【爭議】污泥土地利用行不通?
2015-10-21 10:25 分類:行業論文 來源:中國環境報
我國城市污泥處理處置近來再次成為業內和公眾關注的熱點。生活污水處理廠污泥處置率普遍較低的原因到底是缺政策、缺資金還是缺技術,成為討論焦點。對此,本報將推出系列報道予以關注。
眾所周知,污泥的處置去向決定處理路線的選定,但前者恰恰還未在國內形成普遍共識。有些城市幾乎嘗試了所有主流的污泥處理技術,卻難以尋找到適合的處置途徑。處理后的污泥找不到合適的去處,也成為不少處理工程難以正常運行的重要原因。
處理后的污泥回歸土地,進行土地利用,由于符合資源循環利用理念,加之操作簡便易行,能有效補充土壤肥力等優點,在發達國家得到了充分的探索和實踐,逐漸成為業內倡導采用的主流處置方式之一。
對存在大量土壤改良、提升有機質需求的我國而言,經處理后讓穩定、無害的污泥回歸土地,有著現實需求,也存在諸多障礙。比如對重金屬污染的顧慮、部門間的規定難以協調從而限制產品出路等,到底該如何選擇?本期約請業內專業人士予以分析。
城市污泥在在農用方向上呈現“長遠利好,現實看空”的局面,產品出路受到一定限制。在林地、土地改良等未涉及食物鏈風險的應用領域,城市污泥產品附加值提高仍較為困難
城鎮污水處理廠污泥(以下簡稱“城市污泥”)經無害化處理后開展土地利用,是充分利用其養分和有機質資源的直接、有效的途徑。然而,目前我國污泥土地利用還存在一些障礙,包括重金屬、產品出路和技術法規不完善等問題。
從國外的發展情況來看,無論是土地廣袤的國家,如美國、巴西等,還是國土面積有限的國家,如歐盟成員國、日本等,進入21世紀以來,城市污泥土地利用的比例均在不斷提高。而厭氧消化、焚燒、碳化、發電等城市污泥能源化途徑,在歐盟、日本等發達國家經歷了多年的技術研發和工程化應用后,其比例卻在逐漸降低。
究其原因,除土地利用之外的其他資源化方式均需輔助技術手段,加以分離、提煉或純化城市污泥所蘊含的能源形式(如沼氣、有機質、可燃碳等),造成直接運行成本和間接成本(如尾氣控制、殘余物處置、安全防護)的提高,同時也不可避免地產生二次污染。
而污泥土地利用遵循資源循環利用的原則,以最自然的粗產品形式(肥料、基質土等)將城市污泥所含的來自土壤的資源再次返回土地。相比于其他資源化途徑,污泥土地利用的優點明顯,前景廣闊,但其存在的瓶頸也急需突破。
重金屬問題成為攔路虎?
城市污泥施用會增加土壤和農產品重金屬含量,但大部分情況下均未上升至“超標”紅線,這類評估和驗證仍需持續不斷進行
城市污泥從產生之初就存在重金屬問題,到現在仍未得到合理解決,甚至業內對重金屬潛在污染的認知也未統一。
據調查,城市污泥中重金屬含量呈逐年下降趨勢:2006年全國主要大中型城市產生的城市污泥重金屬含量與2001年相比,降幅達25%~55%,這與工業污水逐漸脫離生活污水系統有關,也與污水處理工藝改進密切相關。
目前,城市污泥中超標的重金屬元素類型已從以往具有工業源特征的鉻、鉛、鎘等轉變為顯著生活源特征的汞、鋅等。這種變化趨勢說明我國的城市污泥重金屬特征化逐漸清晰,為后續制定控制措施提供了基礎。
而像鋅(Zn)這類的有益元素,通過《污泥農用泥質標準》的修訂,已放寬其上限值,爭取不讓因鋅的部分超標成為限制污泥土地利用的瓶頸。這是客觀認識城市污泥土地利用的一個重要進步。
城市污泥土地利用中,重金屬問題的根源在于城市污泥從市政污水處理系統進入土壤系統后,受體性質發生轉變。重金屬由人為控制轉換為自然演化,轉變結果是失去對重金屬可能經土壤進入食物鏈的控制。同時,重金屬在土壤系統內的遷移與轉化的不確定、時間尺度上的長效性,這些問題會使公眾對城市污泥重金屬是否會造成污染并不完全“放心”。
城市污泥施用會增加土壤和農產品重金屬含量,但大部分情況下均未上升至《土壤環境質量標準》以及相關的農產品重金屬限量衛生標準等“超標”紅線。而由于科學研究性質的局限性,在時間尺度上還不足以驗證公眾擔憂的情況發生的可能,因此這類評估和驗證仍需持續不斷進行下去。同時,我國至今仍未出現一起因城市污泥重金屬超標所致的農產品污染事件,這說明盡管存在爭議,但城市污泥還不足以進入重金屬污染嚴控對象的范疇。
