着国家关于垃圾分类政策的推进，资源化利用将会逐步取代传统的焚烧和填埋。农林绿废资源再利用可能会产生些许环保污染，比如粉碎粉尘、发酵堆异味等，因此综合考察周边环境，基地可以选择远离住宅区且交通便利的地块，方便运输原料和成品；
再者，选址需要靠近原料产地，减少运输成本和消耗；
此外，基地需要充足的水源和稳定的电源，保证生产便利[3]。

一切工艺应用的基础是原材料，要想降低原材料损耗，减少原材料运输的安全隐患，从而降低成本，就需要科学合理地对原料进行收集、运输和分类。首先，原材料的收集应遵循就近原则，分区域收运，在降低成本的同时也增加了道路安全性。其次，在车辆选择上，扬州市拟采用一体化树木削片园林粉碎车进行收运，将绿废经过园林粉碎车现场粉碎后收运到就近基地，粉碎车密闭运输，可防止原料散落，也可确保运输安全。在原料产地，园林绿废粉碎车采用刀片切开和高速气流冲击碰撞，两层 粉碎功能于一体，并能一起完成微料分选加工工序。在刀片切开及粉碎过程中，转子产生高速气流，随刀片切开方向旋转，物料在气流中加快运动，重复冲击使物料遭到两层粉碎，从而加快物料的粉碎率。实现就地粉碎后再运输，可提高运输效率，并降低收运成本和安全风险。

为保证原料能够高速、高效地批量处理，粉碎分为粗粉和细粉两个环节，粗粉环节由园林粉碎车在收运环 节完成，粗粉可将不同原料进行初级粉碎，是各种原料必经的一道程序。拖运至基地后，再根据不同的生产工 艺进行细粉或者直接进行预处理后发酵。现阶段，有多种园林粉碎物的处理方式，如有机基质腐熟工艺、彩色覆盖物生产工艺、园林生态模块压制生产工艺、高温裂解制作生物质炭工艺等，应用最广泛的是有机基质腐熟工艺和彩色有机覆盖物工艺。

4.1 有机基质腐熟工艺

园林修剪枝条、枯枝落叶、农作物秸秆等均属于高碳有机固废，该技术以双硫分子膜静态好氧发酵技术为核心（见图1），利用功能微生物分解、转化高碳有机固废，形成腐殖化物料，替代泥炭，并通过科学配伍形成花木栽培基质、花木育苗基质等。技术过程实现了从废弃物处理到高值产品的全覆盖，具有投入少、速度快、能力大、成本低，处理过程无二次污染，处理产物全部资源化利用等优点。

图1 双硫分子膜现场图

4.1.1 工艺流程

有机基质腐熟工艺流程见图2，其中发酵后的筛上物可以回用再发酵转化为腐殖质。

图2 有机基质腐熟工艺流程图

4.1.2 适用范围

适用于敞开式条垛好氧发酵、模块化条垛好氧发酵、密闭仓式好氧发酵及集装箱式好氧发酵等模式，可将含碳固体废弃物处理转化为有机肥、营养土等。

4.1.3 发酵系统工作原理及特点

（1）发酵温度高（50～80 ℃）、温度稳定；
物料预调理后水分含量、碳氮比达到合适比例，物理结构良好；
料堆升温及水分蒸发迅速、发酵周期短。

（2）曝气系统采用强制通风，通过特殊设计的布风装置，实现布气均匀透彻、能耗低、维护简单的工艺效果。

（3）实现智能化控制，采用特制的氧-温检测技术，在线检测堆体的真实工况，利用发酵堆中的氧气相对浓度信号控制风机的启停，从而保证堆体的氧浓度在稳定范围内。

（4）采用双硫分子膜将硫化氢、氨气等臭气控制在料堆中，同时及时排出二氧化碳、水蒸气，实现源头控制、曝气与引风联动控制，无环境污染。

（5）对调理剂短缺和较高水分的物料具有更大的承受能力。

（6）双硫分子膜具有耐气候性，投资及运行费用相对较低，系统维护量较低。

4.2 林木碎片制备彩色有机覆盖物工艺

园林修剪枝条物理粉碎后形成片状、条状和粉状等不同形态，加工染色后可制成彩色有机覆盖物，具有滞尘防尘、净化空气、保水节水、抑制杂草、美观等功能。彩色有机覆盖物是近年来国外迅速发展起来的一种新型城市绿化表面覆盖材料，具有改善生态、保护土壤、美化环境、促进树木健康生长及回收农林绿废等作用，降解后还可作为缓释肥料为植物提供营养。林木碎片制备彩色有机覆盖物工艺流程见图3。

