我國城鎮污水廠(chǎng)污泥土地利用的瓶頸
2015-08-24 點(diǎn)擊 0 作者: 來(lái)源:
  在歷經(jīng)過(guò)往的十余年(“十五”至“十二五”階段),城鎮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)。這主要歸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(jiàn)諸媒體,讓公眾在心理上對城市污泥造成“嚴重污染源”的誤解。這種局面的形成縱然有相關(guān)部門(mén)處置不妥、監管缺失的原因在內;從客觀(guān)的角度來(lái)看,城市污泥的優(yōu)點(diǎn)和負面因素同時(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(cháng)久、充滿(mǎn)爭議的主題。

  從國外發(fā)展歷史和經(jīng)驗來(lái)看,城市污泥的處理處置經(jīng)歷了從充滿(mǎn)爭論,逐漸過(guò)渡到多種技術(shù)并存,最終形成適合國情的技術(shù)路線(xiàn)的典型過(guò)程。從國外的發(fā)展情況來(lái)看,無(wú)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,在二十一世紀后,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)達國家經(jīng)歷了多年的技術(shù)研發(fā)和工程化應用后,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含的能源形式(如沼氣、有機質(zhì)、可燃碳等),這勢必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(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(guò)程中又產(chǎn)生衍生污染,在公眾環(huán)境權意識較高的背景下,輿論壓力的增強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(wèn)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(lái)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(wèn)題。目前,在中國的國情背景下,城市污泥土地利用在發(fā)展過(guò)程已形成幾個(gè)主要的瓶頸,現將這些問(wèn)題進(jìn)行客觀(guān)、系統地梳理:

  一、重金屬問(wèn)題

  城市污泥從產(chǎn)生之初就存在重金屬問(wèn)題,一直持續至今,仍未得到合理解決,甚至對重金屬潛在污染的認知也未形成統一。城市污泥中重金屬含量呈逐年下降的趨勢(2006年全國主要大中型城市產(chǎn)生的城市污泥重金屬含量與2001年相比,降幅達25~55%),這與工業(yè)污水逐漸脫離生活污水系統有關(guān),也與污水處理工藝改進(jìn)密切相關(guān)。城市污泥中超標的重金屬元素類(lèi)型已從以往具有工業(yè)源特征的鉻、鉛、鎘等轉變?yōu)轱@著(zhù)生活源特征的汞、鋅等。這種變化趨勢說(shuō)明我國的城市污泥重金屬特征化逐漸清晰,為后續的控制措施制定提供了基礎。而像鋅(Zn)這類(lèi)的有益元素,通過(guò)《污泥農用泥質(zhì)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(guān)認識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)認識污泥重金屬問(wèn)題上遵循了客觀(guān)公正、實(shí)事求是的原則。

  毫無(wú)疑問(wèn),針對城市污泥土地利用,重金屬是一個(gè)不可回避的問(wèn)題。問(wèn)題的根源在于城市污泥從市政(污水處理)系統進(jìn)入土壤系統后,受體性質(zhì)發(fā)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(jīng)土壤進(jìn)入食物鏈的控制,以及重金屬在土壤系統內的遷移與轉化的不確定、時(shí)間尺度上的長(cháng)效性,這些問(wèn)題會(huì )使公眾對城市污泥重金屬是否會(huì )造成污染并不完全“放心”。這種擔憂(yōu)在近年來(lái)屢見(jiàn)報端的城市污泥污染環(huán)境事件的影響下,日益加重??茖W(xué)家們針對這個(gè)主題開(kāi)展了類(lèi)型眾多的探索性研究,結果不盡相同,但總體而言主要規律表現為城市污泥施用會(huì )增加土壤和農產(chǎn)品重金屬含量,但大部分情景下均未上升至“超標”紅線(xiàn)(土壤環(huán)境質(zhì)量標準、農產(chǎn)品重金屬限量衛生標準);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證公眾擔憂(yōu)發(fā)生的可能,因此此類(lèi)的評估和驗證仍需持續不斷進(jìn)行下去。但經(jīng)過(guò)認真回顧和梳理,至今仍未見(jiàn)到一起因城市污泥重金屬超標所致的農產(chǎn)品污染事件,這說(shuō)明盡管存在爭議,但還不足以成為重金屬污染嚴控對象的范疇。

  從另一個(gè)角度來(lái)講,重金屬問(wèn)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)險依然存在。為何公眾對城市污泥土地利用的重金屬問(wèn)題如此敏感和糾結?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城市污泥資源化,特別是對城市污泥土地利用的深入、客觀(guān)認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,從責任溯源來(lái)看,城市污泥重金屬主要與工業(yè)污水排放進(jìn)入城鎮生活污水系統有不可分割的關(guān)系。因此,重金屬來(lái)源監控就顯得極為重要,如果未落實(shí)重金屬源頭的監管責任,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責任的態(tài)度。隨著(zhù)我國城鎮化的高速發(fā)展,土地產(chǎn)出的農產(chǎn)品大量積聚到城鎮,以居民生活消費行為主形成的、以城市污泥為載體的有機質(zhì)和養分物質(zhì)卻再難以回到土地,自然賦予的循環(huán)鏈被人為割斷。長(cháng)此以往,土地有機質(zhì)不斷下降,貧瘠化趨勢日益加劇,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,這當然不是可持續的發(fā)展方式。正如恩格斯批評費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(wèn)題

