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污泥农用——污泥处理处置新方向

北极星水处理网  来源:OWTR  作者:机械固废工程中心  2020/6/24 10:36:42  我要投稿  

北极星水处理网讯:【摘要】随着强制性国家标准《肥料分级及要求》报批公示,污泥行业应重新思考一下污泥农用问题。首先,在介绍国内外污泥农用概况时,污泥农用是发达国家普遍采用的污泥处置方式;在介绍国内污泥农用发展与概况时,污泥的资源性得到社会的认可,但对污泥中污染物可能造成危害性的未知是限制污泥农用的最大障碍,通过制定合理、可行、可操作的标准可以解决这个问题。其次,介绍了污泥农用相关标准发展历程,标准限值分析,以及好氧堆肥工艺对标准限值的影响。再次,介绍了唐山、北京两个地区污泥农用实践经验。最后,指出污泥农用的问题及建议:(1)相关标准、政策出台过多、过密;(2)标准指标衔接及堆肥工艺影响;(3)地方标准亟待出台;(4)开展长期定位实验;(5)完善污泥处理与处置产业链结构。

关键词:污泥 污泥农用 肥料分级及要求 标准 堆肥 重金属 有机物污染物

0.前言

时至今日,中国污泥处理处置技术路线仍停留在“处理”技术绽放,“处置”方向无门的尴尬窘境。随着国家循环经济、生态文明脚步的加快,土地利用被认为是最有希望获得突破的处置方向之一。事实上,在我国污泥事业的起步阶段,厌氧消化、好氧堆肥等生物处理技术占统治地位,污泥土地利用,更确切地说,污泥农用曾经是唯一的处置方向。经过二十余年的探索,处理、处置经历了多角度尝试,却始终无法彻底解决污泥问题。近几年,厌氧消化、好氧堆肥等生物技术重新被重视,土地利用也再次成为焦点,与之前不同的是农用强调“限制性”,或者干脆被忽略而用园林绿化、土壤改良等方向替代。我国污泥事业起步阶段实践证明,污泥制肥农用是污泥土地利用中经济性最好的处置路线,也是目前为止唯一有可能依靠市场实现自身收支平衡的技术路线,其中的经验至今仍具有重要的借鉴意义。2017年12月4日,工业和信息化部网站刊登了《肥料分级及要求》强制性国家标准报批公示,结合标准要求及上述经验,污泥行业应重新思考一下,污泥是否可以农用?污泥如何进行农用?污泥如何进行高效、安全农用?

1.国内外污泥农用概况

1.1国外污泥农用概况发达国家经数十年的发展实践,配套法律法规及标准规范较为完善,污泥处理处置技术路线也相对成熟稳定:北美地区污泥处理处置技术路线一直以农用为主,目前美国约16000座污水处理厂年产污泥710万tDS,污泥的最终处置方式为:60%农用、3%生态修复、17%填埋和20%焚烧。欧洲最初污泥处理处置最主要的方式是填埋和土地利用。二十世纪九十年代以来,由于填埋土地紧张,发展干化焚烧系统,又由于其投资与运行成本较高,同时污泥中有害成分呈现逐步减少趋势,农用为主的土地利用比例逐年上升:以德、英、法为例,污泥农用比例已达40%、60%、60%。日本由于土地限制,污泥处置以焚烧后建材利用为主,农用与填埋为辅。近年来,日本也开始调整原有的技术路线,更加重视污泥中生物质资源利用,焚烧比例逐年降低。1.2国内污泥农用发展与概况我国早期建设的污水处理厂产生的污泥,由于产量少,一般经简单晾晒后直接农田施用,也是真正意义上污泥农用的原始雏形。进入八十年代后,随着相关领域国家科研项目投入的增多,农用随着污泥堆肥工艺技术研究的深入而展开,上述研究工作虽然“取得了工艺方面的初步成果,但仍停留在试验阶段,开发研制系统装备还在探索”,因此也无法进行规模推广。这种情况在九十年代中期年得以改变。1994年,中国第一座污泥堆肥工程——唐山西郊污水厂污泥堆肥车间示范项目建成并投入生产,其产品被制成商品肥料进入农田,也由此拉开了中国污泥堆肥农用的序幕。之后十余年间,造粒包装生产线几乎成为所有新建污泥堆肥项目的标配,在此基础上注册了多个污泥肥料生产企业以及肥料商标。随着环保形势趋紧以及公众对食品安全问题的担忧,农业部门加强了对固体废物进农田的监管:2006年颁布的《农产品产地安全管理办法》(中华人民共和国农业部第71号令)第二十一条规定:“任何单位和个人提供或者使用农业用水和用作肥料的城镇垃圾、污泥等固体废物,应当经过无害化处理并符合国家有关标准”;2011年发布的《农业部关于加快推进农业清洁生产的意见》(农科教发[2011]11号文件)规定:“严禁直接把城镇垃圾、污泥直接用作肥料”;2013年发布的《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》(国办发[2013]7号文件)规定:“禁止在农业生产中使用含重金属、难降解有机污染物的污水以及未经检验和安全处理的污水处理厂污泥、清淤底泥、尾矿等。”上述措施一方面告诉我们污泥中有害成分的危害性不容忽视,也直接造成了污泥农用步伐的停止;另一方面也提示我们“符合国家有关标准”是污泥农业重启的前提。总体上,污泥的资源性得到社会的认可,但对污泥中污染物可能造成危害性的未知是限制污泥农用的最大障碍。科学界有一句名言:“有毒的不是物质本身,而是剂量”,通过制定合理、可行、可操作的标准可以解决这个问题。

