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    14. 【鄉村振興風云人物候選杰出代表】愿為鄉村振興奮力拼搏的院士——陳勇

    15. 發布時間:2020-11-21 22:25
    16. 4.09K
    17.   陳勇,中國工程院院士,能源與環保領域專家,長期從事有機固體廢物能源化與資源化利用理論研究和工程技術開發。他生在城市,長在城市,但對農村有著深厚的感情。他說,農村的人民樸實,農村的生活簡樸,農村的天地廣闊,農村的事業磅礴,每次來到農村就身心愉快,迸發,但現實的中國農村人才缺乏、技術薄弱、產業單一、資金短缺,需要全社會的共同努力,尤其需要科技工作者們無私的奉獻,無償的支持。

        陳勇當選院士后,將所從事的能源與環保專業與中國的新農村建設緊密結合,致力于我國的“美麗鄉村建設”和“鄉村振興戰略”。近年來,他將十多個院士工作站建立在廣東、江蘇、山西、云南、山東、安徽、河南、陜西等農村基層或與農村事業密切相關的企業。他不僅自己身體力行,而且還帶領科研團隊和廣大科技人員“上山下鄉”,為農業、農村的發展提供理念和技術支撐。

        陳勇院士常說,科技工作者要做“頂天立地”的事,“頂天”即做創新的工作,盡可能做原創性的工作,“立地”即將科研成果應用于經濟社會發展,將論文寫在祖國的大地上。他是這樣說的,也是這樣做的。針對我國城鄉生產生活中存在的資源與環境問題,陳勇院士提出了許多新的理念和模式,開發了多技術模塊化組合工藝和集成技術,使有機固體廢物轉化為熱、電、燃氣、液體燃料、有機肥以及再生資源等系列綠色產品,實現生活垃圾、畜禽糞便、農業廢物等的能源化與資源化高值利用。由于在鄉村振興戰略中的突出貢獻,陳勇院士被評為2017年度全國十佳農村新聞人物。

        工業后,經過近300年的無節制開采,全球80%以上可工業化利用的礦產資源,已從地下轉移到地上,并以“垃圾”的形態堆積在人們周圍,總量高達數千億噸,并還在以每年100億噸的數量增加(電子和金屬廢物等)。在中國、日本、韓國等亞洲地區,把那些富含鋰、鈦、黃金、銦、銀、銻、鈷、鈀等稀貴金屬的廢舊家電、電子垃圾稱為“城(都)市礦山”。現實中,人類活動還會產生、排出大量的生活垃圾、市政污泥、畜禽糞便、農林廢物等廢物,這些廢物的種類和規模遠非電子和金屬廢物所能比擬。據統計,我國每年在生產、生活中產生的上述城鄉廢物超過120億噸,這些廢物若不妥善處理就會成為巨大的污染源,污染大氣、水源和土壤,同時,還會引發各種社會問題。

        理論上,人類生產、生活中排出的廢物都是經過富集后的資源,大都可以再生利用,而傳統“城市礦山”的理念會影響除電子廢物以外的有機固廢的處置和綜合利用。此外,大氣、水、土壤的污染是沒有城鄉界限的,因而,節約資源、保護環境也應統籌考慮城鄉結合。在這樣的背景下,陳勇院士提出了“城鄉礦山”的理念,將傳統的“以治為主”的模式轉變為“以用為主”的模式,倡導通過系列技術手段,將人類生產、生活過程中產生的所有廢物,轉化為綠色、環保的原料、產品或能源,因此“城鄉礦山”比“城市礦山”的內涵更豐富,范圍更廣闊,影響也更深遠。

