城市园林绿化废弃物资源化利用探讨

城市园林绿化废弃物资源化利用探讨

摘要 :我国园林绿化废弃物产量的提升已得到国家与政府部门的重视,相关文件的使这一情形得到有效缓解。到目前为止,城市绿化废弃物的资源化利用方式主要是生物质能、好氧堆肥,同时还可以用作栽培基质、土壤调理剂、园林覆盖物等。

关键词 :园林绿化废弃物 ;资源化利用 ;厌氧发酵 ;好氧堆肥

城市园林绿化废弃物指城市绿地中植物自然脱落或者修建养护时所产生的植被残体。近年来,随着我国对城市园林建设的进一步重视,绿化废弃物数量不断增多,由于这些废弃物具有含水量较高,不宜放置 ;种类多,分布广,随季节性变化大,收集困难性高;体积一般较大,较占空间,质地松软,分散不集中,运输费用高 ;易含害虫、寄生虫、细菌、真菌、农药等有害物质 ;其中木性废弃物不易腐烂,处理成本高等特点;且目前存在重视程度低、资源化利用意识较弱、粗犷式处理(简单的垃圾填埋和焚烧等传统方式)导致利用率低、经济效益不明显等问题,所以对其资源化利用研究进展与展望是被迫切需要的。

1  城市园林绿化废弃物利用的现状

自 2019 年我国大力推进森林城市建设以来,至 2020 年,根据国家林业和草原局资料显示,我国绿化覆盖率达到 41.11%,据统计全国产生的园林废弃物将达到 4000 万 t。21 世纪初,我国大多城市对园林绿化废弃物的处理依旧沿用比较传统的焚烧和填埋等方式,对园林绿化废弃物的利用很少。随后部分发达城市如北京、上海、广州等开始对园林绿化废弃物进行资源化利用,且经试验与研究后形成一系列技术指导性规范类文件,为带动其他城市进行园林绿化废弃物的处置提供指导性作用。上海市从 2006 年开始在静安区建立园林废弃物利用试验基地 ;2009 年出台了《绿化植物废弃物处置技术规范》(DB31/T  404—2009)。北京市在 2005 年修建了植物垃圾处理厂,将园林废弃物制成栽培基质、食用菌的菌棒和压制成营养块,实现生物质能源再利用 ;2007年出台《北京市园林绿化废弃物资源化发展规划》,实现绿化废弃物的资源化利用。尽管如此,2009年北京园林绿化废弃物的有效利用率仍不足 5%,其余大部分园林绿化废弃物作为城市固体废物随生活垃圾一同填埋或焚烧。为提高园林绿化废弃物的利用率,加大园林废弃物的资源转化量,2018 年 6月 25 日北京市园林绿化局发文 ( 京绿办发〔2018〕125 号 )《关于加快园林绿化废弃物科学处置利用的意见》,意见中指出“力争到 2020 年,实现园林绿化废弃物应处尽处的目标”。但放眼其他城市,绿化废弃物仍是第二大城市固体废弃物,没有形成规模和产业链,整个城区园林废弃物再利用率低下。

2  城市园林绿化废弃物资源化利用的手段

2.1  栽培基质

园林绿化垃圾可作为育苗基质,与传统基质材料配合使用效果优于单独使用的效果,具有质量更轻、运输更容易、容重更小等优势。同时也可作为食用菌栽培基质,食用菌能再次吸收绿化废弃物中的纤维素与木质素以产出高质菌,废渣仍可再次利用为有机肥料等,在对园林绿化废弃物资源化利用的同时,达到可持续发展的目标。

2.2  土壤调理剂

土壤调理剂又称土壤改良剂,可以起到改善土壤物理性,促进作物养分吸收的作用。园林绿化废弃物可通过发酵等技术制成生物炭,能增加土壤CEC(阳离子交换能力)、DOC(溶解性有机碳)、TN(总氮)、TP(总磷)和营养离子(如 K+,Ca2+和 PO43-),有土壤改良剂的作用。而生物炭是一种作为土壤调理剂的木炭,不仅能改良植物的生长,还可以将霜冻影响降到最低。Rao 等研究发现针叶树类型的废弃物制成的生物炭可降低被污染土壤中菲和五氯苯酚的可萃取性,生物炭还可以增强污染土壤中降解性细菌的能力来减少有机污染物。Angela 等研究发现可通过黑暗发酵与厌氧消化从花园废弃物中生产生物乙烷。研究表明,将大量的园林废弃物转化为生物炭,可以降低土壤中有毒金属的有效性,并将其控制在安全范围内,特别是在中国大规模种植蔬菜作物中。生物炭被认为是更有效的作物安全生产方法。它将清洁环境,提高资源的可持续性。