2.污泥农用相关标准分析

2.1发展历程污泥农用标准按照角度不同分为两个体系:(1)原料角度污泥农用标准制定起始于1984年,由当时国务院环境保护小组提出,农牧渔业部环境保护科研监测所、中国农业大学编制的GB 4284-84《农用污泥中污染物控制标准》,第一次从污染物控制角度对污泥中9种重金属、2种有机污染物指标提出了限值要求,上述指标也成为后来编制污泥标准的基础依据。2009年住建部发布实施CJ/T 309-2009《城镇污水处理厂污泥处置 农用标准》,对8种重金属、3种有机污染物指标提出了限值要求,并加入了养分指标;同年3月,在该基础上编制的国家标准(征求意见稿)发布,但时至今日仍未获批准。(注:2007-2009年,住建部先后发布实施了八项污泥处理处置相关行业标准,其中七项获批转化为国家标准)2017年11月12日,在上述标准基础上修改而成的《农用污泥污染物控制标准(征求意见稿)》向全社会征求意见,同样对8种重金属、3种有机污染物指标提出了限值要求,较CJ/T 309-2009更加严格。(2)产品角度2002年,农业部组织全国农业技术推广中心、南京农业大学等单位编制实施了NY525《有机肥料》标准,主要规定有机肥料的技术指标(养分指标),在污染物控制指标方面引用了GB8172《城镇垃圾农用控制标准》;2011、2012两个修订版本则不再引用,改为直接规定5项重金属指标限值,较2002版更加严格。与NY525类似,2002年,农业部组织编制实施了GB18877《有机-无机复混肥料》标准,在污染物控制指标方面引用了GB8172标准,2009修订版改为直接规定5项重金属指标限值,要求也与NY525-2012相同。从上述简要描述可以看出,产品、原料体系长期不接口,污泥“限制性”标准长期不统一,是农业农用被限制的根本原因。2017年12月4日,工业和信息化部网站刊登了《肥料分级及要求》强制性国家标准报批公示,为上述矛盾的终结带来“曙光”。新标准将肥料分为三个等级:生态级肥料、农田级肥料、园林级肥料,其中园林级肥料明确“可使用固体废物作为原料”,并详细规定了污染物指标体系,为“限制性”提供了可操作依据。2.2标准限值分析污泥农业的风险在于其中所含污染物,《肥料分级及要求》规定:农田级肥料和生态级肥料的有害物质限量“应符合表1要求,同时还应符合相应的国家标准、行业标准要求”,表1规定了11项重金属指标,相对于之前的相关污泥及肥料标准,增加了钴、硒、钒、锑、铊等指标,取消了铜、锌、硼等指标;表1规定了8项有机污染物指标,相对于之前标准增加了氟化物(水溶性氟)、缩二脲、三氯乙醛、邻苯二甲酸酯类总量、抗生素总量、三聚氰胺,而石油烃总量代替矿物油,多环芳烃总量由于包含本并(a)芘而不再单独设指标限值。

表2.1污泥农用相关标准污染物限值指标对比一览表

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