        為了將“城鄉礦山”的理念付諸實踐,陳勇院士在原有研究和開發的基礎上,于2014年在常州大學成立了首個城鄉礦山研究院。該研究院以最難處理的有機固體廢棄物和有機污染物為重點,通過熱解轉化、分離提取、微生物發酵和酶催化等技術手段,將“城鄉礦山”中的生活垃圾、餐廚垃圾、農林廢物、畜禽糞便、非商品果蔬農副產品加工廢物等資源,轉化為綠色能源、生物炭、土壤修復劑、有機肥料、生物飼料、綠色染料等高值產品,在節約資源和能源的同時,還有效破解了上述廢物處置不當帶來的環境問題。

        由于生活垃圾來源廣泛,加之我國垃圾分類體系不完善,生活垃圾無疑是眾多“城鄉礦山”資源中產量最大、組成最復雜、處理難度最高的品類之一。目前,生活垃圾最主要的處理方式為填埋和焚燒,但是隨著垃圾種類和規模的不斷擴大,生活垃圾分選難、能量密度低、燃燒污染物多、填埋場臭味大等問題也日益突出,這不僅導致生活垃圾處理項目經濟效益差,還帶來了嚴重的環境和社會問題。

        為了推動生活垃圾的高效、清潔利用,陳勇院士帶領的團隊在“以用為主”的思路上,在生活垃圾的分選、燃燒、填埋等環節展開攻關。先后克服了生活垃圾高度粘連、纏繞,比重、尺度不均的問題;直接燃燒設備設計、燃燒控制難,二次污染嚴重的問題;垃圾填埋場空氣質量差,溫室氣體產生多等問題,開發出了生活垃圾自動分選技術與裝備、生活垃圾兩段式熱解燃燒新技術、陳舊垃圾填埋場填埋氣開發與利用等關鍵技術。上述新技術的推廣應用,不僅顯著為相關生活垃圾處理企業提高了經濟效益,還大幅降低了餐廚垃圾處理不當對環境造成的影響。以陳勇院士開發的兩段式熱解燃燒新技術為例,該技術在系列理論創新的基礎上開發而成,生活垃圾熱解產生的可燃氣,通過多級螺旋體進行旋流燃燒。由于爐排溫度低、鼓風量低、高溫停留時間長,該技術不僅能夠顯著延長爐排壽命,還可以減少粉塵夾帶、有效抑制二噁英生成。

        與城市垃圾不同,農村在養殖、種植和生活過程中代謝出的廢棄物,如畜禽糞便、秸稈、谷殼、枯枝落葉、生活垃圾等,存在分布面廣,可降解有機質多的特點,處理不當會帶來嚴重的面源污染,嚴重破壞生態環境。傳統的單一廢棄物處置模式存在成本高、效率低、資源浪費大等一系列問題,這些問題制約了鄉村振興戰略的實施。

        為解決上述問題,陳勇院士經過系統調研,提出了農村“代謝共生”產業園模式,該模式以農村代謝的廢棄物及其資源化的產品為控制因素,設計、規劃養殖、種植、人居規模耦合的區域,建立農村“代謝共生”產業園,合理有效地將農村種養、生活過程中所產生的農林廢棄物、生活垃圾、畜禽糞污等各類農村廢棄物通過集成技術的協同處置,轉化為熱、電、肥、飼料等系列高值化產品,實現農村廢棄物的近零排放、循環利用與資源最大化利用,在有效解決農村廢棄物污染問題的同時,構建生產-生活-生態一體化協調發展的新的農村發展模式。

        在此基礎上,陳勇院士團隊重點針對畜禽糞便、生活垃圾以及農林廢棄物等農村有機廢物展開研究,開發了除臭增效飼料生物菌劑、厭氧干式發酵沼肥聯產、共熱解氣化制氣、沼液定制化復配、自動化種養等系列單元技術,為農村“代謝共生”產業園建設提供了有力的技術支撐。通過以多種類農村有機廢物協同處置為核心的農村代謝產業園的建設,有效解決單一廢物處置工程轉化效率低、資源依賴度高、能耗水平高且二次污染嚴重等問題,合理有效地將農村種養、生活過程中所產生的各類有機廢物最大化地轉化為能源和資源。

