大力推进畜禽养殖废弃物处理及资源化利用,是落实党中央、国务院战略部署的重要举措,是加快农业供给侧结构性改革、确保畜产品数量质量安全、治理好农业面源污染、优化6亿多农村居民生产生活环境的重要路径。

习近平总书记在2016年12月专门主持研究畜禽养殖废弃物处理和资源化问题,在党的十九大报告中又强调指出,要“强化土壤污染管控和修复,加强农业面源污染防治”。

一、京津冀环境负荷压力大,持续运作机制亟待解决

近年来,特别是2017年以来,各级各地切实加大工作力度,因地制宜,大胆探索、勇于实践,把畜禽粪污处理利用摆到重要工作日程,依靠机制模式创新,推动工作不断上水平、上台阶。但当前,我国每年畜禽养殖产生粪污38亿吨,仍有40%没有得到有效处理和利用;规模畜禽养殖化学需氧量、氨氮排放量分别占全国总排放量的一半和1/4,占农业源排污总量的

95%、76%。

到“十三五”末,要完成基本解决大规模畜禽养殖场废弃物处理和资源化问题的目标,还有3年时间,任务非常艰巨、时间非常紧迫。

京津冀地区是我国社会经济最为发达的地区之一,也是我国人与自然关系最为紧张、资源环境超载矛盾最为严重、生态联防联治要求最为迫切的区域。据测算,京津冀地区畜禽存栏总量约占全国6.9%,规模化养殖率明显高于全国,但由于畜禽养殖规模化、集约化程度不断提高,废弃物处理压力越来越大。由此造成的单位耕地氮、磷负荷约是全国的2.5-5.0倍,化学需氧量、氨氮排放量约占本地区排放总量的一半以上,是该地区农业面源污染的重要来源之一。

为有效解决京津冀地区养殖业废弃物产量大、资源化利用效率不高、可推广可复制的商业化运作模式不足等问题,促进该地区传统农业向现代农业转型升级,抓好农业重点领域面源污染防治,做好畜禽养殖废弃物处理技术模式的集成与示范,中国农业科学院以国家农业联盟建设为契机,依托京津冀地区科技优势和区位优势,商同京津冀地区的地方政府,组织该地区的有关科研机构、涉农大学和养殖企业于2017年4月开展了“京津冀地区畜禽养殖废弃物利用科技联合行动”,旨在通过创新畜禽粪污资源化利用关键技术、探索不同规模养殖废弃物利用模式和持续运行机制,控制京津冀地区养殖业废弃物污染,提高养殖废弃物中养分资源的利用效率,探索示范可推广可复制的商业化运作模式,为保障京津冀地区环境质量和农业的绿色可持续发展提供科技支撑。

二、依靠科技提供技术保障,打造模式解决实际难题

“科技联合行动”实施以来,针对上述问题,按照农业部推动绿色发展、“一控、两减、三基本”和国家科技创新联盟的要求,以创新畜禽粪污土地承载力测算方法、研发畜禽粪污资源化利用关键技术和设备、探索不同区域技术模式和机制为重点,联合京津冀三省市农科院、涉农大学和典型养殖企业,建立“1+3+9”的工作运行机制,多方筹措资金,形成了1项畜禽粪污土地承载力测算方法和3种集成模式,即家庭农场废弃物处理利用模式、典型养殖场废弃物资源化利用模式和粪污专业化处理利用模式,打造了畜禽养殖废弃物处理技术的应用典型样板,并取得了良好效果。

(一)畜禽粪污土地承载力测算方法

该方法以动物排泄的氮磷养分为基础,同时考虑土壤养分水平和作物养分需求;计算给出包括大田作物、蔬菜、水果、经济作物和人工牧草等不同作物土地承载的养殖量推荐值,为各地畜牧业以地定畜、制定农牧循环发展规划提供依据,方法率先在河北的定州、晋州、辛集、安平四县实施了环境承载能力评价试点。

(二)家庭农场废弃物处理利用模式

1.“以三改两分再利用为主”家庭农场处理利用模式。该模式针对中小规模养殖场和家庭农场,重点开展了源头节水工艺改造,通过三改两分工艺,节水50%以上,减少养殖污水产生量,固体粪便和污水贮存分别建设防渗、防雨的设施,在天津的中小型养殖场和养殖户得到广泛推广应用。

2.“粪水混合处理”舍外发酵床处理利用模式。该模式对中小规模畜禽养殖场和家庭农场的粪水进行统一处理,研发料斗式搅拌机,实现粪污的自动布料,研发回风利用系统,减少舍外发酵床的臭气排放并实现养分回收利用,在河北温氏集团家庭农场建立了技术示范点。

