張悅:污泥最終入土之路該如何破局
時(shí)間:2015-11-05
作者:張悅
編者按:
在美國,規(guī)定公路兩側(cè)綠地有機(jī)質(zhì)含量要達(dá)到5%-8%,在日本,園藝土壤一般要求土壤有機(jī)質(zhì)是5%,而我國現(xiàn)在基本上是在1%-2%左右。土壤有機(jī)質(zhì)平均提高0.1%,糧食產(chǎn)量的穩(wěn)產(chǎn)性就會(huì)提高10%-20%。過去30多年來,一味地依賴化學(xué)肥料、種養(yǎng)分離、農(nóng)村勞動(dòng)力流失等使得農(nóng)村傳統(tǒng)堆肥逐漸退出視野,有機(jī)肥在肥料總量中的使用比重下降到目前的20%左右。而與之對(duì)應(yīng)的是,無論是污泥、餐廚、畜禽糞便還是其他有機(jī)廢棄物,在其環(huán)保治理依然無法到位的同時(shí),回歸土壤的路徑也隨著傳統(tǒng)農(nóng)耕文明的徹底消亡而變得無比狹窄。好在國家已認(rèn)識(shí)到解決土壤危機(jī)的刻不容緩,已經(jīng)開始著手布局,對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)也醞釀著巨大的機(jī)會(huì)。
本文原文來自《給水排水》和《中國環(huán)境報(bào)》,題目《污泥處置應(yīng)建立完善長時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制及法規(guī)政策》, 由住建部城建司張悅和中科院地理科學(xué)與資源研究所劉洪濤撰稿。本文基于閱讀者習(xí)慣,在標(biāo)題、結(jié)構(gòu)、順序上略作調(diào)整。
長期以來,中科院地理科學(xué)與資源研究所對(duì)污泥用于土壤改良等方面的研究和政策推動(dòng)做出了突出貢獻(xiàn)。此外,E20研究院觀察到,一些認(rèn)識(shí)到行業(yè)困境,并基于自身稟賦,在環(huán)保和農(nóng)業(yè)兩個(gè)行業(yè)成功跨界的有機(jī)廢棄物處理處置的環(huán)保企業(yè),包括北京嘉博文、中科博聯(lián)、上海復(fù)振等,也從農(nóng)業(yè)口方面突破,對(duì)污泥、餐廚等固體廢棄物有機(jī)質(zhì)循環(huán)利用方面的技術(shù)落地、產(chǎn)業(yè)貫通和政策推動(dòng)方面也一直在不懈地努力。
我國城市污泥處理處置近來再次成為業(yè)內(nèi)和公眾關(guān)注的熱點(diǎn)。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(shù),已成為業(yè)內(nèi)討論焦點(diǎn)。
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(nèi)形成普遍共識(shí)。有些城市幾乎嘗試了所有主流的污泥處理技術(shù),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(yùn)行的重要原因。
污泥中含有大量有機(jī)質(zhì),處理后的污泥回歸土地,進(jìn)行土地利用,符合資源循環(huán)利用理念,加之操作簡便易行,能有效補(bǔ)充土壤肥力等優(yōu)點(diǎn),在發(fā)達(dá)國家已得到了充分的探索和實(shí)踐,逐漸成為業(yè)內(nèi)倡導(dǎo)采用的主流處置方式之一。
從國外的發(fā)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(jìn)入21世紀(jì)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(fā)電等城市污泥能源化途徑,在歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家經(jīng)歷了多年的技術(shù)研發(fā)和工程化應(yīng)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(shù)手段,加以分離、提煉或純化城市污泥所蘊(yùn)含的能源形式(如沼氣、有機(jī)質(zhì)、可燃碳等),造成直接運(yùn)行成本和間接成本(如尾氣控制、殘余物處置、安全防護(hù))的提高,同時(shí)也不可避免地產(chǎn)生二次污染。
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥(以下簡稱“城市污泥”)經(jīng)無害化處理后開展土地利用,是充分利用其養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)資源的直接、有效的途徑。對(duì)于我國而言,大量土壤需改良、提升有機(jī)質(zhì)含量,經(jīng)穩(wěn)定、無害化處理后的污泥回歸土地,有著現(xiàn)實(shí)的需求,但具體操作中也存在著諸多障礙,例如對(duì)重金屬污染的顧慮、成本與售價(jià)的不匹配、部門間的規(guī)定難以協(xié)調(diào)從而限制產(chǎn)品出路以及技術(shù)法規(guī)不完善等。
重金屬污染問題
