污泥农用——污泥处理处置新方向

通过与《肥料分级及要求》对比：一方面，现行指标限值是合理的，甚至是偏严格的；CJ/T 309-2009中“A级污泥”与《农用污泥污染物控制标准（征求意见稿）》中酸性土壤条件下污泥泥质中，除总铅外，均已达到“农田级”肥料标准，总镉、总镍指标甚至达到“生态级”肥料标准。另一方面，现行指标存在空白，多种重金属与多数有机污染物指标并为纳入指标体系。2.3好氧堆肥工艺对标准限值的影响通过好氧堆肥处理的污泥，一般需添加调理剂（也称辅料、干料等）以调节初始含水率与孔隙率，客观上对于最终堆肥产物各项化学指标起到调节稀释作用，一般调理剂所含污染物指标远远低于污泥标准中相应指标，因此污泥原料对应肥料成品各项污染物指标存在放宽的空间，我们称之为“堆肥工艺污染物限值理论冗余系数”（简称冗余系数）。假设调理剂所含污染物指标忽略不计，调理剂含水率为20%，污泥含水率为80%，冗余系数则如下表所示。

表2.2堆肥工艺污染物限值理论冗余系数

例如：当脱水污泥：调理剂（质量比）=4：0.7时，即调理剂添加比例为17.5%左右时，冗余系数为1.7。也就是当污泥污染物单项指标超过标准值70%以内时，堆肥产物理论上可以符合标准要求。

3．我国污泥农用实践

3.1污泥农用实践概述

污泥农用初期，我国进行了大量污泥农用试验，其中，唐山、北京两个地区实践过程完整，保留试验数据详实，堪称中国早期污泥农用典范。（1）唐山污泥农用实践1993年，机械部机械工业环保技术研究所承担“八五”国家重点企业技术开发项目“污泥堆肥成套设备”（课题编号：KF-91-10-01/02）课题研究工作[1]。1994，唐山西郊污水处理厂年污泥堆肥车间建成并投入运行[2]。1998年至1999年，在“九五”国家重点科技攻关计划项目“污泥快速制肥成套设备”（专题编号：96-909-02-03）课题资金的支持下，对原有污泥堆肥车间进行了优化改造，形成了15t/d（含水率75%）的脱水污泥处理能力[3]。唐山西郊污水处理厂还于1998年9月17日，经工商注册登记成立了唐山市田宝复混肥厂，并于次年获得国家工商局“冀唐高效复混肥”肥料商标注册，之后在唐山及周边地区开展污泥肥料推广应用工作。先后利用污泥堆肥产品在小麦、玉米、水稻、蔬菜、土豆等农作物田间对六种配方的污泥复混肥料进行了肥效实验，其中：在正定县朱夫屯村国家农业示范区进行了冬小麦农田实验，在唐山市丰南县钱营镇李亳子村、滦县兴隆庄乡四村以及丰润、迁安等地进行了小麦、玉米、土豆等农田实验。2006年，随着唐山西郊污水处理二厂的投入使用，唐山西郊污水处理厂停产，但污泥堆肥车间继续保持运行状态，处理唐山西郊污水处理二厂部分脱水污泥。2009年9月，中科院南京土壤所对唐山项目污泥农用土壤与作物情况进行了跟踪调研。一直到2012年，随着唐山西郊污水厂改扩建工程立项建设以及唐山市城市污泥无害化处置工程全面投入使用，连续运行18年的唐山西郊污水处理厂污泥堆肥车间予以拆除。3.2北京污泥农用实践北京市环境保护科学研究院承担北京市科委项目“城市污水污泥生产（有机）复合肥示范工程研究”（课题编号：951650500），研制开发了卧式旋转仓堆肥设备，并于1998年在密云污水厂建成运行了污泥堆肥系统[4]。课题组在大兴庞各庄污泥转运站内进行了冬小麦（京冬八号）试验，在北京市农科院温室进行油菜和玉米苗期盆栽施肥试验。1999年，国家计委向国家机械工业局下发“国家计委关于机械科学研究院50万吨/日污水处理厂污泥无害化高技术产业化示范工程建设项目可行性研究报告的批复”（特急计高技[1999]2029号文件），批复“建设日处理污泥150吨、年产5.4万吨有机复合肥的污泥制肥示范厂；建设年产20套污泥制取有机肥料及土壤改良剂成套设备的示范工程”。机械科学研究院与北京排水集团合作，在北京庞各庄建设了污泥堆肥示范项目，即北京庞各庄污泥消纳厂前身。项目2001年取得国家工商局“汉新源”农业肥料商标注册，2002年正式投产运行，2003年取得北京市农业局肥料临时登记证[京农肥临字（03）102、148号]，其间进行了大量污泥肥料农田应用试验。3.2肥效方面的数据1997年至2009年，唐山、北京两地污泥农用实践中，记录并留存了大量与作物、肥效相关的试验及监测数据。其中作物种类涉及小麦、玉米、水稻等大田作物，以及西瓜、黄瓜、辣椒、苹果等经济作物；地域涉及唐山（丰南、滦县、玉田）[5]、北京庞各庄[6]、石家庄（正定）[7]等地。

表3.1部分大田作物污泥农用试验效果汇总

表3.2部分经济作物（玉田县）污泥农用试验效果汇总

3.3污染物方面的数据

1997年至2009年，唐山、北京两地污泥农用实践中，记录并留存了大量污泥肥料产品、中污染物指标相关的试验及监测数据，品牌涉及汉新源（北京）[8]和田宝（唐山）[9]。

表3.3肥料产品中污染物指标

（单位：mg kg-1）

2002年12月，唐山市卫生防疫监测站还对上述实验田土壤进行了重金属跟踪调研，出具了《唐山施用污泥（堆肥）土壤重金属测试报告》，对连续施用唐山西郊污水厂污泥有肥的玉米地（4年）、小麦地（4年）、棉花地（3年）、麦芥葱（1年）位于0-20cm和20-40cm深度的土壤进行了重金属含量跟踪调查，结果如下：

表3.4 2002年唐山污泥农用土壤重金属浓度

（单位：mg kg-1）

2009年9月，中科院南京土壤所对唐山市滦县南园子村连续施用污泥有机肥3年的花生地以及唐山市玉田县梁庄子村连续施用污泥有机肥9年的姜地进行了土壤及植物重金属含量跟踪调查，结果如下：

表3.5 2009年唐山污泥农用土壤上植物（花生）重金属浓度

（单位：mg kg-1）

表3.6 2009年唐山污泥农用土壤上植物（姜）重金属浓度

（单位：mg kg-1）

表3.7 2009年唐山污泥农用土壤重金属浓度

（单位：mg kg-1）

从上述数据可以看出，上述污泥农用实践取得了良好的效果，为污泥土地利用技术进步与标准制定提供了重要借鉴。但也存在遗憾：数据较分散，未保留长期定位试验，无法为风险评价提供系统性依据。