(三)典型养殖场废弃物资源化利用模式

1.规模养殖场场内循环利用模式。该模式重点开展了奶牛场粪污固液分离,固体粪便好氧堆肥发酵或快速发酵生产牛床垫料,生产的垫料回用牛床,在天津神驰牧业和天津和润牧业等进行示范应用。

2.规模养殖场种养循环利用模式。该模式重点开展了以粪便污水发酵、沼液养分自动配比、粪便综合养分管理计划等为核心的“果(菜)-沼-畜”种养循环模式关键技术研究与示范,在河北津龙公司进行示范应用。

(四)粪污专业化处理利用模式

1.粪污肥料化集中处理中心模式。该模式开展了粪便收集-贮存-运输-资源化利用于一体的“第三方治理”PPP模式运行机制研究,研究提出了专业化有机肥处理中心收集半径,提出了有机肥集中处理中心的收集半径在15千米以内为宜,开展了粪便堆肥发酵和生物除臭回收利用技术、移动翻抛有氧发酵技术+生物菌剂组合技术研发,在天津施可丰生物有机肥有限公司进行示范应用。

2.粪污专业化能源利用集中处理模式。该模式开展了粪便收集-贮存-运输-厌氧发酵-沼气发电-肥料化利用于一体的“第三方治理”PPP模式运行机制研究,在收集半径合理范围基础上,研究粪污中总固体含量的收费机制,开展了粪便堆肥通风与搅拌联合调控、生物质除臭控氨、污水沼液膜生物处理等关键技术研发,相关核心技术和模式已经在河北安平的京安集团进行示范应用。

三、持续发力联合协同攻关,推动畜禽养殖绿色发展

实施乡村振兴战略,开展农村人居环境整治行动,必须依靠科技的力量,才能加快畜禽养殖废弃物处理和资源化利用,实现农业更强、农民更富、农村更美。实践证明,京津冀地区畜禽养殖废弃物利用科技联合行动成效显著,经过半年的奋力攻关,取得了很好的成绩,受到政府和群众普遍欢迎。但目前仍处在“点”的辐射,尚未形成“面”的覆盖。要实现“2020年全国畜禽粪污综合利用率达到75%以上”的总体目标,仍需要发挥政府官员、科学家和企业家的聪明才智,进一步推动畜禽养殖废弃物资源化利用工作。

一是强化协同创新力度,进一步完善丰富技术模式。要依靠机制创新和科技创新,加强畜禽养殖废弃物处理和资源化的区域联合、科技联合,开展协作研究和联合攻关。瞄准先进工艺与技术装备,以沼气、生物天然气、新型环保饲料为重点,突破共性技术、关键技术,并建立健全相关标准体系;以源头减量、过程控制、末端利用为轴线,优化养殖布局,提高畜禽养殖的良种化、规模化、标准化、自动化、智慧化水平,推动健康养殖、生态养殖。

二是坚持一场一策,加快推广应用。结合农业部重点推广的通用技术模式,按照“全程控制、综合防治,因地制宜、一场一策,种养结合、区域循环”原则,继续完善3种技术模式;在现有基础上,引进和借鉴国内外的畜禽粪污处理利用先进工艺、设备,开展新的技术创新,在京津冀地区率先落地,有效提升我国畜禽粪污处理技术;根据养殖场的不同畜种、不同规模、不同禀赋、不同环境等特点,研究确定“一场一策”技术解决方案,提高技术应用的准确性、高效性,实现精准治污、精准利用;加强技术指导,加快模式应用速度,提升模式应用质量。

三是加强政策扶持,引领市场运作。积极与国家粪污资源化利用整县制治理试点县进行对接,将先进技术和典型模式应用到整县制治理中,充分发挥示范带动作用,促进全国畜禽养殖废弃物的“能源化、肥料化”利用和畜牧业的绿色发展。启动或加强绿色发展示范县创建、种养循环一体化建设、整县推进示范创建、有机肥代替化肥行动、沼气工程建设等一系列项目工程,发挥导向引领和示范带动效应;统筹并优先解决畜禽粪污处理利用的用地问题,落实农业用电政策,实行畜禽粪污处理利用装备的农机购置补贴政策,对沼气、天然气、有机肥项目进行税收、贷款优惠;坚持企业主体地位和市场化运作原则,通过PPP等方式鼓励社会资本进入粪污处理利用领域,建立健全可持续发展的市场化运作机制,推动粪污处理利用的健康发展。

    (作者系中国农业科学院副院长)