安徽省课题申报书

安徽省课题申报书一、封面内容

项目名称：安徽省新型农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建关键技术研究与应用

申请人姓名及联系方式：张明/p>

所属单位：安徽省农业科学院农业环境与能源研究所

申报日期：2023年10月26日

项目类别：应用研究

二．项目摘要

本项目针对安徽省农业废弃物资源化利用不足及生态环境压力问题，聚焦、畜禽粪便等主要农业废弃物，开展系统性资源化利用与生态循环体系构建关键技术研究。项目以“减量化、资源化、无害化、高值化”为核心原则，通过多学科交叉融合，集成物理、化学及生物处理技术，研发高效农业废弃物预处理与转化技术，重点突破快速炭化、畜禽粪便厌氧发酵产沼气及沼渣沼液高附加值利用等关键技术瓶颈。研究采用室内实验与田间示范相结合的方法，构建“种养结合-废弃物循环利用-产品高值化”的生态循环模式，预期开发出3-5套标准化技术规程，形成可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板。项目成果将显著提升安徽省农业废弃物综合利用率，降低环境污染，同时创造绿色经济价值，为农业可持续发展提供科技支撑。通过产学研协同创新，推动技术成果转化落地，助力乡村振兴战略实施，实现经济效益、社会效益与生态效益的协同提升。

三.项目背景与研究意义

1.研究领域现状、存在的问题及研究的必要性

安徽省作为中国重要的农业生产大省，近年来农业经济快速发展，但同时也面临着日益严峻的农业废弃物处置难题。据统计，安徽省每年产生的、畜禽粪便等农业废弃物总量巨大，其中超过3000万吨，畜禽粪便年产生量逾1亿吨。当前，安徽省农业废弃物处理方式主要以直接焚烧、简单堆放为主，资源化利用率不足30%，不仅造成了严重的资源浪费，还引发了严重的环境污染问题。

在处理方面，传统焚烧方式占比较高，尤其是在收获季节，田间焚烧现象屡禁不止。这不仅污染了大气环境，降低了空气quality，还可能引发火灾等安全事故。同时，焚烧后形成的草木灰等残留物也会对土壤造成一定程度的破坏，影响农业生产的可持续发展。虽然近年来政府加大了对综合利用的扶持力度，发展了还田、饲料化、基料化等技术，但由于技术瓶颈、经济效益不高等原因，实际应用效果并不理想。

在畜禽粪便处理方面，安徽省畜禽养殖以散户为主，规模化和标准化程度相对较低。大部分养殖场缺乏完善的粪污处理设施，粪污随意排放现象普遍，导致土壤板结、水体富营养化等问题突出。虽然厌氧发酵、堆肥等技术得到一定程度的应用，但处理效率不高、产品附加值低等问题依然存在。此外，畜禽粪便中含有大量的氮、磷、钾等营养物质，直接排放不仅造成资源浪费，还可能通过淋溶作用进入水体，加剧水体污染。

农业废弃物的随意处置不仅造成了严重的环境污染，还制约了农业经济的可持续发展。一方面，资源浪费严重，农业废弃物中蕴含着丰富的有机质和营养物质，通过科学处理可以有效改良土壤、提供有机肥料，但当前资源化利用率低，浪费了巨大的资源潜力。另一方面，环境污染问题日益突出，农业废弃物焚烧、堆放等行为对大气、土壤、水体造成了严重污染，影响了生态环境质量和人民群众的健康水平。

因此，开展安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建关键技术研究，具有重要的现实意义和紧迫性。通过技术创新和模式创新，提高农业废弃物的资源化利用率，实现农业废弃物的减量化、无害化和高值化，不仅能够有效解决农业废弃物污染问题，还能够创造新的经济增长点，推动农业绿色发展，促进乡村振兴战略的实施。

2.项目研究的社会、经济或学术价值

社会价值方面，本项目的研究成果将显著改善安徽省的生态环境质量，为建设美丽安徽提供科技支撑。通过研发高效的农业废弃物处理技术，可以有效减少农业废弃物焚烧、堆放等行为，降低大气、土壤和水体污染，改善农村人居环境。同时，构建农业废弃物资源化利用生态循环体系，可以实现农业生产与生态环境的协调发展，促进人与自然的和谐共生。

经济价值方面，本项目的研究成果将推动安徽省农业产业结构的优化升级，促进农业经济的可持续发展。通过技术创新和模式创新，可以提高农业废弃物的资源化利用率，开发出炭、沼气、有机肥等高附加值产品，创造新的经济增长点。同时，项目的实施将带动相关产业的发展，如生物质能源、有机肥料、环保设备等，促进农村产业融合发展，增加农民收入，助力乡村振兴战略的实施。

学术价值方面，本项目的研究将推动农业废弃物资源化利用领域的技术创新和理论创新，提升安徽省在农业环保领域的科技实力和影响力。通过多学科交叉融合，集成物理、化学及生物处理技术，可以开发出一系列具有自主知识产权的关键技术，填补国内相关领域的技术空白。同时，项目的研究成果将为农业废弃物资源化利用提供新的理论和方法，推动该领域学术研究的深入发展，提升安徽省在农业环保领域的学术地位和影响力。

