污水廠污泥處理

在歷經(jīng)過往的十余年(“十五”至“十二五”階段)，城鎮(zhèn)污水處理取得快速發(fā)展，作為污水處理副產(chǎn)品的城市污泥逐漸成為水處理和固廢領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)。這主要?dú)w因于污泥的自身特性，特別是其重金屬等污染物、高含水率和惡臭等負(fù)面因素，由于不妥善的處理處置發(fā)生的環(huán)境污染事件，頻繁見諸媒體，讓公眾在心理上對(duì)城市污泥造成“嚴(yán)重污染源”的誤解。

這種局面的形成縱然有相關(guān)部門處置不妥、監(jiān)管缺失的原因在內(nèi)；從客觀的角度來看，城市污泥的優(yōu)點(diǎn)和負(fù)面因素同時(shí)存在，也決定城市污泥合理、科學(xué)的處理處置必然是一個(gè)歷時(shí)長(zhǎng)久、充滿爭(zhēng)議的主題。從國(guó)外發(fā)展歷史和經(jīng)驗(yàn)來看，城市污泥的處理處置經(jīng)歷了從充滿爭(zhēng)論，逐漸過渡到多種技術(shù)并存，最終形成適合國(guó)情的技術(shù)路線的典型過程。

從國(guó)外的發(fā)展情況來看，無(wú)論是土地廣袤的國(guó)家，如美國(guó)、巴西等；還是國(guó)土面積有限的國(guó)家，如歐盟成員國(guó)、日本等，在二十一世紀(jì)后，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(guó)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。

深究其原因，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)，這勢(shì)必造成直接運(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。

作為具有一定公益性服務(wù)產(chǎn)品性質(zhì)的城市污泥，同時(shí)在城市污泥處置后的產(chǎn)品仍處在未完全市場(chǎng)化的階段，成本的提高是難以協(xié)調(diào)的；同時(shí)二次污染隱患也讓城市污泥備受“詬病”，本身為污染治理工作，在其過程中又產(chǎn)生衍生污染，在公眾環(huán)境權(quán)意識(shí)較高的背景下，輿論壓力的增強(qiáng)也是以上處置途徑比例降低的重要原因。而土地利用恰恰不存在上述問題，土地利用從根本上遵循資源循環(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給土地。

相比于其他資源化途徑，土地利用的優(yōu)點(diǎn)明顯，但它也存在其自身問題。目前，在中國(guó)的國(guó)情背景下，城市污泥土地利用在發(fā)展過程已形成幾個(gè)主要的瓶頸，現(xiàn)將這些問題進(jìn)行客觀、系統(tǒng)地梳理：

一、重金屬問題

城市污泥從產(chǎn)生之初就存在重金屬問題，一直持續(xù)至今，仍未得到合理解決，甚至對(duì)重金屬潛在污染的認(rèn)知也未形成統(tǒng)一。城市污泥中重金屬含量呈逐年下降的趨勢(shì)(2006年全國(guó)主要大中型城市產(chǎn)生的城市污泥重金屬含量與2001年相比，降幅達(dá)25~55%)，這與工業(yè)污水逐漸脫離生活污水系統(tǒng)有關(guān)，也與污水處理工藝改進(jìn)密切相關(guān)。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(shì)說明我國(guó)的城市污泥重金屬特征化逐漸清晰，為后續(xù)的控制措施制定提供了基礎(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(zhēng)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，反映出從業(yè)人員在科學(xué)認(rèn)識(shí)污泥重金屬問題上遵循了客觀公正、實(shí)事求是的原則。

毫無(wú)疑問，針對(duì)城市污泥土地利用，重金屬是一個(gè)不可回避的問題。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，以及重金屬在土壤系統(tǒng)內(nèi)的遷移與轉(zhuǎn)化的不確定、時(shí)間尺度上的長(zhǎng)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”。