图3 林木碎片制备彩色有机覆盖物工艺流程图

（1）粉碎：原材料粉碎是非常重要的环节，有机覆盖物的粉碎必须达到拉毛拉丝的效果，目的主要是防止被风吹跑及雨水冲刷等。

（2）筛分：通过滚筒筛或者震动筛，将粉碎后的物料分级，形成不同细分产品。

（3）染色：染色环节是重中之重，好的染色机可以节省大量的染料和水，并能保证均匀染色。目前，高品质的染料和染色机仍是进口产品，美国企业采用的传统无机环保型染色剂，对植物和动物无毒性，并能保证长时间不掉色。

（4）发酵：发酵的作用是杀死有机覆盖物中的有害生物。堆积温度过高会直接杀灭菌群，高温期可杀灭原料中的致病菌和虫卵。通过持续的高温和微生物平衡可抑制细菌，杀灭堆中的有害细菌、昆虫、虫卵、草籽等，彻底杀灭作物害虫，可抑制病原菌的复发，避免继发感染。

（5）干燥：通过晾晒、烘干等工序减少有机覆盖物中的水分，可防潮防霉，方便储存。

5.1 有机基质发酵的应用

目前城市绿地土壤存在密实度高、有机质含量低、透水性差、通气性差等问题[4]。农林绿废一般指自然凋落或是整枝修剪产生的废弃物，包括大量树干、树枝、树叶、草屑等[5]，富含大量有机物质和营养物质，主要成分为纤维素、多糖和木质素[6]。

5.1.1 土壤改良剂

农林废弃物（枯枝、落叶）、农作物秸秆等以静态好氧发酵技术为核心，利用功能微生物分解、转化高碳有机固废形成腐殖化物料，可作为农业、园艺种植的土壤改良剂，如铺面施肥，也可作为土壤底肥，亦可用于液体追肥。将其作为土壤改良物质使用时，可通过表土覆盖或掺混应用，将有机基质与土壤综合性状相结合，改变土壤的不良性状，特别是针对有机质含量较低、综合性状质量较差的土壤，改良效果更加显著[7]。

5.1.2 有机营养土

将腐熟有机基质与不同的农肥、园林基质、氮、磷、钾等微量元素相混合，通过改变混合物酸碱度、养分含量和微生物活性等性状，将其混合成有机肥混合营养土或者有机营养土，可为植物营造快速优质的生长环境。

5.1.3 蚯蚓土

发酵完的腐殖化物料还可以供蚯蚓分解，产生蚯蚓土。蚯蚓土含有18种氨基酸（25.6%以上）、微生物菌群（每克20万～2亿个）和有机质（45%以上），号称有机肥之王，保水透气能力比一般土壤高3倍，经蚯蚓消化形成的有机质易被植物吸收，为作物种植提供营养保障。蚯蚓土种植高产值经济作物（比如藏红花、有机草莓等），可大幅提升经济价值；
也可用于新草坪及球场、运动场草坪；
或者将用水浸泡后的清液用于喷洒植物、果实或花的表面。

5.2 林木碎片制备彩色有机覆盖物的应用

扬州建设了很多“城市口袋公园”，彩色有机覆盖物具有色彩环保优势，可作为人造园林景观的优质材料，覆盖或搭配应用在城市园林绿地中，其不仅可以广泛用于高铁站站前广场、市政道路、住宅小区等的景观美化，也可以用作基质或花卉、盆景等观赏植物使用的装饰材料。它适用于城市内的一切裸露地表，能够较好地改良土壤理化状况及美化城市环境。此外，还可用于一些大型园林展区的花坛、花境的设计造景铺设，既保持了良好的景观效果，又降低了人为栽植和养护的成本。彩色覆盖物除景观造景功能外，还对土壤的综合性状有一定的改良作用，可进一步改善园林植物的生长环境[8]。

目前，国内对农林废弃物的循环利用已经开展了一系列研究，但对农林绿废的收集模式、处理技术的系统研究和探索起步较晚，仍存在空白，也缺乏对农林绿废资源再利用产品应用效果的分析。研究表明对有机质含量较高的农林绿废而言，填埋、焚烧，生产沼气、生物质燃料、饲料、食用菌培养料等处理方法意味着有机质的浪费。总体来说，农林废弃物资源再利用产品的质量得不到保证，缺少切实可行的农林废弃物收集制度或方式。

我们应结合扬州地区“城市口袋公园”的特点和农林绿废出路难的现状，从以上问题和难点出发，综合考虑农林废弃物资源化利用的产品、处理技术和收运模式；
从可持续发展及循环经济的客观要求出发，建立一套农林绿废资源再生循环利用体系；
从源头上解决农林绿废的处置问题，降低园林绿化建设和管理成本，并间接改善生态环境，从而实现良好的经济、社会和生态效益。

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