四.国内外研究现状

国内外在农业废弃物资源化利用领域已经开展了大量的研究工作，取得了一定的进展，但同时也存在一些尚未解决的问题和研究空白。

在资源化利用方面，国外研究起步较早，技术相对成熟。欧美国家主要发展还田、饲料化、能源化等技术。例如，美国通过优化还田技术，有效改善了土壤结构和肥力，减少了化肥的使用量。欧洲国家则重点发展能源化技术，通过生物质直燃发电、气化发电等方式，将转化为清洁能源。此外，德国、荷兰等国在饲料化技术方面也取得了显著成效，开发了多种饲料化产品，广泛应用于畜牧业生产。国外在处理过程中，注重配套技术的研发和应用，如收集机械、预处理技术（物理、化学、生物方法）、转化技术（厌氧消化、好氧堆肥、热解气化等）等，形成了较为完整的资源化利用技术体系。

国内对资源化利用的研究也取得了长足进步。近年来，政府高度重视综合利用，投入了大量资金和人力进行技术研发和示范推广。在还田方面，开发了多种还田机械，优化了还田工艺，提高了还田效果。在饲料化方面，研制了多种氨化、青贮技术，提高了的消化率，促进了畜牧业发展。在能源化方面，建设了一批发电厂和气化站，为农村地区提供了清洁能源。此外，国内学者还积极探索基料化、原料化等新用途，如培育食用菌、制作人造板材等，拓展了资源化利用的途径。然而，国内资源化利用仍存在一些问题，如技术瓶颈尚未完全突破、产业链条不完善、市场机制不健全等。

在畜禽粪便资源化利用方面，国外研究也较为深入，发展了较为完善的畜禽粪便处理技术体系。欧美国家普遍采用厌氧消化技术处理畜禽粪便，生产沼气和沼肥，实现了能源化和资源化利用。例如，德国、荷兰等国的畜禽粪便厌氧消化技术已经达到工业化应用水平，沼气用于发电、供热或并入电网，沼肥用于农田施肥，形成了闭路循环的生态模式。此外，国外还发展了畜禽粪便堆肥技术、好氧发酵技术等，生产有机肥料，改善土壤质量。在畜禽粪便处理过程中，国外注重智能化、自动化技术的应用，开发了多种粪污收集、运输、处理设备，提高了处理效率和管理水平。

国内对畜禽粪便资源化利用的研究也取得了显著进展。近年来，政府加大了对畜禽粪便处理技术的研发和推广力度，开发了多种畜禽粪便处理技术，如厌氧消化、好氧堆肥、堆肥发酵床等。在一些规模化养殖场，畜禽粪便处理设施得到较好应用，实现了粪污的减量化、无害化和资源化利用。然而，国内畜禽粪便资源化利用仍存在一些问题，如处理技术不够成熟、运行成本较高、产品附加值低、市场机制不健全等。此外，农村散养户粪污处理难度较大，资源化利用效率较低。

在农业废弃物生态循环体系构建方面，国内外都进行了一些探索和实践。国外一些发达国家通过政策引导、市场机制等方式，构建了较为完善的农业废弃物生态循环体系。例如，德国通过制定严格的环保法规，强制要求养殖场建设粪污处理设施；通过建立有机产品认证制度，提高了有机肥料的市场价值；通过发展农业合作社，促进了农业废弃物的资源化利用和产业链的延伸。国内也在积极探索农业废弃物生态循环体系构建的路径，一些地区通过政府扶持、企业带动、农民参与等方式，构建了“种养结合、农牧循环”的生态模式。例如，一些地区通过发展种养大户、家庭农场，将农作物和畜禽粪便进行资源化利用，实现了种养业的良性循环。然而，国内农业废弃物生态循环体系构建仍处于起步阶段，存在一些问题，如种养衔接不紧密、产业链条不完善、市场机制不健全等。

总体来看，国内外在农业废弃物资源化利用领域已经取得了显著的进展，但同时也存在一些尚未解决的问题和研究空白。例如，和畜禽粪便的高效、低成本处理技术仍需进一步突破；农业废弃物资源化利用的产业链条不完善，市场机制不健全；农业废弃物生态循环体系构建的路径和模式仍需进一步探索。因此，开展安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建关键技术研究，具有重要的理论意义和实践价值。

五.研究目标与内容

1.研究目标

本项目旨在针对安徽省农业废弃物资源化利用的现状和问题，通过关键技术研究与集成创新，构建高效、经济、可持续的农业废弃物资源化利用与生态循环体系，实现农业废弃物的减量化、无害化、资源化和高值化。具体研究目标如下：

第一，突破安徽省主要农业废弃物（、畜禽粪便）高效预处理与转化关键技术瓶颈。研发适用于安徽省不同区域、不同种类农业废弃物的预处理技术，提高后续转化处理效率；攻克快速炭化、畜禽粪便高效厌氧发酵等关键转化技术，为实现农业废弃物的资源化利用奠定技术基础。

第二，集成构建安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系模式。以“种养结合”为基础，结合农业废弃物资源化利用技术，构建“废弃物收集-预处理-转化-产品高值化-回归利用”的生态循环模式，实现农业废弃物的就地消纳和资源化利用，减少环境污染，提高资源利用效率。

第三，研发农业废弃物资源化利用产品高值化技术。重点开发炭基新材料、沼气高效利用技术、沼渣沼液高附加值利用技术等，提升农业废弃物资源化利用产品的经济价值，形成新的经济增长点，促进农民增收和农业产业发展。

第四，建立安徽省农业废弃物资源化利用技术规程和示范样板。通过田间试验和示范推广，制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程，并在不同区域建立示范样板，为安徽省农业废弃物的资源化利用提供技术指导和实践参考。

第五，培养一支高水平的农业废弃物资源化利用研究团队，提升安徽省在该领域的科技实力和影响力。通过项目实施，培养一批掌握核心技术、具有创新能力的科研人员，形成一批具有自主知识产权的技术成果，提升安徽省在农业环保领域的学术地位和影响力。

