● 直播交流

掃碼二維碼加入《中國給水排水》直播交流群，獲得更多資訊。



 

再論市政污泥土地利用的瓶頸問題及解決途徑

楊長明，陳霞智

（同濟大學 環(huán)境科學與工程學院）

1.背景

根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃，2020年全國市政污水處理量預計達到2.69 億 m 3/日，預計市政污泥年產(chǎn)量（80% 含水率）將達到5000萬t。市政污泥中含有大量的有機質(zhì)、病原菌、重金屬等有害物質(zhì)，若未經(jīng)妥善處理處置，將對環(huán)境安全和公眾健康造成嚴重危害。目前污泥處置方式主要以以衛(wèi)生填埋、焚燒、建材利用和土地利用為主。其中衛(wèi)生填埋占用大量土地且容易造成地下水污染，因此其在歐美很多國家已被禁止。污泥焚燒需購置專用設備，投資較大，運行維護費用高。建材利用在高溫燒制污泥過程中會產(chǎn)生有毒有害氣體，且存在能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量差等缺點。城市污泥中的有機質(zhì)、氮磷營養(yǎng)物等可轉化為土壤營養(yǎng)成分，經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處理后的污泥用于林地、園林綠地、沙化地和廢棄礦山修復等符合我國國情。

2.國內(nèi)外污泥土地利用技術進展

2.1國內(nèi)常用污泥穩(wěn)定化技術

市政污泥土地利用處置前需要對污泥進行減量化、無害化、穩(wěn)定化處理。常見的處理技術主要有厭氧消化技術、好氧堆肥、熱干化和深度脫水等。

2.1.1厭氧消化技術

污泥厭氧消化以其高效的能量回收和較低的環(huán)境影響是目前國際上應用最為廣泛的污泥穩(wěn)定化和資源化的處理方法。污泥厭氧消化具有減少污泥體積、穩(wěn)定污泥性質(zhì)、產(chǎn)生甲烷氣體等優(yōu)點。但該技術同時也存在一些不足，如需消耗大量熱能、消化工藝停留時間較長，污泥的有機物含量要求高，厭氧消化后的污泥仍然需要進行脫水處理和處置，常見的手段是熱干化和深度脫水處理。消化穩(wěn)定化后的污泥脫水后可以作為良好的生物炭基肥料，對改良土壤具有很好的效果。

2.1.2好氧堆肥

好氧堆肥過程中污泥高溫好氧發(fā)酵不斷地分解有機物，使堆體溫度不斷升高，并能將其中的病原菌和寄生蟲卵殺死，使之無害化；能降解污泥中大部分有機物，并且使污泥的含水率降到40%，達到減量化。同時由于不需要加熱，還具備成本較低的優(yōu)點。雖然相對于厭氧技術好氧堆肥較為簡單，瓶頸在于重金屬、臭氣等指標難以控制，占地面積較大等。

針對巢湖流域某污水處理廠脫水污泥含水率高、粘稠、有機質(zhì)含量較低等特點，并規(guī)避傳統(tǒng)好氧堆肥處理存在升溫困難、發(fā)酵效率低、占地面積大和散發(fā)臭氣等問題，同濟大學團隊在高效脫水干化的基礎上，開展了基于功能性膜覆蓋市政污泥高效好氧發(fā)酵集成研究和工程示范。發(fā)酵產(chǎn)品作為人工土壤基質(zhì)成功應用到巢湖廢棄礦山復綠和生態(tài)修復。

圖1 基于功能性膜覆蓋市政污泥高效好氧發(fā)酵與礦山修復利用

2.2國內(nèi)新興污泥處理技術

2.2.1蛋白質(zhì)提取

國內(nèi)某些單位采用獨特的“熱堿分解+資源化全消納”工藝生產(chǎn)出填埋覆土、綠化土、土壤調(diào)理劑；其中對蛋白濾液進行提取可制成多肽有機液體肥料進行土地利用。該技術不僅能系統(tǒng)改良土壤，并且提升了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。目前，該技術在太原成功投運，是一次污泥土地利用出路的真正實踐。

