废旧地膜的加工处理及存在的问题

王丽，贾明英

（1. 四子王旗农业技术服务中心, 内蒙古乌兰察布 011800；2. 四子王旗水利局，内蒙古乌兰察布 011800）

1 四子王旗地膜的使用及回收利用现状

四子王旗主要以旱作农业为主，地处中温带大陆性季风气候区，其显著特点是冬季漫长寒冷,多寒潮天气;夏季短促凉爽,降水少而集中,温差大,日照充足，春秋两季气温变化剧烈。春季气温上升较慢且不稳定，有时五六月可能下雪。其独特的气候条件，使地膜应用在农业生产中逐年增加。

2021 年统计数据显示：农作物总种植面积达到122 253.33 hm2，其中玉米22 780 hm2，马铃薯37 753.33 hm2。因当地无霜期短，约90～110 d，作物种植较为单一，地膜主要用于马铃薯、玉米及部分经济作物的种植中。

四子王旗从90 年代推广使用地膜到目前已经超过30 年，地膜已是大田作物增产增收中不可缺少的农资产品之一。据2020 年统计资料显示：2019 年和2020 年农用地膜使用量为分别是433.4 t 和529.71 t，地膜覆盖面积分别为：6 986.67 hm2和8 900 hm2[1]，地膜的使用量和使用面积呈递增趋势。地膜使用后缺乏完善的回收利用机制，废旧地膜得不到有效处理，大量地膜被焚烧和掩埋，且其不可溶解，对环境造成长期的永久性污染。根据调查2010 年前没有废旧地膜被回收，大多数的地膜被以污染环境的方式———焚烧和掩埋进行了处理，这对大气及土壤造成极大污染和破坏[2]。

2014 年，四子王旗获得并实施“地膜回收及综合利用农业清洁生产示范”项目[3]，该项目通过补贴农户和加工企业、建设回收点等措施，使废旧地膜回收率从零增加到了80%以上。

在全旗各级相关部门的牵头和监管下，全旗6 个乡镇，每个乡镇建立1 个废旧地膜回收点，由各乡镇村民回收到各回收点，再集中运输到残膜加工企业。2022 年春耕前全旗废旧地膜残留量132.9～458.1 kg/hm2，近几年回收力度逐步加大，废旧地膜回收量从2021 年334.16 t 增加到2022 年1 100 t，回收率逐年提高，减少了土壤中的残留量。

由于种植作物的不同，回收也是比较棘手的问题。通过学习全国各地的回收经验和方法，从人工捡拾到各种机械的发明研制，残膜的回收方法也越来越多，随着技术的不断更新，回收效率逐年提高。但是，回收后的再利用在全国各地的效率却并不高，因此，我们重点探讨加工再利用情况。

2 企业对废旧地膜的处理工艺

内蒙古惠农节水灌溉设备有限公司成立于2013 年，是四子王旗成立的第一家滴灌带生产及废旧地膜加工利用企业。该企业位于四子王旗轻工业园区内，是一家手续齐全、技术较为成熟，废旧滴灌带及地膜年加工能力10 000 t 的企业。于2014 年受四子王旗政府的委托，开始了“地膜回收及综合利用农业清洁生产示范”项目的实施，不断对废旧地膜加工工艺和再利用方法进行探索。

企业经过多年的摸索，通过到新疆、甘肃、山东、河北等地方调研和学习，对工艺技术及设备不断的更新改进，总结出一套废旧地膜加工工艺。废旧地膜加工工艺流程如图1。

图1 废旧地膜加工工艺流程图

2.1 晾晒及人工分拣

地膜在当地主要用于马铃薯、玉米、甜菜等的种植中，回收的废旧地膜缠绕大量秸秆和泥土等杂质。人工分拣前，如果地膜中水分过大，在晾晒场晾晒1～2 d后，开始第一次人工粗捡，除去75%左右的秸秆泥土杂质，再上分拣台进行第二次人工细捡，除去10%左右的其他杂质，如图2～图4。

图2 废旧地膜的晾晒

图3 人工第一次粗捡

图4 人工细检废旧地膜

2.2 粉碎及清洗

在粉碎及清洗过程中，废旧地膜延展性较强且遇水变重，原用于粉碎废旧滴灌带的设备在粉碎废旧地膜时易缠绕机器，并部分随携带的泥土下沉到清洗槽中，需要不定期对粉碎机及清洗槽进行清理保养。粉碎后，通过绞龙自动送到清洗槽，自动翻转清洗，然后通过提料机喷入料仓。由于清洗后的废旧地膜含水量太大，必须进行脱水处理，如图5～图8。

图5 分拣出来的废旧地膜

图6 机械粉碎

图7 清洗废旧地膜

图8 脱水处理

2.3 废旧地膜的挤水及晾晒

对洗好、经一次脱水的废旧地膜加工处理时发现，虽已脱水一次，地膜含水量依旧很大，这样会使螺杆槽大量积水，并使螺杆旋转受阻，降低螺杆的使用寿命；其次影响加工过程的温度，挤塑温度骤然从380 ℃左右降到200 ℃上下，挤塑机不能正常工作，且热熔产物达不到造粒要求。因此，进行了清洗后的挤水及第二次晾晒，减少对机器的损伤，提高加工效率（图9～图10）。