2.研究内容

本项目的研究内容主要包括以下几个方面：

（1）安徽省主要农业废弃物特性分析与资源化潜力评估

研究问题：安徽省主要农业废弃物（、畜禽粪便）的产量、分布、成分特性及资源化利用潜力如何？

假设：安徽省主要农业废弃物具有较大的资源化利用潜力，但受限于技术、经济和市场等因素，实际利用率较低。

研究内容：收集整理安徽省近年来、畜禽粪便等农业废弃物的产量、分布、成分等数据，分析其资源化利用潜力；调研安徽省农业废弃物当前的处理方式和利用现状，分析存在的问题和制约因素；评估安徽省农业废弃物资源化利用的社会、经济和生态效益，为项目研究提供基础数据和支持。

（2）高效预处理与炭化关键技术研究

研究问题：如何研发适用于安徽省不同区域、不同种类的高效预处理技术，提高后续炭化效率？如何优化炭化工艺，提高炭化效率和炭产品质量？

假设：通过优化预处理工艺和炭化炉设计，可以提高炭化效率，并获得高质量的炭产品。

研究内容：研究不同预处理方法（如粉碎、打捆、加湿等）对炭化效率的影响，优化预处理工艺；设计新型炭化炉，研究炭化温度、时间、气氛等参数对炭化效率和炭产品质量的影响，优化炭化工艺；对炭产品进行表征，分析其物理化学性质，评估其应用潜力。

（3）畜禽粪便高效厌氧发酵产沼气及沼渣沼液高附加值利用技术研究

研究问题：如何提高畜禽粪便厌氧发酵的效率和稳定性？如何开发沼渣沼液的高附加值利用技术？

假设：通过优化发酵工艺和添加菌种，可以提高畜禽粪便厌氧发酵的效率和稳定性；通过开发沼渣沼液的新型利用技术，可以提升其经济价值。

研究内容：研究不同发酵工艺（如单相发酵、两相发酵、静态发酵等）对畜禽粪便厌氧发酵效率和稳定性的影响，优化发酵工艺；筛选和培育高效的厌氧发酵菌种，研究菌种添加对发酵效率和沼气产量的影响；开发沼渣沼液的高附加值利用技术，如沼渣用于制备有机肥、沼液用于培育食用菌等，提升沼渣沼液的经济价值。

（4）农业废弃物资源化利用生态循环体系构建技术研究

研究问题：如何构建适用于安徽省的“种养结合-废弃物循环利用-产品高值化”的农业废弃物资源化利用生态循环体系模式？

假设：通过整合种养业和废弃物资源化利用技术，可以构建高效的农业废弃物资源化利用生态循环体系，实现种养业的良性循环和农业废弃物的减量化、无害化、资源化利用。

研究内容：以“种养结合”为基础，结合炭化、畜禽粪便厌氧发酵等技术，构建“废弃物收集-预处理-转化-产品高值化-回归利用”的生态循环模式；研究不同区域、不同种养模式的农业废弃物资源化利用生态循环体系构建路径，优化体系配置；评估生态循环体系的运行效果，分析其社会、经济和生态效益。

（5）农业废弃物资源化利用产品高值化技术研究

研究问题：如何开发炭基新材料、沼气高效利用技术、沼渣沼液高附加值利用技术？

假设：通过开发新型利用技术，可以提升农业废弃物资源化利用产品的经济价值，形成新的经济增长点。

研究内容：开发炭基新材料，如炭基吸附材料、炭基催化剂等，提升炭产品的应用价值；研究沼气的高效利用技术，如沼气发电、沼气供热等，提高沼气的利用效率；开发沼渣沼液的高附加值利用技术，如沼渣用于制备有机肥、沼液用于培育食用菌等，提升沼渣沼液的经济价值。

（6）安徽省农业废弃物资源化利用技术规程制定与示范样板建设

研究问题：如何制定适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程？如何建设农业废弃物资源化利用示范样板？

假设：通过制定技术规程和建设示范样板，可以推广农业废弃物资源化利用技术，提高农业废弃物的资源化利用率。

研究内容：根据项目研究成果，制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程，包括预处理、炭化、畜禽粪便厌氧发酵、沼渣沼液利用等技术规程；在安徽省不同区域建设农业废弃物资源化利用示范样板，包括炭化示范点、畜禽粪便厌氧发酵示范点等，推广农业废弃物资源化利用技术，为安徽省农业废弃物的资源化利用提供技术指导和实践参考。

通过以上研究内容的实施，本项目将突破安徽省农业废弃物资源化利用的关键技术瓶颈，构建高效、经济、可持续的农业废弃物资源化利用与生态循环体系，为安徽省农业绿色发展、生态文明建设和社会可持续发展提供科技支撑。

六.研究方法与技术路线

1.研究方法、实验设计、数据收集与分析方法

本项目将采用多学科交叉的研究方法，结合室内实验、田间示范和系统分析，对安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建关键技术进行深入研究。具体研究方法、实验设计、数据收集与分析方法如下：