事實(shí)上,以活性污泥法為主的污水處理本身并不產(chǎn)生重金屬污染,從責(zé)任溯源來看,城市污泥重金屬主要與工業(yè)污水排放進(jìn)入城鎮(zhèn)生活污水系統(tǒng)有著不可分割的關(guān)系。
而在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(tǒng)進(jìn)入土壤系統(tǒng)后,受體性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。重金屬由人為控制轉(zhuǎn)換為自然演化,轉(zhuǎn)變結(jié)果是失去對(duì)重金屬可能經(jīng)土壤進(jìn)入食物鏈的控制。同時(shí),重金屬在土壤系統(tǒng)內(nèi)的遷移與轉(zhuǎn)化的不確定、時(shí)間尺度上的長效性,這些問題會(huì)使公眾對(duì)城市污泥重金屬是否會(huì)造成污染并不完全“放心”。
城市污泥施用確實(shí)會(huì)增加土壤和農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量,但大部分情況下均未上升至《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》以及相關(guān)的農(nóng)產(chǎn)品重金屬限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等“超標(biāo)”紅線,同時(shí),我國至今仍未出現(xiàn)一起因城市污泥重金屬超標(biāo)所致的農(nóng)產(chǎn)品污染事件,污泥土地利用盡管存在爭議,但尚不足以進(jìn)入重金屬污染嚴(yán)控對(duì)象的范疇。
但由于科學(xué)研究性質(zhì)的局限性,在時(shí)間尺度上還不足以驗(yàn)證公眾擔(dān)憂的情況發(fā)生的可能,因此這類評(píng)估和驗(yàn)證仍需持續(xù)不斷進(jìn)行下去。
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(chǎn)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(fēng)險(xiǎn)依然存在。
追本溯源,城市污泥重金屬來源于工業(yè)污水的進(jìn)入,因此重金屬來源監(jiān)控就顯得極為重要,如果未落實(shí)重金屬源頭的監(jiān)管責(zé)任,而一味地否定城市污泥土地利用,則是背離了資源循環(huán)利用的理念,這種“因噎廢食”的做法也是不科學(xué)的。
目前,城市污泥中超標(biāo)的重金屬元素類型已從以往具有工業(yè)源特征的鉻、鉛、鎘等轉(zhuǎn)變?yōu)轱@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(xù)制定控制措施提供了基礎(chǔ)。而像鋅(Zn)這類的有益元素,通過《污泥農(nóng)用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的修訂,已放寬其上限值,爭取不讓因鋅的部分超標(biāo)成為限制污泥土地利用的瓶頸。這是客觀認(rèn)識(shí)城市污泥土地利用的一個(gè)重要進(jìn)步。
污泥土地利用遵循資源循環(huán)利用的原則,以最自然的粗產(chǎn)品形式(肥料、基質(zhì)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(yōu)點(diǎn)明顯,前景廣闊,但其存在的瓶頸也急需突破。
成本與溢價(jià)能力不匹配
城市污泥富含植物養(yǎng)分,可作為補(bǔ)充土壤地力、調(diào)節(jié)土壤性質(zhì)的有機(jī)肥或調(diào)節(jié)劑,但近些年以城市污泥為主要成分的有機(jī)肥或調(diào)節(jié)劑的產(chǎn)品化一直處于波瀾不驚的狀態(tài),究其原因,分析如下。
從城市污泥自身性質(zhì)分析,高含水量使其在成為產(chǎn)品應(yīng)用前,必須通過壓濾、烘干等物理脫水或者發(fā)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(jī)廢棄物,如糞便、生活垃圾等,在前處理環(huán)節(jié)要付出更多的能耗和處理成本。
同時(shí),城市污泥中較高含量的有機(jī)質(zhì),直接進(jìn)入土壤,會(huì)經(jīng)歷有機(jī)質(zhì)降解的穩(wěn)定化過程,結(jié)果體現(xiàn)為有機(jī)酸類物質(zhì)和產(chǎn)熱,均對(duì)植物根系可能產(chǎn)生負(fù)面影響,即農(nóng)業(yè)上常見的“燒苗”現(xiàn)象。因此,須將污泥降解過程提前至進(jìn)入土壤前發(fā)生。
此外,由于使用方對(duì)城市污泥缺少客觀正確的認(rèn)知、心存擔(dān)憂的情況下,城市污泥有機(jī)肥或調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品售價(jià)往往較低,不具備相對(duì)同類產(chǎn)品的市場競爭優(yōu)勢,該點(diǎn)也是城市污泥加工產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中值得重點(diǎn)關(guān)注的問題。