2.2.2污泥生物炭制備

國內(nèi)有利用污泥和污泥灰成功制成一種富磷污泥生物炭，將污泥和污泥灰轉化為可被植物吸收利用的環(huán)保富磷生物炭。該技術首先將污泥用MgCl2, MgO和CaO等多種改性劑進行改性，然后將制得的生物炭在污泥燃燒灰的酸浸液中進行P富集。該創(chuàng)新方法不僅解決了污泥燃燒灰酸浸液中磷的回收再利用問題，也循環(huán)再利用了另一種廢棄物--污泥燃燒灰。通過該方法具備的富磷生物炭具有和市售磷肥相當?shù)姆市�，可作為一種非常理想的再生磷肥，為污泥土地利用開拓了新途徑。

圖2 富磷生物炭制備及農(nóng)業(yè)土地利用

3. 市政污泥土地利用的瓶頸及解決途徑

3.1重金屬問題

由于重金屬通過植物富集進入食物鏈后可能對人類造成極大的傷害，而污泥中不可避免的存在重金屬，因此人們對含重金屬污泥土地利用問題一直存在爭議。但研究表明市政污泥施用會增加土壤和農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量，但大部分情景下均未上升至“超標”紅線(土壤環(huán)境質(zhì)量標準、農(nóng)產(chǎn)品重金屬限量衛(wèi)生標準)。并且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，城市污泥重金屬主要來源于工業(yè)污水的排放。

解決措施：（1）嚴格控制工業(yè)廢水排入生活污水系統(tǒng)的重金屬含量，在源頭削減重金屬風險。從目前的巢湖流域城鎮(zhèn)污水廠數(shù)據(jù)來看，近幾年隨著工業(yè)企業(yè)環(huán)保管理更加嚴格，污泥中重金屬含量出現(xiàn)明顯下降的趨勢

（2）在土地利用之前，對城市污泥進行穩(wěn)定化處理，降低重金屬有效性，降低對植物的危害。

3.2產(chǎn)品出路問題

城市污泥作為一種有機肥料進行土地利用一直不被人們所接受，導致城市污泥產(chǎn)品的出路受到限制。由于市政污泥在前處理環(huán)節(jié)需要付出很多能耗，其加工成本較高，且溢價能力有限，以及農(nóng)業(yè)管理部門對污泥制肥產(chǎn)品的準入方面也持有謹慎的態(tài)度，城市污泥土地利用的發(fā)展受限。在美國，農(nóng)業(yè)管理部門對城市污泥進入土地持積極態(tài)度，鼓勵農(nóng)場或家庭使用城市污泥加工的有機肥或栽培基質(zhì)。

解決措施：（1）借鑒國外經(jīng)驗，對污泥穩(wěn)定化處理后的產(chǎn)品適度放開污泥入土的準入權限；（2）加大城市污泥土地利用的宣傳引導，提高公眾對污泥土地利用的認識；（3）政策扶持，提高污泥制肥產(chǎn)品市場競爭力。

3.3技術政策或法規(guī)

3.3.1我國技術政策或法規(guī)局限及解決途徑

主要局限：

（1） 缺乏工程應用技術規(guī)范和技術指南

雖然目前已制定和頒布了城市污泥的農(nóng)用/林地用/園林綠化/土地改良等系列泥質(zhì)標準，對污泥土地利用原則、目標、技術和不同污泥土地利用方式的泥質(zhì)標準等進行了詳細介紹，但是均未給出污泥土地利用過程中污泥的具體施用方法（如施用方式、施用季節(jié)、施用頻率等）。

（2）缺乏環(huán)境生態(tài)風險評價體系和管理體系

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術指南( 試行) 》中提出了污泥土地利用的風險管理與控制，但是只關注了污泥土地利用前污染物控制指標達標，未給出污泥土地利用過程中的環(huán)境生態(tài)風險評價體系。污泥處理處置過程中各參與主體的職責劃分不清晰及管理標準的不統(tǒng)一也直接影響著污泥土地利用的推廣。目前，在我國尚缺少污泥從生產(chǎn)、運輸?shù)较�納整個過程的全流程監(jiān)管體系。

（3）缺乏產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)濟政策

我國現(xiàn)已提出排污權有償使用等環(huán)境經(jīng)濟政策，但仍缺乏針對污泥排放進行外部成本自主承擔的法律法規(guī)，未體現(xiàn)“誰污染誰付費”原則�，F(xiàn)有經(jīng)濟政策主要集中在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提出環(huán)保專用設備、資源綜合利用方面的稅收優(yōu)惠政策。