（1）研究方法

本项目将采用以下研究方法：

①文献研究法：系统查阅国内外相关文献，了解农业废弃物资源化利用领域的最新研究进展、技术动态和发展趋势，为项目研究提供理论基础和参考依据。

②实验研究法：通过室内实验，对预处理、炭化、畜禽粪便厌氧发酵等关键技术进行优化和改进，筛选最佳工艺参数和条件。

③田间试验法：在安徽省不同区域建立田间试验基地，对优化的农业废弃物资源化利用技术进行示范和验证，评估其在实际生产中的应用效果。

④系统分析法：采用系统分析方法，对农业废弃物资源化利用生态循环体系进行构建和评估，分析其社会、经济和生态效益。

⑤比较分析法：对不同的农业废弃物资源化利用技术进行对比分析，评估其优缺点和适用性，为技术选择和优化提供依据。

（2）实验设计

本项目将采用以下实验设计：

①预处理实验设计：采用随机区组试验设计，设置不同的预处理方法（如粉碎、打捆、加湿等）和处理参数（如处理时间、处理温度等），对进行预处理，比较不同预处理方法对炭化效率的影响。

②炭化实验设计：采用单因素试验设计，设置不同的炭化温度、炭化时间、炭化气氛等参数，对预处理后的进行炭化，比较不同炭化参数对炭化效率和炭产品质量的影响。

③畜禽粪便厌氧发酵实验设计：采用随机区组试验设计，设置不同的发酵工艺（如单相发酵、两相发酵、静态发酵等）、发酵温度、发酵时间等参数，对畜禽粪便进行厌氧发酵，比较不同发酵工艺对沼气产量和沼气质量的影响。

④沼渣沼液利用实验设计：采用随机区组试验设计，设置不同的沼渣沼液利用方式（如沼渣用于制备有机肥、沼液用于培育食用菌等），比较不同利用方式对沼渣沼液经济价值的影响。

（3）数据收集方法

本项目将采用以下数据收集方法：

①文献数据收集：通过查阅国内外相关文献，收集农业废弃物资源化利用领域的相关数据，如产量、畜禽粪便产量、成分特性、处理技术、利用现状等。

②实验数据收集：通过室内实验和田间试验，收集预处理、炭化、畜禽粪便厌氧发酵、沼渣沼液利用等实验数据，如处理时间、处理温度、发酵温度、发酵时间、沼气产量、沼气质量、沼渣沼液产量、沼渣沼液成分等。

③数据收集：通过问卷、访谈等方式，收集安徽省农业废弃物处理方式和利用现状的相关数据，如处理方式、利用现状、存在问题、制约因素等。

（4）数据分析方法

本项目将采用以下数据分析方法：

①统计分析：采用SPSS、R等统计软件，对实验数据进行统计分析，如方差分析、回归分析、相关性分析等，分析不同处理参数对实验结果的影响。

②系统动力学分析：采用Vensim等系统动力学软件，对农业废弃物资源化利用生态循环体系进行模拟和分析，评估其运行效果和稳定性。

③经济效益分析：采用成本效益分析等方法，对农业废弃物资源化利用技术进行经济效益评估，分析其经济可行性和市场竞争力。

④生态效益分析：采用生命周期评价等方法，对农业废弃物资源化利用技术的生态效益进行评估，分析其对环境影响和生态效益。

2.技术路线

本项目的技术路线主要包括以下几个关键步骤：

（1）安徽省主要农业废弃物特性分析与资源化潜力评估

①收集整理安徽省近年来、畜禽粪便等农业废弃物的产量、分布、成分等数据；

②调研安徽省农业废弃物当前的处理方式和利用现状；

③评估安徽省农业废弃物资源化利用的社会、经济和生态效益。

（2）高效预处理与炭化关键技术研究

①研究不同预处理方法对炭化效率的影响，优化预处理工艺；

②设计新型炭化炉，研究炭化温度、时间、气氛等参数对炭化效率和炭产品质量的影响，优化炭化工艺；

③对炭产品进行表征，分析其物理化学性质，评估其应用潜力。

（3）畜禽粪便高效厌氧发酵产沼气及沼渣沼液高附加值利用技术研究

①研究不同发酵工艺对畜禽粪便厌氧发酵效率和稳定性的影响，优化发酵工艺；

②筛选和培育高效的厌氧发酵菌种，研究菌种添加对发酵效率和沼气产量的影响；

③开发沼渣沼液的高附加值利用技术，提升沼渣沼液的经济价值。

（4）农业废弃物资源化利用生态循环体系构建技术研究

①以“种养结合”为基础，结合炭化、畜禽粪便厌氧发酵等技术，构建“废弃物收集-预处理-转化-产品高值化-回归利用”的生态循环模式；

②研究不同区域、不同种养模式的农业废弃物资源化利用生态循环体系构建路径，优化体系配置；

③评估生态循环体系的运行效果，分析其社会、经济和生态效益。

（5）农业废弃物资源化利用产品高值化技术研究

①开发炭基新材料，提升炭产品的应用价值；

②研究沼气的高效利用技术，提高沼气的利用效率；

③开发沼渣沼液的高附加值利用技术，提升沼渣沼液的经济价值。

（6）安徽省农业废弃物资源化利用技术规程制定与示范样板建设

①根据项目研究成果，制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程；

②在安徽省不同区域建设农业废弃物资源化利用示范样板，推广农业废弃物资源化利用技术。

通过以上技术路线的实施，本项目将逐步实现研究目标，为安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建提供技术支撑和实践参考。

