“三部曲”技术助推畜牧业氨减排

 
 
“三部曲”技术助推畜牧业氨减排  
 

“三部曲”技术助推畜牧业氨减排

经过反应后获得的成品有机肥,呈无异味粉末状。王超摄

“三部曲”技术助推畜牧业氨减排

智能堆肥反应器示意图。中科院农业资源研究中心供图

“像我家这样存栏4万羽的鸡场,每年1000多吨的鸡粪,原来光送到处理中心就得花6万多块钱,现在这套设备不仅让我的鸡场变得不再臭气熏天,而且卖有机肥还可以带来每年5万~6万元的收益。”家住江苏省盐城市射阳县盘湾镇的王贵花,经营着自己的桂花蛋鸡养殖场。

是什么设备和技术让王贵花的蛋鸡养殖场发生了如此大的变化?

近日,《中国科学报》在江苏省射阳县召开的国家重点研发计划“农畜牧业氨排放污染高效控制技术”项目示范现场会上了解到,国内首套基于畜禽养殖多环节的固氨减排技术体系示范成功,标志着以技术途径解决农田大气污染防治痛点成为可能。

氨排放近九成来自农业

“我国农畜牧业氨排放大,高排放区与大气严重污染区高度重叠,是导致雾霾的重要原因之一。”项目承担单位中国科学院遗传发育所农业资源研究中心主任、研究员胡春胜告诉《中国科学报》。

我国每年氨排放1200万~1500万吨,排放强度是欧盟和美国的4~5倍。其中,近90%的氨排放来自农业源,畜牧业占农业源一半以上。华北平原、长江中下游地区是氨排放热点区域。

然而,“目前氨挥发时空分布不清,减排难度大,技术缺乏,亟待攻关”。胡春胜说,农业氨减排工作基础差、难度大,急需突破氨减排关键技术。

这包括,在种植业方面,急需精准减氮、缓释抑氨、根施控氨、酸化固铵技术;在畜牧业方面,急需研发畜禽养殖全链条氨减排设备与技术。

“农畜牧业氨排放污染高效控制技术”项目就是为深入落实《大气污染防治行动计划》和《加强大气污染防治科技工作支撑方案》等相关部署,解决上述农业生产中的难题,由科技部和中国科学院于2018年联合启动。

该项目旨在研发基于优化施肥方式与肥料类型的农田高效控氨减排关键技术和基于禽畜圈舍—粪便储存—综合处理利用等多环节的固铵减排技术;构建基于氨排放通量测定技术、同位素源解析技术和数学模型的高精度氨排放清单与减排效果评估技术;在大气污染防治重点区内开展综合示范,形成农畜牧业氨排放调控技术体系。

据介绍,项目自启动以来,研究团队开展了重点区域大气污染联防联控技术示范,目前已形成可复制、可推广、可考核的污染治理技术方案。

氨减排“三部曲”

酸化抑氨、密闭控氨、回收固铵。胡春胜告诉《中国科学报》,这相当于氨减排的“三部曲”。

原来,在畜禽圈舍,粪便管理技术粗放,氨气浓度高,急需快速清粪、脲酶抑氨、强排固铵的技术;在粪污贮存环节,现有处理设施简单,氨气排放量大,急需酸化储存、密闭固铵、结晶回收的技术;而在还田施用环节,存在还田率低、氨损失高的问题,急需机械化注射深施技术。

中国科学院遗传发育所农业资源研究中心研究员马林向《中国科学报》介绍道,团队采用“分步式工程”手段,针对畜禽圈舍—存储—应用等环节,以关键技术和机具产品为重点,吸纳常规技术,构建了农牧一体化高效氨减排技术模式。

王贵花的蛋鸡养殖场,采用的是“一场一罐、原位处理”氨减排技术模式。

鸡场圈舍中,鸡粪通常会产生浓烈的氨气,粪尿酸化氨减排技术将乳酸溶于水,根据圈舍氨浓度变化规律,通过自动控制系统,采用微喷技术对粪便表层进行酸化处理,能显著降低氨气浓度,减排45%~60%。“圈舍内空气质量好了,蛋鸡福利好了,产蛋量也会增加。”胡春胜说。

每隔一段时间,养殖场都会对鸡粪进行集中收集处理。马林向《中国科学报》展示了鸡场安装的智能堆肥反应器。“这个反应器是我们团队与江苏中科纽克生态科技有限公司联合研发的,能将储存和处理粪便过程合二为一。”通过调氧控温、利用微生物代谢作用将畜禽粪便转化为有机肥。同时,这个过程中产生的尾气通过多级循环水/酸喷淋洗气系统处理,又能有效回收氨气,形成液态氨肥,减少畜禽粪便处理过程中的氨气排放。