解決措施：

（1）出臺污泥土地利用工程應用技術規(guī)范和技術指南

（2）完善污泥土地利用環(huán)境生態(tài)風險評價體系和管理體系

在進行長期監(jiān)測后，篩選濃度較高或對生態(tài)環(huán)境危害較大的指標作為評價指標，根據(jù)不同風險評價指標和評價目的采用合適的風險評價方法、程序，評估污泥土地利用過程中風險因子對環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)、人體健康造成的危害。同時為了保證城市污泥在生產(chǎn)、運輸、處理、處置全流程的安全性，應建立污泥產(chǎn)品土地利用全流程監(jiān)管體系。

（3）建立污泥土地利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟保障體系

為實現(xiàn)污泥排放外部成本自主承擔，鼓勵民間資本參與污泥土地利用產(chǎn)業(yè)，需要建立污泥土地利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟保障體系。

圖3 污泥土地利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟保障體系

3.3.2國外技術政策或法規(guī)及啟示

國外城市污泥土地利用相關的技術政策與法規(guī)的制定較早，同國外相比，中國在污泥土地利用的法律法規(guī)制定和實施方面有較大差距。

在歐盟，大部分國家也制定了完善的法規(guī)或標準，對城市污泥土地利用予以合理控制。具有權威性的是歐盟的《城市污泥農(nóng)業(yè)利用指導規(guī)程》(86/278/EEC)、英國的《城市污泥農(nóng)業(yè)土地利用指南》(Safe sludge matrix)。這些法規(guī)的制定均有水處理部門、環(huán)保部門和農(nóng)業(yè)管理部門以及農(nóng)戶協(xié)會等利益方的全程介入。同時在城市污泥進入土地后的風險控制上，開展了大量評價性研究。鑒于污泥肥制品在歐洲的市場規(guī)模和爭議，為了使民眾放心使用污泥好氧發(fā)酵制品，歐盟制定了污泥堆肥的質(zhì)量標準《歐洲污泥農(nóng)用標準Directive86 /278 / EEC》，對施用污泥后 土地的鋅、銅、鎳、鎘、汞、鉛等金屬濃度及pH值都做了規(guī)定，同時借助適宜的宣傳推廣，解決了有機污泥的 出路問題。

美國環(huán)保署對污泥設定了安全標準，1993年制定了《污水污泥利用和處置標準》（Part503法案）,對多種污染物進行控制,同時各州根據(jù)Part503制定各自標準。美國《環(huán)境教育法》明確規(guī)定政府要保障財政投入，鼓勵公眾參與、監(jiān)督、提供意見和建議，利用第三方對污泥處理處置政策及措施進行評估�！睹绹�污水污泥處置與利用標準》，對土地施用、填埋與焚燒等方面的內(nèi)容進行了完整規(guī)定。管理制度與措施方面采取頒發(fā)許可證制度，嚴格污泥土地利用管理；通過提高排污成本來滿足污泥處理處置的資金需求；構建污泥管理體系，成立行業(yè)協(xié)會與第三方機構。

國外關于污泥土地利用的相關技術與政策給我們的啟示主要包括：

1）制訂污泥土地利用的生態(tài)風險評價；2）加強污泥肥制品的宣傳推廣；3） 加強監(jiān)管力度，強化污泥項目全過程管理；4） 加強財政投入力度，保障污泥項目建設順利進行；5） 對公眾進行環(huán)境教育，提高公眾參與積極性；6）通過補貼政策、稅費政策等經(jīng)濟手段，加強市場機制的構建；7）提高工業(yè)企業(yè)排污成本，

減少或杜絕工業(yè)廢水進入市政管網(wǎng)，從源頭上減少污染物排放量，并保障污泥品質(zhì)。

4. 結語

雖然目前我國污泥土地利用存在很多瓶頸，但與污泥填埋、焚燒處理技術相比，城市污泥的土地利用技術仍具有極大的優(yōu)勢，在技術不斷攻克與創(chuàng)新，政策與法規(guī)不斷完善下，污泥土地利用將是未來的一個主要處置方向。目前需要解決的問題和瓶頸主要包括：