七．创新点

本项目针对安徽省农业废弃物资源化利用的瓶颈问题，拟开展一系列关键技术研究与集成创新，在理论、方法及应用层面均体现出显著的创新性。

（一）理论创新：构建基于物质循环与能量流动的农业废弃物生态循环理论体系

当前，农业废弃物资源化利用的研究往往侧重于单一技术环节，缺乏对整个生态循环系统的系统性理论指导。本项目创新性地将物质循环与能量流动理论深度融合，构建适用于安徽省不同生态区域的农业废弃物生态循环理论体系。该理论体系不仅考虑了农业废弃物中碳、氮、磷、钾等元素的循环利用，还整合了热能、电能等能量的转换与利用，旨在实现农业废弃物的全链条资源化和高值化。具体而言，本项目将基于系统动力学原理，量化分析农业废弃物在生态系统中的流动规律、转化效率及环境效应，揭示不同种养模式、不同处理技术对生态循环系统的影响机制。通过建立数学模型，模拟预测农业废弃物生态循环系统的动态变化，为优化系统配置、提升循环效率提供理论依据。这一理论创新将超越传统单一技术研究的局限，为农业废弃物资源化利用提供更全面、更系统的理论指导，推动农业生态学理论的发展与深化。

（二）方法创新：研发基于多尺度协同的农业废弃物资源化利用评价方法

传统的农业废弃物资源化利用评价方法往往局限于单一指标或单一尺度，难以全面、客观地评估技术的经济、社会和生态效益。本项目创新性地提出基于多尺度协同的农业废弃物资源化利用评价方法，将生命周期评价（LCA）、成本效益分析（CBA）、社会效益评价（SBE）和生态效益评价（EBE）等多种方法有机融合，构建一个综合性的评价体系。该方法不仅考虑了废弃物处理过程中的资源消耗、环境影响等生态维度，还将经济效益、社会效益、政策适应性等多维度因素纳入评价范围，实现多尺度、多目标的协同评价。在评价尺度上，本项目将兼顾微观技术层面（如单一批次处理的效率与成本）、中观产业层面（如产业链延伸与价值创造）和宏观区域层面（如环境改善与乡村振兴），实现不同尺度之间的有效衔接与协同。此外，本项目还将引入大数据和技术，对收集到的数据进行深度挖掘与分析，提高评价结果的准确性和可靠性。这一方法创新将突破传统评价方法的局限性，为农业废弃物资源化利用提供更科学、更全面的评价工具，为政策制定者和投资者提供更可靠的决策支持。

（三）技术创新：集成开发一批具有自主知识产权的农业废弃物资源化利用关键技术

本项目在关键技术层面体现出显著的创新性，计划集成开发一批具有自主知识产权的关键技术，填补国内相关领域的技术空白，提升安徽省在农业环保领域的科技实力和影响力。

①高效预处理与炭化技术集成创新。本项目将突破传统预处理技术的瓶颈，创新性地采用“物理-化学-生物”协同预处理技术，大幅提高的破碎度、吸水率和酶解率，为后续转化处理创造有利条件。在炭化方面，本项目将研发一种新型高效炭化炉，该炭化炉采用多段式加热、智能温控和烟气循环等技术，能够显著提高炭化效率，降低能耗，并获得高质量的炭产品。所获得的炭产品将具有高比表面积、高孔隙率等优异特性，其应用潜力将得到极大提升。

②畜禽粪便高效厌氧发酵与菌种筛选技术集成创新。本项目将针对安徽省畜禽粪便的特性，创新性地采用“预处理-两相厌氧发酵-沼气后处理”一体化技术，大幅提高沼气产量和沼气质量。在菌种筛选方面，本项目将利用高通量测序等技术，从畜禽粪便中筛选和培育一批高效、耐温、耐酸的厌氧发酵菌种，并将其应用于实际发酵过程，显著提高发酵效率和稳定性。此外，本项目还将研发沼气后处理技术，去除沼气中的杂质，提高沼气的热值和燃烧效率。

③沼渣沼液高附加值利用技术集成创新。本项目将突破传统沼渣沼液利用技术的局限，创新性地开发沼渣沼液高附加值利用技术，提升其经济价值。在沼渣利用方面，本项目将研发沼渣制备有机肥、沼渣炭基新材料等技术，将沼渣转化为高附加值的农业投入品。在沼液利用方面，本项目将研发沼液培育食用菌、沼液制备生物肥料等技术，将沼液转化为高附加值的农业产品。

④农业废弃物资源化利用生态循环体系构建技术集成创新。本项目将创新性地构建“种养结合-废弃物循环利用-产品高值化”的农业废弃物资源化利用生态循环体系模式，实现种养业的良性循环和农业废弃物的减量化、无害化、资源化利用。该体系模式将整合炭化、畜禽粪便厌氧发酵、沼渣沼液高附加值利用等技术，形成一套完整的农业废弃物资源化利用技术体系。同时，本项目还将探索不同区域、不同种养模式的农业废弃物资源化利用生态循环体系构建路径，优化体系配置，提高体系的适应性和可推广性。

通过以上技术创新，本项目将形成一批具有自主知识产权的关键技术，为安徽省农业废弃物资源化利用提供强有力的技术支撑，推动农业绿色发展，促进乡村振兴战略的实施。

（四）应用创新：构建一批可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板

本项目不仅注重关键技术的研发，还注重技术的示范推广和应用创新。项目将依托安徽省的农业资源禀赋和产业基础，在淮北、皖中等不同生态区域建设一批可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板。这些示范样板将集成应用项目研发的关键技术，形成一套完整的农业废弃物资源化利用技术体系和运营模式。通过示范样板的建设，项目将验证技术的可行性和经济性，探索技术的推广应用路径，为安徽省农业废弃物的资源化利用提供实践参考。同时，项目还将加强产学研合作，与农业企业、合作社等合作，共同建设示范样板，推动技术的转化落地。通过示范样板的推广应用，项目将带动相关产业的发展，促进农民增收和农业产业发展，为乡村振兴战略的实施贡献力量。

综上所述，本项目在理论、方法、技术和应用层面均体现出显著的创新性，将为安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建提供强有力的科技支撑，推动农业绿色发展，促进乡村振兴战略的实施。

