一、概論

 生態環境是人類生存和發展的基本條件，是經濟、社會發展的基礎、保護和建設好生態環境，實現可持續發展，是我國現代化建設中必須始終堅持的一項基本方針。近年來，我國工業污染防治已從單純的點源治理轉到了流域、區域的規模治理，轉向了結合調整優化產業結構、強化環境與經濟的國家宏調控上來。既大大促進了老污染的治理，又有效地遏制了新污染的產生。與過去比較，現在環境污染的類型與渠道發生了很大變化，也就是雖然工業污染防治取得較大進展，但由于生活污染，面源污染、養殖業污染等農業和農村污染比重逐步增大，總體的環境形勢依然嚴峻，不容樂觀。

 農作物秸稈在廣大農村過去有很好的利用手段。但是隨著經濟的發展，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，影響了農民秸稈漚肥的積極性;小造紙廠的大量關閉，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，嚴重污染環境的問題。

 兗州市人口密度大，經濟基礎比較薄弱，保護生態環境面臨的任務十分艱巨。為改善生態環境，保護生產力，促進自然生態系統的良性循環，確保經濟、社會健康持續發展，兗州市在高效綜合利用農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，兗州市環保局受山東省環保局委托，確定了農作物秸稈綜合利用研究項目，研究內容是秸稈氣化技術中焦油脫焦、凈化、除塵等技術;秸稈還田技術;秸稈飼料技術及秸稈開發高檔食用菌技術;建立一個農業生態示范區。三年來，我局在兗州藍天環保公司、兗州玉豐收獲機廠以及易家村等協作單位的密切配合下，積極開展科技攻關，深入進行農業生態環境建設，項目內容得到較好落實，較理想的實現了研究目標。

(一)成功開發了秸稈氣化新技術、新設備。

 兗州藍天環保公司在我局大力扶持下，成功開發了JH系列秸稈氣化機組，該機組能夠把各種秸稈的生物質源轉化為優質可燃氣體，其造氣原理是：生物資原料在缺氧狀態下燃燒，產生的氣體通過還原區與赤熱的炭層反應，轉換成CO、H2、CH4、CmHn等成分的可燃氣體，由風機下部抽出，經冷卻除塵，去除焦油和雜質后，送入氣柜，通過地下管網輸送到各戶使用。目前國內研制生產的秸稈氣化系統普遍存在以下缺點：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。兗州藍天環保公司通過科技開發，改進了焦油凈化器等設備，有效地解決了以上缺點，各項技術指標均領先于國內同類產品。

 1、采用先進、合理的焦油凈化工藝。燃氣產生后，先經高效冷卻除塵器，除去灰塵和雜質，再進入凈化器進行氣水分離，分離后的燃氣經羅茨風機增壓，送入焦油處理設備，除去焦油，最后生成的燃氣十分純凈。經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，該機組還有產氣快、噪音低、體積小等諸多優點，深受國內外專家和用戶青睞，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，年產秸稈約52.5萬噸，過去作為農村主要傳統燃料出現大量過剩，剩余秸稈隨地燃燒，污染了環境。JH秸稈氣化機組的問世，無疑為解決農村高品位能源短缺和大量農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，使數萬名農民告別了煙薰火燎的傳統炊事方式，效果奇佳。姜春云、宋健等國家領導人以及美國總統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，保護生態環境，促進農村可持續發展之路。

(二)秸稈還田機順利投用。

 有關資料表明，我國目前每年秸稈產量約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。在美國等發達國家， 2/3以上秸稈都經粉碎、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，廣大農村大多采用漚制還田等方式，秸稈生物質漏失現象嚴重。為填補這一技術空白，我局與協作單位兗州玉豐收獲機廠在充分總結傳統還田機械基礎上，聯合研制生產了4JGH系列秸稈還田機，在該機與拖拉機配套方面，摘穗機構在前，還田機構在后，同時收割三至四行玉米，并將秸稈打碎還田。該機設計科學，技術含量高，普遍適用玉米秸稈直接還田，為山東省唯一推廣產品。測試結果表明，經過該機械粉碎后，地內玉米秸稈可粉碎為5cm碎段，秸稈機內各種營養物質得到保存，培肥了地力，能有效防止土質退化，還田一畝秸稈可增產15—20%，由此而帶來的社會效益和環境效益十分可觀。當年該廠生產了5000臺還田機很快就被搶購一空，產品銷往全國各地，該機的優良性能得到廣大用戶的一致認可。

(三)農業生態示范村基本建成。

 一九九八年起，我局以兗州市新兗鎮易家村為示范點，深入扎實地開展了農村生態環境建設。易家村地處平原，以農業生產為主，村內無工副業，一方面造成經濟繁榮程度不足，另一方面，因沒有工業污染，生態農業發展潛力較大，有較大開發價值和突出的資源優勢。因此，我局在加強該村道路硬化，提高農業機械程度的同時，把農業生態示范工程建設提高到了重要位置。

 一是制訂規劃。我局駐村人員幫助該村制訂了三年發展規劃和《農業資源綜合利用與環境保護工程實施方案》，確定了該村以生態農業為導向的經濟發展模式，詳細規劃了實現農業生態示范村各項指標的實現方式、期限。根據該方案，該村將在三年內建成農業生態示范村。

 二是利用農作物秸稈和廢鋸未培養香菇。現在該村大多數農戶不再焚燒或隨地堆放小麥、玉米、棉花秸稈，而是收集起來養殖香菇等食用菌，即減少污染，又增加了農民收入，帶動了全村庭院經濟的發展。

 三是科學施用化肥。我局從濟寧農科所請來三位專家對該村土壤進行抽樣化驗，根據化驗結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、堿化程度加重等不良后果。

