一、项目实施情况:
1. 研究目标
农业废弃物的处理处置是我国农村生态环境建设关注的重点问题。2018年,生态环境部联合农业部印发《农业农村污染治理攻坚战行动计划》,随后各省生态环境厅与农业农村厅陆续联合印发《农业农村污染治理攻坚战实施方案》,强化要求污染治理、循环利用和生态保护。
然而,对于地处武陵山集中连片特困区腹地的湘西地区来说,由于独特的漫长低温期气候条件、农田破碎化程度较高、农业耕作方式低下、交通运输不便和极度贫困的经济条件等因素,使得我国中东部较为成熟的农业废弃物循环处理方式无法推广应用于解决该地区的农村农业环境问题。尽管国家各级部门非常重视,在该地区农村污染治理方面也投入了大量人力物力,但该地区农业废弃物处理处置一直没有找到科学有效的方式和方法,造成武陵山连片贫困农村地区资源浪费和环境污染现象尤为突出。
如何使用最低的成本来解决贫困山区的农业污染问题是本项目关注的重点。
本项目的研究目标是,针对武陵山集中连片特困地区独特的气候和经济条件,发明一套适合贫困山区农业废弃物的多级高效生态循环利用系统以及配套节能环保装置,通过生物质梯次利用的生态工程技术,实现畜禽粪便、稻麦秸秆等农业废弃物能流和物流多级充分循环利用,达到“变废为宝”、“零污染、零排放”的目的,有效解决贫困山区农村环境污染问题。同时,通过建立“企农联合”的新模式将农业废弃物转化产生高值农产品,从而提高当地农民收入,促进贫困地区区域经济和生态文明建设协同发展,为地方精准脱贫发力。
2. 研究过程
2019年4月30日至2019年5月10日
对湘西典型农业农村环境污染问题调研,解析湘西农业农村的主要污染物。
2019年5月11日至2019年5月25日
设计了一套适合湘西农业农村的生态工程技术。
2019年5月26日至2019年6月30日
优化前期设计的生态工程,编写研究报告,并参加挑战杯。
2019年7月1日至2019年8月28日
编写项目计划书,参加湖南省创新创业大赛。
2019年9月15号至2019年9月30日
寻找合作对象,洽谈项目应用事宜。
2019年10月10日至2019年12月26日
优化山区农业废弃物的多级高效生态循环利用系统。
3. 研究成果
(1)已授权1项专利
①黄红良;史凯;李方茂;刘世彪;刘春琼. 一种结合异位发酵床的蚯蚓养殖系统 [P]. 中国专利:ZL201920277783.6,2019-12-31.
(2)详解图集:一种适合山区农业废弃物的多级高效生态循环利用系统的详解图集
(3)获奖情况:
①获得湖南省“互联网+”大学生创新创业大赛二等奖
②获得吉首大学“挑战杯”一等奖
4. 研究心得
(1)团队的力量在一个项目的完成中起到关键的作用;
(2)指导老师的辛勤付出与充分支持是项目得以顺利开展不可或缺的。
二、项目创新点与特色:
1. 创新点
(1)本项目设计并实施一种结合异位发酵床的蚯蚓养殖装置。
此装置能将传统异位发酵床发酵产生并耗散的热量收集起来,供给低温季节蚯蚓的生长与繁殖。这一创新技术从根本上解决了湘西地区的独特漫长低温期这一气候条件下蚯蚓无法正常繁育的问题,从而实现农村废弃物全年度不间断循环利用。
将当前利用蚯蚓养殖的各种生态农业模式直接引入武陵山区,都会面临重大技术瓶颈问题,具体障碍在于:根据蚯蚓的生长特性,蚯蚓生长繁育最适宜的温度是15-25℃,当温度低于5℃时无法繁殖,而湘西地区11月至次年3月(近半年)的平均温度在5℃左右,低温期很长,因此近半年时间内无法繁育蚯蚓。这也就无法在近半年的时间内解决农村废弃物循环利用的问题。如果一定要在这近半年的期间内养殖蚯蚓,则必须考虑供热供暖问题,采用取暖设备,这势必增加燃料或电能的使用成本。成本高、能耗大等问题将导致传统方法不适用于湘西地贫困农村地区。因此,本项目在蚯蚓养殖技术和方法上具有创新性。
(2)本项目提出了一种多级高效生态循环利用系统,实现山区农村废弃物真正意义上的 “零污染、零排放”。