八．预期成果

本项目旨在通过系统研究和技术创新，解决安徽省农业废弃物资源化利用中的关键问题，构建高效、经济、可持续的农业废弃物资源化利用与生态循环体系，预期取得以下理论和实践成果：

（一）理论成果

1.揭示安徽省主要农业废弃物资源化利用的规律和机制

通过对安徽省、畜禽粪便等主要农业废弃物的特性分析、转化机制研究以及生态循环体系构建，本项目将深入揭示农业废弃物在量、质、能等方面的转化规律和生态循环机制。具体而言，项目将阐明不同预处理方法对炭化效率的影响机制，不同发酵工艺对畜禽粪便厌氧发酵效率和稳定性的影响机制，以及农业废弃物生态循环体系中物质循环、能量流动和信息传递的规律和机制。这些研究成果将为农业废弃物资源化利用提供理论依据，推动农业生态学、环境科学等相关学科的发展。

2.构建基于物质循环与能量流动的农业废弃物生态循环理论体系

本项目将基于系统动力学原理，构建适用于安徽省不同生态区域的农业废弃物生态循环理论体系。该理论体系将整合物质循环与能量流动理论，量化分析农业废弃物在生态系统中的流动规律、转化效率及环境效应，揭示不同种养模式、不同处理技术对生态循环系统的影响机制。通过建立数学模型，模拟预测农业废弃物生态循环系统的动态变化，为优化系统配置、提升循环效率提供理论依据。这一理论成果将为农业废弃物资源化利用提供更全面、更系统的理论指导，推动农业生态学理论的发展与深化。

3.提出基于多尺度协同的农业废弃物资源化利用评价方法

本项目将创新性地提出基于多尺度协同的农业废弃物资源化利用评价方法，将生命周期评价（LCA）、成本效益分析（CBA）、社会效益评价（SBE）和生态效益评价（EBE）等多种方法有机融合，构建一个综合性的评价体系。该方法将考虑废弃物处理过程中的资源消耗、环境影响等生态维度，以及经济效益、社会效益、政策适应性等多维度因素，实现多尺度、多目标的协同评价。此外，本项目还将引入大数据和技术，对收集到的数据进行深度挖掘与分析，提高评价结果的准确性和可靠性。这一理论成果将为农业废弃物资源化利用提供更科学、更全面的评价工具，为政策制定者和投资者提供更可靠的决策支持。

（二）实践成果

1.集成开发一批具有自主知识产权的农业废弃物资源化利用关键技术

本项目将集成开发一批具有自主知识产权的关键技术，包括：

（1）高效预处理与炭化技术：创新性地采用“物理-化学-生物”协同预处理技术，大幅提高的破碎度、吸水率和酶解率；研发一种新型高效炭化炉，显著提高炭化效率，降低能耗，并获得高质量的炭产品。

（2）畜禽粪便高效厌氧发酵与菌种筛选技术：创新性地采用“预处理-两相厌氧发酵-沼气后处理”一体化技术，大幅提高沼气产量和沼气质量；利用高通量测序等技术，筛选和培育一批高效、耐温、耐酸的厌氧发酵菌种，并将其应用于实际发酵过程，显著提高发酵效率和稳定性；研发沼气后处理技术，去除沼气中的杂质，提高沼气的热值和燃烧效率。

（3）沼渣沼液高附加值利用技术：创新性地开发沼渣制备有机肥、沼渣炭基新材料等技术，将沼渣转化为高附加值的农业投入品；研发沼液培育食用菌、沼液制备生物肥料等技术，将沼液转化为高附加值的农业产品。

（4）农业废弃物资源化利用生态循环体系构建技术：创新性地构建“种养结合-废弃物循环利用-产品高值化”的农业废弃物资源化利用生态循环体系模式，实现种养业的良性循环和农业废弃物的减量化、无害化、资源化利用；探索不同区域、不同种养模式的农业废弃物资源化利用生态循环体系构建路径，优化体系配置，提高体系的适应性和可推广性。

通过以上技术创新，本项目将形成一批具有自主知识产权的关键技术，为安徽省农业废弃物资源化利用提供强有力的技术支撑，推动农业绿色发展，促进乡村振兴战略的实施。

2.制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程

基于项目研究成果，本项目将制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程，包括预处理、炭化、畜禽粪便厌氧发酵、沼渣沼液利用等技术规程。这些技术规程将规范农业废弃物资源化利用的操作流程，提高技术的应用效率，为农业废弃物资源化利用提供技术指导。

3.建设一批可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板

本项目将依托安徽省的农业资源禀赋和产业基础，在淮北、皖中等不同生态区域建设一批可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板。这些示范样板将集成应用项目研发的关键技术，形成一套完整的农业废弃物资源化利用技术体系和运营模式。通过示范样板的建设，项目将验证技术的可行性和经济性，探索技术的推广应用路径，为安徽省农业废弃物的资源化利用提供实践参考。同时，项目还将加强产学研合作，与农业企业、合作社等合作，共同建设示范样板，推动技术的转化落地。

4.培养一支高水平的农业废弃物资源化利用研究团队

通过项目实施，将培养一批掌握核心技术、具有创新能力的科研人员，形成一批具有自主知识产权的技术成果，提升安徽省在农业环保领域的学术地位和影响力。同时，项目还将加强人才培养和团队建设，为安徽省农业废弃物资源化利用提供人才支撑。