        粗放的畜禽養殖被認為是中國農業面源污染最主要的原因,傳統散戶飼養模式存在畜禽糞污收集難處置難、養殖氣味大、抗生素使用監管難、病死畜禽隨意棄置等問題。由于環保政策的收緊,大量的散戶及中小養殖戶被叫停和禁養,這雖然在一定程度上緩解了環境方面的壓力,但是也抑制了畜禽產品的供給,影響了部分農民的生計,因此有效解決兩者之間的矛盾迫在眉睫。

        針對上述問題,陳勇院士運用“代謝共生”的理論,以生豬養殖業為突破口,創造性提出了“豬地產”、“豬物業”的模式,以“疏”代“禁”,以“疏”代“堵”。“豬地產”模式,即投資者在“代謝共生”產業園內建設標準化的豬舍,通過豬欄的租賃,將周邊散養戶進行區域集中,解決散戶養殖過程存在的問題。同時,通過“豬物業”的服務手段,實現飼料統一調控、疫病統一防治、自動化喂養、生物添加劑、糞污集中處置等關鍵技術的應用,解決飼料安全、養殖安全等問題,實現畜禽糞污的能源化資源化規模利用,大幅度降低養殖成本和廢棄物處置成本。通過在廣東揭陽潤豐合作社建立的院士工作站,指導開發了萬頭生豬“豬地產”,吸引了28戶養豬散戶進駐,同時種植了淮山、大棚蔬菜以及能源草等經濟作物。“豬物業”為養殖戶提供生態飼料、自動化給料設備的同時,還解決了病、死豬、畜禽糞污等問題。其中,以畜禽糞污耦合農林廢棄物、生活垃圾等,制備生物氣發電,產生的沼液沼渣制備液體肥和有機肥,供種植系統享用。大大幅度降低養殖成本,解決了當地農民散養導致的污染管控難、飼料添加劑濫用、病死畜禽隨意棄置等問題,實現投資方與農戶間的雙贏,為農村“代謝共生”產業園建設開辟了道路。

        憑借多年的研發經驗,陳勇院士已經在能源、環保領域形成了一套先進、系統、科學的知識體系和技術方法。近年來,他通過咨詢建議、院士工作站、學術報告、系統指導等多種方式,積極為社會服務。先后主持了生物質能技術方向研究及發展路線圖、農村能源供給綠色化及用能清潔化與便利化、碳約束條件下我國非化石能源優化發展研究等二十多項重大咨詢課題,形成了一系列政策建議與發展路線圖。陳勇院士不計報酬地在廣東揭陽潤豐農村合作社、陜西省西安市臨潼區宋家村、西安新天地草業有限公司、江蘇江陰等十多個鄉村和農牧企業建立了院士工作站,為這些企業的發展提供了理念和技術支撐。強國必先強教育,作為一名老師陳勇院士在悉心培養自己的研究生的同時,還積極在大專院校、地方政府,甚至初高中做科普報告,為農村培養專業人才,其中,廣東揭陽潤豐合作社的吳耿彬同志,由于科技創新突出,被廣東省評為十大最美新型職業農民。

        在鄉村振興方面,陳勇院士建議必須進行頂層設計,制訂鼓勵和支持政策,引導社會力量、社會資本投入鄉村振興戰略。實現農村能源與環境、資源、經濟協同發展。加強農村人才的培育,并將農村人才培育納入人才規劃綱要。加快農業標準化體系建設,構建基于“農業云”的智慧農業信息化體系,加強信息技術與農村農業的融合。加大農村廢棄物收集、轉移、利用、處置等環節的遠程控制的力度,為智慧種植、智慧養殖、鄉村生態改善和社會治理提供科技支撐;通過農村產業園的建設促進鄉村振興事業的發展,實現農村一、二、三產融合。

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