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污泥土地利用行不通
发布时间:2015-10-20 14:18:00

    我国城市污泥中重金属含量呈逐年下降趋势:2006年全国主要大中型城市产生的城市污泥重金属含量与2001年相比,降幅达25%~55%。 资料图片

    编者按

    我国城市污泥处理处置近来再次成为业内和公众关注的热点。生活污水处理厂污泥处置率普遍较低的原因到底是缺政策、缺资金还是缺技术,成为讨论焦点。对此,本报将推出系列报道予以关注。

    众所周知,污泥的处置去向决定处理路线的选定,但前者恰恰还未在国内形成普遍共识。有些城市几乎尝试了所有主流的污泥处理技术,却难以寻找到适合的处置途径。处理后的污泥找不到合适的去处,也成为不少处理工程难以正常运行的重要原因。

    处理后的污泥回归土地,进行土地利用,由于符合资源循环利用理念,加之操作简便易行,能有效补充土壤肥力等优点,在发达国家得到了充分的探索和实践,逐渐成为业内倡导采用的主流处置方式之一。

    对存在大量土壤改良、提升有机质需求的我国而言,经处理后让稳定、无害的污泥回归土地,有着现实需求,也存在诸多障碍。比如对重金属污染的顾虑、部门间的规定难以协调从而限制产品出路等,到底该如何选择?本期约请业内专业人士予以分析。

    ●城市污泥在在农用方向上呈现“长远利好,现实看空”的局面,产品出路受到一定限制。在林地、土地改良等未涉及食物链风险的应用领域,城市污泥产品附加值提高仍较为困难

    ◆刘洪涛 张悦

    城镇污水处理厂污泥(以下简称“城市污泥”)经无害化处理后开展土地利用,是充分利用其养分和有机质资源的直接、有效的途径。然而,目前我国污泥土地利用还存在一些障碍,包括重金属、产品出路和技术法规不完善等问题。

    从国外的发展情况来看,无论是土地广袤的国家,如美国、巴西等,还是国土面积有限的国家,如欧盟成员国、日本等,进入21世纪以来,城市污泥土地利用的比例均在不断提高。而厌氧消化、焚烧、碳化、发电等城市污泥能源化途径,在欧盟、日本等发达国家经历了多年的技术研发和工程化应用后,其比例却在逐渐降低。

    究其原因,除土地利用之外的其他资源化方式均需辅助技术手段,加以分离、提炼或纯化城市污泥所蕴含的能源形式(如沼气、有机质、可燃碳等),造成直接运行成本和间接成本(如尾气控制、残余物处置、安全防护)的提高,同时也不可避免地产生二次污染。

    而污泥土地利用遵循资源循环利用的原则,以最自然的粗产品形式(肥料、基质土等)将城市污泥所含的来自土壤的资源再次返回土地。相比于其他资源化途径,污泥土地利用的优点明显,前景广阔,但其存在的瓶颈也急需突破。

    重金属问题成为拦路虎?

    城市污泥施用会增加土壤和农产品重金属含量,但大部分情况下均未上升至“超标”红线,这类评估和验证仍需持续不断进行

    城市污泥从产生之初就存在重金属问题,到现在仍未得到合理解决,甚至业内对重金属潜在污染的认知也未统一。

    据调查,城市污泥中重金属含量呈逐年下降趋势:2006年全国主要大中型城市产生的城市污泥重金属含量与2001年相比,降幅达25%~55%,这与工业污水逐渐脱离生活污水系统有关,也与污水处理工艺改进密切相关。

    目前,城市污泥中超标的重金属元素类型已从以往具有工业源特征的铬、铅、镉等转变为显著生活源特征的汞、锌等。这种变化趋势说明我国的城市污泥重金属特征化逐渐清晰,为后续制定控制措施提供了基础。

    而像锌(Zn)这类的有益元素,通过《污泥农用泥质标准》的修订,已放宽其上限值,争取不让因锌的部分超标成为限制污泥土地利用的瓶颈。这是客观认识城市污泥土地利用的一个重要进步。