综上所述，本项目预期取得一系列重要的理论和实践成果，为安徽省农业废弃物资源化利用与生态循环体系构建提供强有力的科技支撑，推动农业绿色发展，促进乡村振兴战略的实施，产生显著的社会效益、经济效益和生态效益。

九.项目实施计划

（一）项目时间规划

本项目总研究周期为三年，计划分七个阶段实施，具体时间规划及任务分配如下：

1.第一阶段：项目启动与准备阶段（2024年1月-2024年12月）

任务分配：

（1）组建项目团队，明确各成员职责分工；

（2）开展文献调研，收集整理安徽省农业废弃物资源化利用相关数据；

（3）制定详细的项目实施计划和研究方案；

（4）完成项目申报材料的撰写与提交；

（5）启动实验室建设与设备采购；

进度安排：

第1-3个月：组建项目团队，完成文献调研，制定项目实施计划和研究方案；

第4-6个月：完成项目申报材料的撰写与提交，启动实验室建设与设备采购；

第7-12个月：进行初步实验，验证研究方案的可行性。

2.第二阶段：安徽省主要农业废弃物特性分析与资源化潜力评估阶段（2025年1月-2025年6月）

任务分配：

（1）收集整理安徽省近年来、畜禽粪便等农业废弃物的产量、分布、成分等数据；

（2）调研安徽省农业废弃物当前的处理方式和利用现状；

（3）评估安徽省农业废弃物资源化利用的社会、经济和生态效益；

（4）撰写阶段性研究报告；

进度安排：

第1-3个月：收集整理安徽省农业废弃物相关数据；

第4-6个月：调研安徽省农业废弃物处理方式和利用现状；

第7-6个月：评估安徽省农业废弃物资源化利用的社会、经济和生态效益，撰写阶段性研究报告。

3.第三阶段：高效预处理与炭化关键技术研究阶段（2025年7月-2026年12月）

任务分配：

（1）研究不同预处理方法对炭化效率的影响，优化预处理工艺；

（2）设计新型炭化炉，研究炭化温度、时间、气氛等参数对炭化效率和炭产品质量的影响，优化炭化工艺；

（3）对炭产品进行表征，分析其物理化学性质，评估其应用潜力；

（4）撰写阶段性研究报告；

进度安排：

第1-6个月：研究不同预处理方法对炭化效率的影响，优化预处理工艺；

第7-12个月：设计新型炭化炉，研究炭化温度、时间、气氛等参数对炭化效率和炭产品质量的影响，优化炭化工艺；

第13-18个月：对炭产品进行表征，分析其物理化学性质，评估其应用潜力，撰写阶段性研究报告。

4.第四阶段：畜禽粪便高效厌氧发酵与菌种筛选技术集成创新阶段（2026年1月-2027年6月）

任务分配：

（1）研究不同发酵工艺对畜禽粪便厌氧发酵效率和稳定性的影响，优化发酵工艺；

（2）利用高通量测序等技术，从畜禽粪便中筛选和培育一批高效、耐温、耐酸的厌氧发酵菌种，并将其应用于实际发酵过程，显著提高发酵效率和稳定性；

（3）研发沼气后处理技术，去除沼气中的杂质，提高沼气的热值和燃烧效率；

（4）撰写阶段性研究报告；

进度安排：

第1-6个月：研究不同发酵工艺对畜禽粪便厌氧发酵效率和稳定性的影响，优化发酵工艺；

第7-12个月：利用高通量测序等技术，筛选和培育一批高效、耐温、耐酸的厌氧发酵菌种，并将其应用于实际发酵过程，显著提高发酵效率和稳定性；

第13-18个月：研发沼气后处理技术，去除沼气中的杂质，提高沼气的热值和燃烧效率，撰写阶段性研究报告。

5.第五阶段：沼渣沼液高附加值利用技术研究阶段（2027年7月-2028年12月）

任务分配：

（1）研发沼渣制备有机肥、沼渣炭基新材料等技术，将沼渣转化为高附加值的农业投入品；

（2）研发沼液培育食用菌、沼液制备生物肥料等技术，将沼液转化为高附加值的农业产品；

（3）撰写阶段性研究报告；

进度安排：

第1-6个月：研发沼渣制备有机肥、沼渣炭基新材料等技术，将沼渣转化为高附加值的农业投入品；

第7-12个月：研发沼液培育食用菌、沼液制备生物肥料等技术，将沼液转化为高附加值的农业产品；

第13-18个月：撰写阶段性研究报告。

6.第六阶段：农业废弃物资源化利用生态循环体系构建技术研究阶段（2029年1月-2029年12月）

任务分配：

（1）以“种养结合-废弃物循环利用-产品高值化”的农业废弃物资源化利用生态循环体系模式，实现种养业的良性循环和农业废弃物的减量化、无害化、资源化利用；

（2）探索不同区域、不同种养模式的农业废弃物资源化利用生态循环体系构建路径，优化体系配置，提高体系的适应性和可推广性；

（3）撰写阶段性研究报告；

进度安排：

第1-6个月：构建“种养结合-废弃物循环利用-产品高值化”的农业废弃物资源化利用生态循环体系模式；

第7-12个月：探索不同区域、不同种养模式的农业废弃物资源化利用生态循环体系构建路径，优化体系配置，提高体系的适应性和可推广性；

第13-18个月：撰写阶段性研究报告。

7.第七阶段：项目总结与成果推广阶段（2030年1月-2030年12月）

任务分配：

（1）制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程；

（2）建设一批可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板；

（3）总结项目研究成果，撰写项目总结报告；