这套系统还可以产出羊肚菌、野山鸡、鳜鱼等高附加值的农产品,达到了既解决环境污染,又促进当地农村经济的发展的目标。对于目前国内外较为成熟农村农业废弃物各类多级循环利用模式来说,农业废弃物堆肥工程、沼气工程和污水处理工程是处理农村废弃物的主要工程措施。然而,对于贫困山区农村来说,堆肥工程要求规模化运作,需要政府持续补贴才能运作,产生的肥料量大,不适合缺乏农田和农田严重破碎化的湘西山区;沼气工程前期由政府补贴修建,发酵技术过程难以被湘西农村居民所控制,发酵后的清淤也会造成次生污染,实施效果不理想;污水处理工程投资大,难运营,增加了地方政府财政负担。因此,当前各类农业废弃物处理处置方式和方法,在具体应用过程中均存在各种问题,难以有效应用于武陵山连片贫困区。因此,本项目在环境工程工艺设计研究方面具有创新性。
2. 项目特色
(1)针对解决贫困山区的农业环境问题
克服山区污染治理资金匮乏、环保设施落后、交通不便等不利因素影响,针对武陵山集中连片特困地区独特的气候和经济条件,设计一套适合贫困山区农业废弃物的多级高效生态循环利用系统以及配套节能环保装置。整合农村农业废弃物资源,低成本投入,产生高附加值的农产品,同时解决由农业废弃物带来的污染问题。
(2)将环境问题的解决与精准扶贫相融
通过技术扶持,当面指导农民进行相关农业生产,综合利用农业废弃物为农民增产增收。通过建立“企农联合”的新模式,促进贫困地区区域经济发展,为地方精准脱贫发力。
三、项目成果:
项目申请书中的预期成果及成果提交形式
公开发表论文:0(篇),专利:1(项),调查报告:0(份),软件、著作:0(份)实物:0(件),竞赛获奖:0(次),其它:
项目结题时取得的成果
公开发表论文:0(篇),专利:1(项),调查报告:0(份),软件、著作:0(份)实物:0(件),竞赛获奖:2(次),其它:
项目主要研究成果情况
序号 | 成果名称 (获奖名称及等级) | 成果形式 | 作者(获奖者) | 出版社、发表刊物 或颁奖单位 | 时间(刊期) |
1 | 一种结合异位发酵床的蚯蚓养殖系统 | 国家专利 | 黄红良;史凯;李方茂;刘世彪;刘春琼. | 国家知识产权局 | 2019-12-31 |
2 | 龙飞凤舞,菌美山川 | 第五届互联网+大学生创新创业大赛湖南省二等奖 | 黄红良;喻芳;胡林泽;胡冰倩;杜娟;罗婵 | 湖南教育厅 | 2019-09 |
3 | 一种适合山区农业废弃物的多级高效生态循环利用系统 | 第十三届挑战杯大学生课外学术作品竞赛校级一等奖 | 黄红良;喻芳;龙明亮. | 吉首大学 | 2019-06-16 |
四、研究体会和心得:
一份耕耘,一份收获,有付出,就有回报。我们的项目团队从无到有,项目内容由骨干到丰满,这个过程给我和我们每一位成员一次锻炼的机会,在项目开展过程中我的个人创新能力和工作能力的不断提升,团队人员之间的协作能力都有提高。在此,我也非常感谢为本次项目付出的刘春琼和史凯老师,没有他们的付出,哪来的这样的成果,没有他们的支持,或许我们还在享受着这无聊的大学生活!其次还要感谢团队的每一位成员,正是他们的每个人各司其职,努力做好自己的工作,才保障项目持续稳定的推进,在此次的项目开展过程中,我充分感受到了团队的力量。
还记得当时去岩头寨调用,由于山路崎岖,我一个来回就会吐几次,但是这丝毫没有动摇我将项目进行到底的信念。这一路来,我的项目团队克服各种艰难险阻,风雨之后才见彩虹,我们有收获了许多,例如湖南省创新创业大赛二等奖和两项专利授权,唯一的遗憾是论文不能按时发表。通过这次的项目训练,我懂得了做项目必须要真诚,
有恒心,有毅力,有头脑,遇到困难更应勇往直前、坦然面对它、克服它及打败它。
五、经费使用明细情况:
项目获批总经费:10000(元),项目实际投入经费:10000(元),实际使用资金:10000(元),结余资金:0(元)
项目经费开支情况
名目 | 用途 | 金额(元) | 备注 |
论文版面费 | | 0 | |
专利申请费 | 申请两项国家专利 | 5000 | |
调研、差旅费 | 下乡调研和参加竞赛 | 2580 | |
打印、复印费 | 研究报告、详解图集打印 | 670 | |
资料费 | 购买相关书籍 | 900 | |
试剂等耗材费 | 办公室日常耗材 | 850 | |
元器件、软硬件测试、小型硬件购置费 | | 0 | |
其它 | | 0 | |
指导教师意见:
从项目申报、立项、调研、实施到结题,黄红良等同学积极主动地参与项目的研究,能及时将他们的项目进展、所遇到的问题和经费使用等情况反馈,与指导老师经常保持联系。项目团队在黄红良同学带领下,组内成员能较好地分工合作,基本达到研究目的,取得了比较好的研究结果,项目经费使用情况正常。