提高污泥附加值是盈利關(guān)鍵,但由于城市污泥的處理成本與其溢價(jià)能力及售價(jià)不匹配,不具有市場競爭優(yōu)勢,因此該行業(yè)發(fā)展一直處于波瀾不驚的狀態(tài)。
準(zhǔn)入門檻限制產(chǎn)品出路
在準(zhǔn)入門檻上,迄今為止,我國還未有一例獲得肥料登記證批號(hào)的城市污泥類有機(jī)肥或調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品。這與農(nóng)業(yè)管理部門謹(jǐn)慎的態(tài)度有直接關(guān)系,在城市污泥土地利用的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到市政、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜體系背景下,對(duì)可能產(chǎn)生的污染風(fēng)險(xiǎn)一般選擇“寧可信其有”的謹(jǐn)慎態(tài)度,在保護(hù)行業(yè)和公眾利益的同時(shí),也限制了城市污泥土地利用的產(chǎn)業(yè)化速度。
在美國,公眾對(duì)城市污泥產(chǎn)品的一般選擇持“鄰避效應(yīng)”,大部分公眾的態(tài)度既不支持也不反對(duì),保證不涉及自身周邊的環(huán)境利益即可。但農(nóng)業(yè)管理部門對(duì)城市污泥進(jìn)入土地持積極態(tài)度,鼓勵(lì)農(nóng)場或家庭使用城市污泥加工的有機(jī)肥或栽培基質(zhì)。與國外相比,我國情況的最大差別在于對(duì)類似城市污泥這種特殊性公眾服務(wù)產(chǎn)品的管理觀念與準(zhǔn)入權(quán)限仍未放開。
由此,城市污泥在土地利用,特別是在農(nóng)用方向上呈現(xiàn)“長遠(yuǎn)利好,現(xiàn)實(shí)看空”的局面,產(chǎn)品出路受到一定限制。在林地、土地改良等未涉及食物鏈風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域,城市污泥產(chǎn)品的限制因素較少,但附加值提高仍較為困難。
政策標(biāo)準(zhǔn)亟待完善
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前國內(nèi)經(jīng)好氧發(fā)酵、熱干化等前處理后開展土地利用的城市污泥比例不足15%,而未經(jīng)處理直接棄置于土地則達(dá)到50%甚至更高比例。從表面上看與處置資金受限有一定關(guān)系,但問題的背后卻折射出城市污泥處理處置法規(guī)與環(huán)境監(jiān)管嚴(yán)重缺失,亟待完善。
我國雖已制定和頒布了城市污泥農(nóng)用/林地用/園林綠化/土地改良等系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),以及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行)》等綜合性城市污泥處理處置技術(shù)指南或《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》等污染防治技術(shù)指導(dǎo),但是,這些側(cè)重技術(shù)性或環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防的規(guī)范文件僅提出了控制城市污泥進(jìn)入土地的重金屬限值,或在前處理以及后端環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)控制上做出定性要求,但缺乏強(qiáng)制性,其認(rèn)可度和實(shí)際執(zhí)行力度有待加大。在城市污泥進(jìn)入土地仍處在比較敏感的時(shí)期,監(jiān)控法規(guī)還比較缺位。
目前,國內(nèi)還未制定具有法律效力的城市污泥土地利用法規(guī)性文件,利益攸關(guān)方和管理方處在資源和責(zé)任之間的長期博弈,對(duì)城市污泥土地利用爭議的出發(fā)點(diǎn)差異較大,導(dǎo)致遲遲未能形成共識(shí),法規(guī)制定提上議程也被擱置。
從長遠(yuǎn)角度看,城市污泥以有機(jī)肥或土壤調(diào)節(jié)劑等形式開展土地利用,不僅遵循資源循環(huán)利用理念,也是最符合未來主導(dǎo)方向的資源化途徑,已顯示出勃勃生機(jī)和較大潛力。但在現(xiàn)階段的國情背景下,公眾、用戶單位甚至政府管理部門對(duì)城市污泥土地利用的接受程度仍不高。在未來發(fā)展規(guī)劃上,應(yīng)引導(dǎo)全社會(huì)客觀認(rèn)知城市污泥土地利用的重金屬問題,在嚴(yán)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年以上的長時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制,研究和制定具有強(qiáng)制執(zhí)行力的保障性法規(guī)政策,城市污泥土地利用前景才會(huì)豁然開朗。