图10 第二次晾晒

2.4 废旧地膜三级热熔处理

废旧地膜加工过程需要三级热熔处理，通过人工上料对二次晾晒的废旧地膜进行第一次热熔，虽然人工分拣及清洗减少了大量的秸秆泥土残渣，但还有各种残渣存在影响了第一次热熔物质的质量。因此在二次热熔处理中，加入过滤网，过滤热熔物质中的残渣。为了使热熔物质达到生产滴灌带颗粒要求，进行第三次热熔处理时，再次加入过滤网过滤最后的残渣（见图11～图13）。二、三级热熔处理中，通过两次不同目数的过滤网可以过滤大量的残渣，使三级热熔顺利工作，但须20 min 左右更换一次过滤网，增加造粒过程的工作量。

图11 第一次热熔处理

图12 第二次热熔处理

图13 第三次热熔处理

2.5 拉丝和切粒

拉丝和切粒过程一直是废旧地膜加工过程的瓶颈。以前，由于热熔过程中的杂质含量比较大，所以无法拉开丝条，经过多次的试验、调试和设备的改装，攻克了该难题。拉开丝条，造成粒子，提高热熔物的质量，打开回收利用的渠道（见图14～图15）。

图14 拉起条子

图15 生产出的颗粒

3 企业在加工处理中出现的问题

3.1 机械化回收利用率低，从田间到企业中间费用较高

机械化回收的地膜包含大量杂质，无法直接生产再生颗粒，分离出可用的干净地膜，运费等中间环节需要投入大量成本，导致造粒成本几乎接近甚至高于新料价格，并且增加了后期残渣的清理费用[4]。

3.2 人工分拣效率低，增加企业分拣成本

根据企业加工数据显示，5～7 人才能分拣1 t 左右废旧地膜。因地膜使用在不同作物上，根茬和地膜缠绕的程度不同，造成人工分拣的效率不同。人工分拣时，每天平均20 个人，分拣10 h，可以处理4 t 废旧地膜，除去杂质待加工的残膜约0.8～1.0 t，经过加工，可生产颗粒0.20～0.32 t，出成率为5%～8%。直接成本为人工工资3 500 元左右，现场管理人员3 人工资600 元，加工电费800 元，清理杂质费用500 元；间接成本有机器磨损、清洗池清理、办公费用等等，人工分拣成本过大，给企业带来的经济利益较低。

3.3 各种残渣处理难

人工分拣后，留下的泥土和秸秆残渣较多。经过企业试验数据显示未处理的废旧地膜10 t 中的各种杂质约7～8 t，其次，清洗过程中也会产生约0.5～1 t 的泥沙。如再次对残渣清理，一是可利用率较低，二是投入更大。

3.4 加工工艺繁琐，加工效率低

在处理废旧地膜的热熔加工工艺较为繁琐，热熔分为三级，分别在二级、三级热熔过程中加入过滤网，减少秸秆残渣引起的炭化杂质，达到造粒要求。但第三级热熔中，更换过滤网较频繁，辅助工作量显著增加。

4 对策及建议

4.1 改进各个加工环节的工艺流程

人工分拣效率低，成本高。改进工艺，提高机械化程度，企业已经改建四级清洗槽代替人工分拣，依次除去秸秆和大量泥土残渣并及时处理清洗槽中的各种沉淀残渣。

增加烘干机，改装热熔机器，降低热熔次数；增加液压换网机，延长过滤网的使用时间。

4.2 加强政府主导及宣传

2014 年通过农业部“地膜回收及综合利用农业清洁生产示范”项目的启动，推动了本地区废旧地膜回收再利用进程，填补了此项空白。因此应通过政府牵头，建立长效机制，或给予必要的资金和项目扶持，让企业提升加工工艺，延长加工链条，降低生产成本，增加企业经济效益[5]。加强地膜生产、销售、使用、回收各个环节的监管力度，减少不规范地膜的使用量。

4.3 改进废旧地膜回收机械效率

本地区废旧地膜回收主要通过四轮车带动2～4 m宽的耙子从地里收集，缺点是收集的废旧地膜杂质较多，必须人工从耙子上把废旧地膜装袋运输并需要人工捡拾。协调各级政府加大对废旧地膜回收机械的补贴。借鉴外地先进做法，引进适合四子王旗作业的回收机械，充分利用器械提高废旧地膜回收效率。

4.4 推进各个乡镇农户积极参与

农民是地膜使用的主力军也是废旧地膜回收的重要参与者。首先从源头上严禁生产企业生产低标地膜。不允许生产和销售未达标的农用地膜，厚度下限由0.008 mm 提高至0.010 mm 以促进回收再利用，生产者全产业链不合格产品绝不出厂，禁止超薄及劣质地膜销售，给消费者提供真正的价值。充分利用网络、视频培训、现场会等媒体扩大对农业生产环境环保宣传力度，鼓励各个乡镇的种植大户、示范户使用厚地膜，鼓励种植能手积极参与废旧地膜回收工作，发挥其示范带头作用，积极宣传废旧地膜对农作物、耕地及畜禽的危害，带动各乡镇农户积极参与废旧地膜回收工作。