（4）发表高水平学术论文，申请发明专利；

（5）开展技术培训与推广，提升农民技术水平和应用能力；

（6）评估项目成果，提出后续研究方向和建议；

进度安排：

第1-6个月：制定一套适用于安徽省的农业废弃物资源化利用技术规程；

第7-12个月：建设一批可复制、可推广的农业废弃物资源化利用示范样板；

第13-18个月：总结项目研究成果，撰写项目总结报告，发表高水平学术论文，申请发明专利；

第19-24个月：开展技术培训与推广，提升农民技术水平和应用能力；

第25-12个月：评估项目成果，提出后续研究方向和建议。

（二）风险管理策略

1.技术风险及应对策略

技术风险主要来源于实验结果的不确定性、关键技术的研发难度以及技术的实际应用效果。为应对技术风险，本项目将采取以下措施：

（1）加强实验设计，严格控制实验条件，确保实验结果的准确性和可靠性；

（2）开展预实验，对关键技术进行初步验证，降低研发难度；

（3）与相关企业合作，进行中试示范，提高技术的实际应用效果；

（4）建立技术预警机制，及时发现和解决技术问题。

2.管理风险及应对策略

管理风险主要来源于项目进度控制、团队协作以及资金管理等方面。为应对管理风险，本项目将采取以下措施：

（1）制定详细的项目实施计划，明确各阶段任务分配和进度安排，确保项目按计划推进；

（2）建立有效的团队协作机制，明确各成员职责分工，加强沟通协调，确保团队高效协作；

（3）建立资金管理制度，确保资金使用合理、规范，提高资金使用效率；

（4）定期召开项目会议，及时了解项目进展情况，解决项目实施过程中出现的问题。

3.外部风险及应对策略

外部风险主要来源于政策变化、市场需求以及自然环境等因素。为应对外部风险，本项目将采取以下措施：

（1）密切关注政策变化，及时调整项目研究方向和内容，确保项目符合政策导向；

（2）开展市场调研，了解市场需求，调整技术路线，提高技术的市场竞争力；

（3）加强自然灾害防范，降低自然环境对项目实施的影响。

通过以上风险管理策略，本项目将有效降低风险发生的可能性和影响，确保项目顺利实施，取得预期成果。

十.项目团队

（一）项目团队成员的专业背景与研究经验

本项目团队由来自安徽省农业科学院农业环境与能源研究所、安徽大学、中国科学技术大学、安徽省农业科学院土壤肥料研究所等科研机构的专家和学者组成，团队成员涵盖了农业环境、农业工程、微生物学、生态学、材料科学、经济学等多个学科领域，具有丰富的农业废弃物资源化利用研究经验和实际应用能力。项目首席科学家张明研究员，长期从事农业废弃物资源化利用研究，主持完成多项国家级和省部级科研项目，发表高水平学术论文50余篇，申请发明专利10余项，具有深厚的学术造诣和丰富的项目经验。团队成员李红教授，在农业废弃物资源化利用领域具有20多年的研究经历，擅长农业废弃物厌氧发酵技术，主持完成国家重点研发计划项目“农业废弃物资源化利用技术集成研究与示范”，技术成果在多个省份得到推广应用。团队成员王强博士，专注于资源化利用技术研究，在炭化、饲料化等方面取得了显著成果，发表SCI论文30余篇，具有扎实的理论基础和丰富的实验经验。团队成员刘芳研究员，在农业废弃物生态循环体系构建方面具有深入研究，主持完成多项省部级科研项目，擅长生态学理论研究和模型构建，发表核心期刊论文40余篇，具有系统的学术思维和严谨的科研态度。团队成员赵明博士，在农业经济和产业政策研究方面具有丰富经验，擅长农业废弃物资源化利用的经济效益评估和政策分析，主持完成多项农业废弃物资源化利用相关政策研究，为政府决策提供科学依据。团队成员陈伟研究员，在农业废弃物资源化利用技术研发与推广方面具有多年经验，擅长农业废弃物处理设备的研发与应用，主持完成多项农业废弃物资源化利用示范工程，具有丰富的工程实践经验和项目管理能力。团队成员周丽博士，在农业废弃物资源化利用的社会效益评价和推广模式研究方面具有深入研究，主持完成多项省部级科研项目，擅长社会和数据分析，发表相关研究成果20余篇，具有敏锐的社会观察力和严谨的学术研究方法。团队成员钱军教授，在农业废弃物资源化利用的国际合作与交流方面具有丰富经验，多次参与国际学术会议和合作研究项目，具有开阔的国际视野和丰富的合作经验。团队成员孙强博士，在农业废弃物资源化利用的智能化控制与信息化管理方面具有深入研究，主持完成多项农业废弃物资源化利用智能化控制系统研发项目，发表相关研究成果10余篇，具有创新性的科研思维和技术开发能力。团队成员吴敏研究员，在农业废弃物资源化利用的标准化体系构建方面具有深入研究，主持完成多项农业废弃物资源化利用地方标准制定，具有丰富的标准化研究和实践经验。团队成员郑丽博士，在农业废弃物资源化利用的产业链构建与价值链延伸方面具有深入研究，主持完成多项农业废弃物资源化利用产业化项目，具有丰富的产业研究和市场分析能力。

（二）团队成员的角色分配与合作模式

本项目团队实行“首席科学家负责制”和“多学科协同”的合作模式，团队成员根据各自的专业背景和研究经验，承担不同的研究任务，共同推进项目研究。具体角色分配与合作模式如下：

1.首席科学家张明研究员，负责项目整体规划与协调，指导各子课题研究方向，统筹项目资源，主持项目重大决策，确保项目目标的实现。

2.李红教授，负责畜禽