此外,重金屬問題也并非土地利用途徑所特有,只是在其他利用途徑上往往被忽視。例如,城市污泥厭氧消化產生沼氣后,殘余的沼渣中重金屬含量并未降低;城市污泥焚燒后,灰渣和排放尾氣的重金屬風險依然存在。
事實上,以活性污泥法為主的污水處理本身并不產生重金屬污染,從責任溯源來看,城市污泥重金屬主要與工業污水排放進入城鎮生活污水系統有不可分割的關系。因此,重金屬來源監控就顯得極為重要,如果未落實重金屬源頭的監管責任,而一味地否定城市污泥土地利用,則是背離了資源循環利用的理念,這種“因噎廢食”的做法也是不科學的。
準入門檻限制產品出路
提高污泥附加值是盈利關鍵。以城市污泥作為主要成分的有機肥或調節劑與其他原料類型的有機肥相比,溢價能力有限,售價較低,仍不具備相對同類產品的市場競爭優勢
城市污泥富含植物養分,可作為補充土壤地力、調節土壤性質的有機肥或調節劑,但近些年以城市污泥為主要成分的有機肥或調節劑的產品化一直處于波瀾不驚的狀態。從城市污泥自身性質分析,高含水量使其在成為產品應用前,必須通過壓濾、烘干等物理脫水或者發酵等生物脫水方式將水分降低至使用方可接受的程度。相比于其他有機廢棄物,如糞便、生活垃圾等,在前處理環節要付出更多的能耗和處理成本。
同時,城市污泥中較高含量的有機質,直接進入土壤,會經歷有機質降解的穩定化過程,結果體現為有機酸類物質和產熱,均對植物根系可能產生負面影響,即農業上常見的“燒苗”現象。
因此,須將污泥降解過程提前至進入土壤前發生。此時作為預處理的好氧發酵、厭氧消化等環節就十分必要,不僅可緩解城市污泥有機質降解帶來的負面效應,還可以起到一定的滅活病菌等效果,進一步減少城市污泥產品土地利用的障礙。
眾所周知,污泥的處置去向決定處理路線的選定,但前者恰恰還未在國內形成普遍共識。有些城市幾乎嘗試了所有主流的污泥處理技術,卻難以尋找到適合的處置途徑。處理后的污泥找不到合適的去處,也成為不少處理工程難以正常運行的重要原因。
處理后的污泥回歸土地,進行土地利用,由于符合資源循環利用理念,加之操作簡便易行,能有效補充土壤肥力等優點,在發達國家得到了充分的探索和實踐,逐漸成為業內倡導采用的主流處置方式之一。
對存在大量土壤改良、提升有機質需求的我國而言,經處理后讓穩定、無害的污泥回歸土地,有著現實需求,也存在諸多障礙。比如對重金屬污染的顧慮、部門間的規定難以協調從而限制產品出路等,到底該如何選擇?本期約請業內專業人士予以分析。
城市污泥在在農用方向上呈現“長遠利好,現實看空”的局面,產品出路受到一定限制。在林地、土地改良等未涉及食物鏈風險的應用領域,城市污泥產品附加值提高仍較為困難
城鎮污水處理廠污泥(以下簡稱“城市污泥”)經無害化處理后開展土地利用,是充分利用其養分和有機質資源的直接、有效的途徑。然而,目前我國污泥土地利用還存在一些障礙,包括重金屬、產品出路和技術法規不完善等問題。
從國外的發展情況來看,無論是土地廣袤的國家,如美國、巴西等,還是國土面積有限的國家,如歐盟成員國、日本等,進入21世紀以來,城市污泥土地利用的比例均在不斷提高。而厭氧消化、焚燒、碳化、發電等城市污泥能源化途徑,在歐盟、日本等發達國家經歷了多年的技術研發和工程化應用后,其比例卻在逐漸降低。
究其原因,除土地利用之外的其他資源化方式均需輔助技術手段,加以分離、提煉或純化城市污泥所蘊含的能源形式(如沼氣、有機質、可燃碳等),造成直接運行成本和間接成本(如尾氣控制、殘余物處置、安全防護)的提高,同時也不可避免地產生二次污染。
而污泥土地利用遵循資源循環利用的原則,以最自然的粗產品形式(肥料、基質土等)將城市污泥所含的來自土壤的資源再次返回土地。相比于其他資源化途徑,污泥土地利用的優點明顯,前景廣闊,但其存在的瓶頸也急需突破。
重金屬問題成為攔路虎?