1） 開展污泥強化穩(wěn)定化技術的研發(fā)，重點從有毒有害物質(zhì)的去除或鈍化，以降低進入土地的風險；

2） 打破各部門各行業(yè)之間的壁壘，共同推動穩(wěn)定化后優(yōu)質(zhì)污泥土地利用，并制定相應的扶持鼓勵政策；

3） 強化污泥土地利用的監(jiān)管，包括建立長期土地利用監(jiān)測與風險管控機制。

1、市政污泥土地利用的屬性及潛力分析

2、基于土地利用的市政污泥穩(wěn)定化技術及存在問題

3、市政污泥土地利用的國內(nèi)外相關法律法規(guī)及探討

4、未來市政污泥土地利用的技術與政策展望

● 報告主題

再論市政污泥土地利用的瓶頸問題及解決途徑

● 直播時間

2020年6月10日（周三） 14:00—16:00

● 主持人

王領全《中國給水排水》雜志副主編

● 主講人

楊長明，同濟大學環(huán)境高等研究院研究員，環(huán)境生態(tài)工程研究中心副主任，博士生導師。中國環(huán)境學會 水環(huán)境分會理事

● 觀看回放方式

1、關注《中國給水排水》官方微信 CNWW1985

2、點擊首頁右下角云直播，即可觀看直播及直播回放

● 直播交流

掃碼二維碼加入《中國給水排水》直播交流群，獲得更多資訊。

● 觀看直播

方式二：點擊網(wǎng)址鏈接觀看直播

https://appMA47GbBt2465.h5.xiaoeknow.com/content_page/eyJ0eXBlIjoiMiIsInJlc291cmNlX3R5cGUiOjQsInJlc291cmNlX2lkIjoibF81ZWQ2ZmQxODIwNTQ0X2JLdmhQeElRIiwiYXBwX2lkIjoiYXBwTUE0N0diQnQyNDY1IiwicHJvZHVjdF9pZCI6IiJ9

● 直播集結號

歡迎挑戰(zhàn)2小時的“專家講座”直播臺！

有意者請聯(lián)系









 

以看直播回放了！

@所有人：感謝 人工濕地技術國際大咖  趙亞乾教授；美國雨水專家  蘇雨明 博士：美國水資源工程師院資格工程師/奠基成員、 美注冊工程師（P.E.）；同濟環(huán)境科學與工程學院 李樹平 副教授 、工學博士、系統(tǒng)分析員；北京清源華建環(huán)境科技有限公司 陳亮  總工程師；西班牙科學院智能控制研究所博士后研究員  孫聰聰 工學博士；清華大學 環(huán)境學院 賈海峰 教授/博導；上海城建設計研究總院 唐建國 總工；東南大學 呂錫武 教授/博導 ；華北設計研究總院城市環(huán)境院 孫永利 院長；智慧水務分院 王浩正 院長；蘇伊士 程忠紅 經(jīng)理；華博水務 曹仲宏 總經(jīng)理；上海市水務規(guī)劃設計研究院 副總工；中關村科技租賃 大環(huán)境事業(yè)部 高級項目經(jīng)理 王川川 等嘉賓 的精彩演講 ！現(xiàn)在大家可以觀看直播回放了（進入 中國給水排水微信公眾號 cnww1985，首頁右下角 云直播 ，即可看直播和 直播回放以及 近期直播預告）。

今天（10日）下午14:00—16:00直播題目：再論市政污泥土地利用的瓶頸問題及解決途徑 主講人：楊長明，同濟大學環(huán)境高等研究院研究員，環(huán)境生態(tài)工程研究中心副主任，博士生導師

直播時間：2020年6月11日 本周四下午  14:00—16:00，直播題目：如何正確使用SWMM軟件  主講人： 梁小光，福州城建設計研究院有限公司  高級科研經(jīng)理   武漢大學海綿城市研究中心學術委員會委員 

直播時間：2020年6月12日 本周五下午 14:00—16:00，直播題目：復合粉末載體生物流化床技術及其應用 /水體原位生態(tài)修復技術及其應用  主講人：柴曉利，博士，同濟大學環(huán)境科學與工程學院教授，博士生導師

凡是直播結束前 轉發(fā)邀請成功其他同事和朋友觀看直播的網(wǎng)友們， 我們特贈送2019年雨水或者污泥大會論文集一本。有需要的朋友可以和孫磊（中國給水排水雜志社孫磊，微信號suelay001）聯(lián)系。    中國給水排水直播課https://appma47gbbt2465.h5.xiaoeknow.com/mp_more/eyJpZCI6IjI3MzAzNjciLCJjaGFubmVsX2lkIjoiIiwiY29tcG9uZW50X2lkIjo2ODk0NDYxfQ?entry=2&entry_type=2002&from=timeline