    城市污泥土地利用中,重金属问题的根源在于城市污泥从市政污水处理系统进入土壤系统后,受体性质发生转变。重金属由人为控制转换为自然演化,转变结果是失去对重金属可能经土壤进入食物链的控制。同时,重金属在土壤系统内的迁移与转化的不确定、时间尺度上的长效性,这些问题会使公众对城市污泥重金属是否会造成污染并不完全“放心”。

    城市污泥施用会增加土壤和农产品重金属含量,但大部分情况下均未上升至《土壤环境质量标准》以及相关的农产品重金属限量卫生标准等“超标”红线。而由于科学研究性质的局限性,在时间尺度上还不足以验证公众担忧的情况发生的可能,因此这类评估和验证仍需持续不断进行下去。同时,我国至今仍未出现一起因城市污泥重金属超标所致的农产品污染事件,这说明尽管存在争议,但城市污泥还不足以进入重金属污染严控对象的范畴。

    此外,重金属问题也并非土地利用途径所特有,只是在其他利用途径上往往被忽视。例如,城市污泥厌氧消化产生沼气后,残余的沼渣中重金属含量并未降低;城市污泥焚烧后,灰渣和排放尾气的重金属风险依然存在。

    事实上,以活性污泥法为主的污水处理本身并不产生重金属污染,从责任溯源来看,城市污泥重金属主要与工业污水排放进入城镇生活污水系统有不可分割的关系。因此,重金属来源监控就显得极为重要,如果未落实重金属源头的监管责任,而一味地否定城市污泥土地利用,则是背离了资源循环利用的理念,这种“因噎废食”的做法也是不科学的。

    准入门槛限制产品出路

    提高污泥附加值是盈利关键。以城市污泥作为主要成分的有机肥或调节剂与其他原料类型的有机肥相比,溢价能力有限,售价较低,仍不具备相对同类产品的市场竞争优势

    城市污泥富含植物养分,可作为补充土壤地力、调节土壤性质的有机肥或调节剂,但近些年以城市污泥为主要成分的有机肥或调节剂的产品化一直处于波澜不惊的状态。从城市污泥自身性质分析,高含水量使其在成为产品应用前,必须通过压滤、烘干等物理脱水或者发酵等生物脱水方式将水分降低至使用方可接受的程度。相比于其他有机废弃物,如粪便、生活垃圾等,在前处理环节要付出更多的能耗和处理成本。

    同时,城市污泥中较高含量的有机质,直接进入土壤,会经历有机质降解的稳定化过程,结果体现为有机酸类物质和产热,均对植物根系可能产生负面影响,即农业上常见的“烧苗”现象。

    因此,须将污泥降解过程提前至进入土壤前发生。此时作为预处理的好氧发酵、厌氧消化等环节就十分必要,不仅可缓解城市污泥有机质降解带来的负面效应,还可以起到一定的灭活病菌等效果,进一步减少城市污泥产品土地利用的障碍。

    作为商品化产品,提升污泥附加值才是盈利的关键。城市污泥有机肥或调节剂与其他原料类型的有机肥相比,其溢价能力有限。在使用方对城市污泥缺少客观正确的认知、心存担忧的情况下,城市污泥有机肥或调节剂产品售价往往较低,仍不具备相对同类产品的市场竞争优势,这也正是城市污泥加工产业化进程中值得重点关注的问题。

    在准入门槛上,迄今为止,我国还未有一例获得肥料登记证批号的城市污泥类有机肥或调节剂产品。这与农业管理部门谨慎的态度有直接关系,在城市污泥土地利用的产业链涉及到市政、农业、环保等多个领域的复杂体系背景下,对可能产生的污染风险一般选择“宁可信其有”的谨慎态度,在保护行业和公众利益的同时,也限制了城市污泥土地利用的产业化速度。

    在美国,公众对城市污泥产品的一般选择持“邻避效应”,大部分公众的态度既不支持也不反对,保证不涉及自身周边的环境利益即可。但农业管理部门对城市污泥进入土地持积极态度,鼓励农场或家庭使用城市污泥加工的有机肥或栽培基质。与国外相比,我国情况的最大差别在于对类似城市污泥这种特殊性公众服务产品的管理观念与准入权限仍未放开。

    由此,城市污泥在土地利用,特别是在农用方向上呈现“长远利好,现实看空”的局面,产品出路受到一定限制。在林地、土地改良等未涉及食物链风险的应用领域,城市污泥产品的限制因素较少,但附加值提高仍较为困难。