這種擔(dān)憂在近年來屢見報(bào)端的城市污泥污染環(huán)境事件的影響下，日益加重�？茖W(xué)家們針對(duì)這個(gè)主題開展了類型眾多的探索性研究，結(jié)果不盡相同，但總體而言主要規(guī)律表現(xiàn)為城市污泥施用會(huì)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(biāo)”紅線(土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)產(chǎn)品重金屬限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))；而由于科學(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)憂發(fā)生的可能，因此此類的評(píng)估和驗(yàn)證仍需持續(xù)不斷進(jìn)行下去。但經(jīng)過認(rèn)真回顧和梳理，至今仍未見到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，這說明盡管存在爭(zhēng)議，但還不足以成為重金屬污染嚴(yán)控對(duì)象的范疇。

從另一個(gè)角度來講，重金屬問題也并非僅僅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；同樣城市污泥焚燒后，灰渣和排放尾氣的重金屬風(fēng)險(xiǎn)依然存在。為何公眾對(duì)城市污泥土地利用的重金屬問題如此敏感和糾結(jié)？究其原因，一方面可能與沼氣、熱值等其他資源化途徑產(chǎn)物的能源“亮點(diǎn)”掩蓋有關(guān)，同時(shí)也反映出公眾和輿論對(duì)城市污泥資源化，特別是對(duì)城市污泥土地利用的深入、客觀認(rèn)知仍存在較大的提升空間。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)有不可分割的關(guān)系。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，不僅背離了循環(huán)理念，這種“因噎廢食”的做法也并非一種負(fù)責(zé)任的態(tài)度。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，土地產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品大量積聚到城鎮(zhèn)，以居民生活消費(fèi)行為主形成的、以城市污泥為載體的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分物質(zhì)卻再難以回到土地，自然賦予的循環(huán)鏈被人為割斷。長(zhǎng)此以往，土地有機(jī)質(zhì)不斷下降，貧瘠化趨勢(shì)日益加劇，我們留給子孫后代的土地，不再是肥沃的耕地，而是靠化肥維系的貧瘠土地，這當(dāng)然不是可持續(xù)的發(fā)展方式。正如恩格斯批評(píng)費(fèi)爾巴哈的比喻給我們的提示一樣：給孩子洗澡，卻把孩子和臟浴水一塊潑掉。

二、產(chǎn)品出路問題

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)理劑的產(chǎn)品化一直處于波瀾不驚的狀態(tài)。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，必須將水分降低至使用方可接受的程度，無(wú)論是壓濾、烘干等物理脫水，還是發(fā)酵等生物脫水，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，這無(wú)疑會(huì)提高加工成本。

另外，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，須將降解過程提前，即在城市污泥進(jìn)入土壤前發(fā)生。

此時(shí)作為預(yù)處理的好氧發(fā)酵、厭氧消化等環(huán)節(jié)顯得十分必要，不僅可緩解城市污泥有機(jī)質(zhì)降解帶來的負(fù)面效應(yīng)，還可以起到一定的滅活病菌和雜草種籽等效果，進(jìn)一步削減城市污泥產(chǎn)品土地利用的障礙因子。當(dāng)然，作為商品化產(chǎn)品，其附加值的增加才是盈利的關(guān)鍵。作為有一定爭(zhēng)議性質(zhì)的原料，城市污泥有機(jī)肥或調(diào)理劑與其他原料類型的有機(jī)肥相比，其溢價(jià)能力有限。在使用方對(duì)城市污泥缺少正確客觀認(rèn)知、心存擔(dān)憂的情況下，城市污泥有機(jī)肥或調(diào)理劑產(chǎn)品售價(jià)往往較低，仍不具備相對(duì)同類產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這也正是城市污泥加工產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中值得重點(diǎn)關(guān)注的問題。在準(zhǔn)入門檻方面，迄今為止，我國(guó)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)理劑產(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)可能發(fā)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(guó)，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(chǎng)或家庭使用城市污泥加工的有機(jī)肥或栽培基質(zhì)。與國(guó)外相比，我們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。

綜上幾點(diǎn)，加工成本較高、溢價(jià)能力有限，以及管理部門的謹(jǐn)慎態(tài)度，使得城市污泥在土地利用，特別是在農(nóng)用方向上呈現(xiàn)“長(zhǎng)遠(yuǎn)利好，現(xiàn)實(shí)看空”的局面，在產(chǎn)品出路上受到一定的限制。