 四是科學種植。我局有關人員陪該村負責人走訪了濟寧農產所，并邀請有關專家來村實地考察，進行了優良品種生產對比試驗，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模。

(四)秸稈飼料化和生物有機肥的推廣應用

 兗州市是傳統的農業強市。農、林、牧、副業發展在本地區頗有代表性和典型意義。其中全市畜禽飼養總量達到3245萬頭、只，肉蛋奶總產12.89萬噸，畜牧業生產值8.8億元，占農業的比例42%。我局除易家村之外，還重點扶持了新兗鎮的代村、馬橋村等重點農業生態建設示范村。在這些示范村中，都卓有成效地開展了秸稈飼養和種植。以秸稈代替大量寶貴的糧食飼養牛、羊，不僅節約農業資源，而且秸稈過腹還田，家畜的糞便又可做優質肥料，有效地支持畜牧業和農業生產的協調發展。兗州市目前用秸稈轉化飼料飼養的牛、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食用菌是農民發家致富的有效途徑。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濟效益，極大地刺激農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，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。該產品最大優點就是經過高溫發酵，殺滅病源微生物和雜菌，產生大量有益菌，不僅可以減少化肥和農藥對農產品的污染，增加農產品的品質，而且能有效地利用農村的兩大主要污染源——畜禽糞便和農作物秸稈，具有十分誘人的前景和應用價值。目前，生物有機肥廠年產上千噸優質肥料，就地轉化畜禽糞便上千噸，農作物秸稈近千噸。隨著二十一世紀綠色農業、綠色肥料、綠色食品的農業發展方向和WTO的影響，該產品的作用和生產規模將不斷擴大，蔚成風氣。

三、研究成果的應用前景

 農作物秸稈的隨意焚燒，對生態的破壞、對環境的污染，已成為普遍關注的社會問題。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，解決廣大農民對秸稈綜合利用的認識問題，調動他們的積極性，而政府有關部門則應加大投入，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。

 秸稈氣化對農業廢棄物的資源化利用和保護環境，加快農民生活奔小康，實現現代化具有重要意義。JH系列秸稈氣化機組通過選取結構簡單、造價低廉、使用方便的固定床下吸式氣化爐，采用內置式焦油裂解催化床技術，將催化床設計在氣化爐內部，借助發生爐燃氣熱量，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，結構簡單、合理，提高了燃氣熱值，大大降低了焦油含量，使秸稈氣化技術真正走向實用。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量穩定、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指標均達到國內領先水平，與國內同類產品相比質量穩定、技術先進、性能優越、價格低廉、配件易購、維修服務網點齊全，產品市場競爭優勢十分明顯。同時，秸稈氣化工程的經濟效益、社會效益、環境效益十分可觀，據統計，該公司平均年銷售利潤為912萬元，年凈利潤為611萬元。秸稈氣化使廣大農民告別了煙薰火燎的傳統炊事方式，提高了農民的生活質量，推動了農村致富、農村現代化的進程。秸稈氣化既節約農業資源，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，又保護了環境，改善了生態狀況。如果我國有1%的鄉村(約7500個村)使用秸稈氣化技術，每年可消化150萬噸秸稈替代148萬噸優質煤碳或液化氣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開發研制設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田作業機械，是山東省唯一推廣產品。該系列還田機具有設計先進、結構簡單、配裝主機方便，粉碎效率高等特點。使用還田機將農作物秸稈粉碎還田，可提高土地作物生長力。經國家農科院測定，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，經過秸稈還田的土地可增產15-20%，還可有效地避免因焚燒秸稈造成的土地干堿化和環境污染問題。

 目前，4JGH系列秸稈粉碎還田機已達到年產5000臺，年新增產值2600萬元，取得了很好的經濟、環境、社會效益，并受到廣大農民用戶的好評。

四、秸桿綜合利用的主要措施和目標

 農作物秸稈綜合利用研究是實施可持續發展戰略，改善生態環境質量、促進農業現代化和提高農民生活水平的利國、利民的大好事。對于這樣一個系統工程，國家和地方有關方面十分重視，并取得了顯著成效。兗州市在農作物秸稈綜合利用方面一是領導機關重視，行動快，工作扎實;二是各部門配合協調一致，有關政策效果好;三是有科技含量高的相關技術支持和過硬的技術服務網絡;四是較好地調動了廣大農民的積極性，生產了良好的示范效應。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濟效益、環境效益和社會效益。

 兗州市藍天環保公司不僅在本市、本省取得了驕人的戰績，而且在安徽省阜陽地區等外省打開了市場，占領了陣地。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，受到廣大農民用戶的好評。在秸稈還田方面，兗州市已實現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。據統計，兗州市2.7萬公頃小麥平均單產7950公斤/公頃，比還田開發前平均增產13.63%，玉米平均單產9750公斤/公頃，比還田開發前增產10.5%。3年累計增產小麥4963萬公斤，增產玉米3392萬公斤，直接經濟效益1.26億元。本地區土壤有機質含量平均提高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高效生物有機肥1500噸，實現利潤15萬元。該廠近期計劃購置價值350萬元的上海產全自動肥料生產機械一套，使生物有機肥達到年產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部門，在重點抓好秸稈還田的同時，在秸稈氣化、秸稈養殖、秸稈種植、秸稈制肥等方面繼續總結經驗，擴大影響，不斷開拓市場，力爭在近年內使農作物綜合利用率達到98%以上。農作物秸稈綜合利用研究為我市卓有成效地開展省級生態示范區建設試點市工作打下了良好的基礎，在今后的工作中，我局將繼續不斷努力提高農作物秸稈綜合利用的整體水平，加大生態示范區建設力度，按照可持續發展戰略要求，努力把我市建設成基礎強、產出高、效益好、環境美、后勁足的現代化生態農業示范區。

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