城市污泥施用會增加土壤和農產品重金屬含量,但大部分情況下均未上升至“超標”紅線,這類評估和驗證仍需持續不斷進行
城市污泥從產生之初就存在重金屬問題,到現在仍未得到合理解決,甚至業內對重金屬潛在污染的認知也未統一。
據調查,城市污泥中重金屬含量呈逐年下降趨勢:2006年全國主要大中型城市產生的城市污泥重金屬含量與2001年相比,降幅達25%~55%,這與工業污水逐漸脫離生活污水系統有關,也與污水處理工藝改進密切相關。
目前,城市污泥中超標的重金屬元素類型已從以往具有工業源特征的鉻、鉛、鎘等轉變為顯著生活源特征的汞、鋅等。這種變化趨勢說明我國的城市污泥重金屬特征化逐漸清晰,為后續制定控制措施提供了基礎。
而像鋅(Zn)這類的有益元素,通過《污泥農用泥質標準》的修訂,已放寬其上限值,爭取不讓因鋅的部分超標成為限制污泥土地利用的瓶頸。這是客觀認識城市污泥土地利用的一個重要進步。
城市污泥土地利用中,重金屬問題的根源在于城市污泥從市政污水處理系統進入土壤系統后,受體性質發生轉變。重金屬由人為控制轉換為自然演化,轉變結果是失去對重金屬可能經土壤進入食物鏈的控制。同時,重金屬在土壤系統內的遷移與轉化的不確定、時間尺度上的長效性,這些問題會使公眾對城市污泥重金屬是否會造成污染并不完全“放心”。
城市污泥施用會增加土壤和農產品重金屬含量,但大部分情況下均未上升至《土壤環境質量標準》以及相關的農產品重金屬限量衛生標準等“超標”紅線。而由于科學研究性質的局限性,在時間尺度上還不足以驗證公眾擔憂的情況發生的可能,因此這類評估和驗證仍需持續不斷進行下去。同時,我國至今仍未出現一起因城市污泥重金屬超標所致的農產品污染事件,這說明盡管存在爭議,但城市污泥還不足以進入重金屬污染嚴控對象的范疇。
此外,重金屬問題也并非土地利用途徑所特有,只是在其他利用途徑上往往被忽視。例如,城市污泥厭氧消化產生沼氣后,殘余的沼渣中重金屬含量并未降低;城市污泥焚燒后,灰渣和排放尾氣的重金屬風險依然存在。
事實上,以活性污泥法為主的污水處理本身并不產生重金屬污染,從責任溯源來看,城市污泥重金屬主要與工業污水排放進入城鎮生活污水系統有不可分割的關系。因此,重金屬來源監控就顯得極為重要,如果未落實重金屬源頭的監管責任,而一味地否定城市污泥土地利用,則是背離了資源循環利用的理念,這種“因噎廢食”的做法也是不科學的。
準入門檻限制產品出路
提高污泥附加值是盈利關鍵。以城市污泥作為主要成分的有機肥或調節劑與其他原料類型的有機肥相比,溢價能力有限,售價較低,仍不具備相對同類產品的市場競爭優勢
城市污泥富含植物養分,可作為補充土壤地力、調節土壤性質的有機肥或調節劑,但近些年以城市污泥為主要成分的有機肥或調節劑的產品化一直處于波瀾不驚的狀態。從城市污泥自身性質分析,高含水量使其在成為產品應用前,必須通過壓濾、烘干等物理脫水或者發酵等生物脫水方式將水分降低至使用方可接受的程度。相比于其他有機廢棄物,如糞便、生活垃圾等,在前處理環節要付出更多的能耗和處理成本。
同時,城市污泥中較高含量的有機質,直接進入土壤,會經歷有機質降解的穩定化過程,結果體現為有機酸類物質和產熱,均對植物根系可能產生負面影響,即農業上常見的“燒苗”現象。
因此,須將污泥降解過程提前至進入土壤前發生。此時作為預處理的好氧發酵、厭氧消化等環節就十分必要,不僅可緩解城市污泥有機質降解帶來的負面效應,還可以起到一定的滅活病菌等效果,進一步減少城市污泥產品土地利用的障礙。

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