    政策标准亟待完善

    侧重技术性或环境风险预防的规范文件仅提出了控制城市污泥进入土地的重金属限值,或在前处理以及后端环节的风险控制上做出定性要求,但缺乏强制性

    据不完全统计,目前国内经好氧发酵、热干化等前处理后开展土地利用的城市污泥比例不足15%,而未经处理直接弃置于土地则达到50%甚至更高比例。从表面上看与处置资金受限有一定关系,但问题的背后却折射出城市污泥处理处置法规与环境监管严重缺失,亟待完善。

    目前我国尚未制定强制性法规,只有近年出台不久的几项技术性指导文件。在城市污泥进入土地仍处在比较敏感的时期,监控法规还比较缺位。

    我国已制定和颁布了城市污泥农用/林地用/园林绿化/土地改良等系列泥质标准,以及《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》等综合性城市污泥处理处置技术指南或《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)》、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》等污染防治技术指导。

    这些侧重技术性或环境风险预防的规范文件仅提出了控制城市污泥进入土地的重金属限值,或在前处理以及后端环节的风险控制上做出定性要求,但缺乏强制性,其认可度和实际执行力度有待加大。

    国内还未制定具有法律效力的城市污泥土地利用法规性文件,利益攸关方和管理方处在资源和责任之间的长期博弈,对城市污泥土地利用争议的出发点差异较大,导致迟迟未能形成共识,法规制定提上议程也被搁置。

    从长远角度看,城市污泥以有机肥或土壤调节剂等形式开展土地利用,不仅遵循资源循环利用理念,也是最符合未来主导方向的资源化途径,已显示出勃勃生机和较大潜力。但在现阶段的国情背景下,公众、用户单位甚至政府管理部门对城市污泥土地利用的接受程度仍不高。在未来发展规划上,应引导全社会客观认知城市污泥土地利用的重金属问题,在严格控制城市污泥土地利用可能存在的不利因素前提下,建立和完善10年以上的长时间风险评估机制,研究和制定具有强制执行力的保障性法规政策,城市污泥土地利用前景才会豁然开朗。

    作者单位:中科院地理科学与资源研究所、住建部城建司

    他山之石

    欧美污泥土地利用强化风险控制

    欧美国家对城市污泥土地利用的态度目前已形成共识:将其处理至达到一定要求或标准后,在技术规程指导下应优先进行土地利用,同时对其污染风险开展定期监测和跟踪评估。

    在这种政策风向标下,美国和德国、英国、法国等欧盟成员国的土地利用比例已达到或接近50%。可以说,科学客观的认知和严格负责的管理是城市污泥土地利用得以健康和有序发展的根本。

    美国

    美国联邦环保署(USEPA)有关城市污泥规范处置的联邦法案第40部第503部分(即503法规,The Part 503 Rule),其侧重点在于城市污泥土地利用的环境风险控制。但自从颁布以来,却成为美国有史以来最具争议的一部法律,争议的焦点在于公众对城市污泥污染的担忧基于主观意识上的判断,而现有的科学证据并未表明城市污泥土地利用产生了严重的、可辨识来源的污染。

    美国科学院组成的专家组在2003年对503法规进行环境安全评估并得出结论:“没有证据证明符合503标准的城市污泥农用会影响公众健康及环境安全。”

    欧盟

    欧盟大部分国家也制定了完善的法规或标准,对城市污泥土地利用予以合理控制。具有权威性的是欧盟的《城市污泥农业利用指导规程》(86/278/EEC)、英国的《城市污泥农业土地利用指南》(Safe sludge matrix)。

    这些法规的制定均有水处理部门、环保部门和农业管理部门以及农户协会等利益方的全程介入。

    同时,欧盟国家在城市污泥进入土地后的风险控制上开展了大量评价性研究,主要结论为:符合指导规程的城市污泥土地利用是安全的,风险可被忽略,不确定性超过可能存在的风险(uncertainty over possible risk)。

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作者:佚名 来源:中国环境报 编辑:webmaster打印此文】【加入收藏】【字体:
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Published at 2017-06-25 13:21:50, Powered By v3.1.3(MSSQL)