2.3  园林覆盖物

可将园林绿化废弃物经过炭化等处理后可铺设在植物土壤裸露面,为园林植物生长提供适宜的土壤结构,维持土壤温度和湿度,抵抗病虫害。相较于沙、石等,园林覆盖物在透气性、维持土温方面有更强的优势,避免城市绿地裸露,作为介质保证了树木和外界环境接触,透气、透水 ;其中的有机废弃物在分解产生养分进入土壤,增加了土壤养分。

2.4  生物质能源

生物质能是当下能有效减轻温室效应的有效措施之一。园林绿化废弃物可作为辅助材料与燃煤混合燃烧,能够降低燃料投入成本,减少灰沉积,燃烧的效率有一定的提高。根据《关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知》国能发电力 [20 17]75 号文精神,文件指出,组织燃煤耦合生物质发电技改试点项目建设,旨在发挥世界最大清洁高效煤电体系的技术领先优势,构建城乡生态环保平台。因此,将园林绿化废弃物制成生物质颗粒燃料,利用生物质发电、生物质气化等方法是较为优良的手段。

2.5  堆肥处理

将园林绿化废弃物进行堆肥,是以草和树木等为原料,经好氧发酵转化成腐殖质或有机质。Siti等研究证明可以用本土微生物作为有机添加剂,以园林废弃物进行堆肥。另有研究表明,花园废弃物和污水污泥共同堆肥有利于植被生长和改善土壤肥力。Marieke 等研究表明,花园垃圾堆肥产生的环境影响效果与未进行堆肥处理后的环境影响力相比可能更高。其中添加氮源如鸡粪的花园垃圾堆肥可提高堆肥产品的有效性,产生成熟的零副作用堆肥,并减少了氮损失,促进有机质的腐殖化。

2.6  其他

截止目前,还有很多处理园林绿化废弃物的方法,如利用园林垃圾制成的填料作为虫滤法处理乳品废水 ;通过堆肥和厌氧消化制成富含木质纤维素的生物复合材料;从花园废弃物中高效生产乙醇等。

3  我国城市园林绿化废弃物资源化利用的不足之处

3.1  资源化利用意识较弱

目前除北上广苏等经济发达的省市对城市园林绿化废弃物的再利用已积累了经验外,大多数城市处置园林绿化垃圾的技术存在技术水平上的欠缺,并且受传统农业固化思维影响,忽视对园林绿化废弃物综合利用价值,缺少对其科学处置和资源化利用的意识,往往采用粗犷的处理模式,以传统的填埋和焚烧为主。填埋处理虽在操作上相对便捷,但是会占用城市土地资源,填埋的成本也将随地价上涨而越来越高 ;焚烧处理则易引发一系列的大气污染的问题,破坏城市环境质量。

3.2  重视程度低大

部分城市园林管理部门处理绿化废弃物往往是焚烧与填埋。园林绿化垃圾的减量化、无害化没有引起足够重视,资源化利用没有优质手段与政策指引,社会、公众认知水平低下、参与度不高,没有形成全社会合力。

3.3  收集难度较大

虽然就目前来说,大部分城市已经开始开展垃圾分类试点,但对园林绿化废弃物没有高效优质的管理,比如没有实现统一收集、运输和处理。园林绿化废弃物体积较大且比较分散,由于目前没有相关政策引导支持和资金补贴,无需运输的粉碎处理往往是最常见的手段。

4  结语

我国每年产生的城市园林绿化废弃物数量大,但除去某些经济发达地区的城市外,其他城市对园林绿化废弃物的处理有待提升,这也导致无法显现园林绿化废弃物能带来的效益。而要改善这一局面,各地区政府、环保部门应提出适合该地区园林绿化废弃物处理的方针条例 ;及时进行鼓励与引导企业生产研发处理该废弃物的技术,并提供一定的经济支持 ;通过社区宣讲、电话访问等形式加强对人民群众宣传,提高其对园林绿化废弃物的认知 ;各高校可增加相关专业课程的开设,培养相关人才等方式的重要性不言而喻。坚持政府引导、企业配合、全民参与的策略,兼顾社会、生态和经济效益,将“园林绿化废弃物也是一种资源”这一理念深入人心。

作者:黄沈诺 黄智超 高树梅 单位:浙江省嘉兴市嘉兴学院 生物与化学工程学院