  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(zhì)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,相比于其他有機廢棄物,如糞便、生活垃圾等,在前處理環(huán)節要付出更多的能耗,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質(zhì),直接進(jìn)入土壤,會(huì )經(jīng)歷有機質(zhì)降解的穩定化過(guò)程,結果體現為有機酸類(lèi)物質(zhì)和產(chǎn)熱,均對植物根系可能產(chǎn)生負面影響,即農業(yè)上常見(jiàn)的“燒苗”現象。因此,須將降解過(guò)程提前,即在城市污泥進(jìn)入土壤前發(fā)生。此時(shí)作為預處理的好氧發(fā)酵、厭氧消化等環(huán)節顯得十分必要,不僅可緩解城市污泥有機質(zhì)降解帶來(lái)的負面效應,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。作為有一定爭議性質(zhì)的原料,城市污泥有機肥或調理劑與其他原料類(lèi)型的有機肥相比,其溢價(jià)能力有限。在使用方對城市污泥缺少正確客觀(guān)認知、心存擔憂(yōu)的情況下,城市污泥有機肥或調理劑產(chǎn)品售價(jià)往往較低,仍不具備相對同類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭優(yōu)勢,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(wèn)題。

  在準入門(mén)檻方面,迄今為止,我國還未有一例獲得肥料登記證批號的城市污泥類(lèi)有機肥或調理劑產(chǎn)品。這與農業(yè)管理部門(mén)謹慎的態(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、農業(yè)、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域的復雜體系背景下,對可能發(fā)生的污染風(fēng)險一般選擇“寧可信其有”的謹慎態(tài)度,在保護行業(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,公眾對城市污泥產(chǎn)品的一般選擇持“鄰避效應”,大部分公眾的態(tài)度既不支持也不反對,保證不涉及自身周邊的環(huán)境利益即可,但農業(yè)管理部門(mén)對城市污泥進(jìn)入土地持積極態(tài)度,鼓勵農場(chǎng)或家庭使用城市污泥加工的有機肥或栽培基質(zhì)。與國外相比,我們情況的最大差別在于對類(lèi)似城市污泥這種特殊性公眾服務(wù)產(chǎn)品的管理觀(guān)念與準入權限仍未放開(kāi)。

  綜上幾點(diǎn),加工成本較高、溢價(jià)能力有限,以及管理部門(mén)的謹慎態(tài)度,使得城市污泥在土地利用,特別是在農用方向上呈現“長(cháng)遠利好,現實(shí)看空”的局面,在產(chǎn)品出路上受到一定的限制。在林地、土地改良等未涉及食物鏈風(fēng)險的應用領(lǐng)域,城市污泥產(chǎn)品的限制因素較少,但受到上述領(lǐng)域施用的肥料或調理劑多以原料形式為主,城市污泥產(chǎn)品的附加值提高仍顯得較為困難。

  三、技術(shù)政策或法規

  與城市污泥土地利用相關(guān)的技術(shù)政策與法規的制定在國外起步較早。美國聯(lián)邦環(huán)保署(USEPA)有關(guān)城市污泥規范處置的聯(lián)邦法案第40部第503部分(即503法規,The Part 503 Rule),其側重點(diǎn)在于城市污泥土地利用的環(huán)境風(fēng)險控制。但自從頒布以來(lái),卻成為美國有史以來(lái)最具爭議的一部法律,爭議的焦點(diǎn)在于公眾對城市污泥污染的擔憂(yōu)基于主觀(guān)意識上的判斷,而現有的科學(xué)證據并未表明城市污泥土地利用產(chǎn)生了嚴重的、可辨識來(lái)源的污染。美國科學(xué)院組成的專(zhuān)家組在2003年對503法規進(jìn)行環(huán)境安全評估并得出結論:“沒(méi)有證據證明符合503標準的城市污泥農用會(huì )影響公眾健康及環(huán)境安全”。在歐盟,大部分國家也制定了完善的法規或標準,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《城市污泥農業(yè)利用指導規程》(86/278/EEC)、英國的《城市污泥農業(yè)土地利用指南》(Safe sludge matrix)。這些法規的制定均有水處理部門(mén)、環(huán)保部門(mén)和農業(yè)管理部門(mén)以及農戶(hù)協(xié)會(huì )等利益方的全程介入。同時(shí)在城市污泥進(jìn)入土地后的風(fēng)險控制上,開(kāi)展了大量評價(jià)性研究,主要結論為:符合指導規程的城市污泥土地利用是安全的,風(fēng)險可被忽略,不確定性超過(guò)可能存在的風(fēng)險(uncertainty over possible risk)。這正如目前的轉基因農產(chǎn)品所處的境地一樣,公眾更多的擔憂(yōu)來(lái)自于其不確定性,而非實(shí)際已發(fā)生的風(fēng)險。綜上所述,歐美國家對城市污泥土地利用的態(tài)度目前已形成共識:將其處理至達到一定要求或標準后,在技術(shù)規程指導下應優(yōu)先進(jìn)行土地利用,同時(shí)對其污染風(fēng)險開(kāi)展定期監測和跟蹤評估。在這種政策風(fēng)向標下,美國和德國、英國、法國等歐盟成員國的土地利用比例已達到或接近50%??梢哉f(shuō),科學(xué)客觀(guān)的認知和嚴格負責的管理是城市污泥土地利用得以健康和有序發(fā)展的根本。

  從國內的城市污泥土地利用技術(shù)政策與法規現狀來(lái)看,目前尚未制定強制性法規,只有近年出臺不久的幾項技術(shù)性指導文件。在城市污泥進(jìn)入土地仍處在比較敏感的時(shí)期,在監控法規方面顯得比較缺位。目前已制定和頒布了城市污泥的農用/林地用/園林綠化/土地改良等系列泥質(zhì)標準,以及綜合性城市污泥處理處置技術(shù)指南(如《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置技術(shù)指南》)或污染防治技術(shù)指導(如《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南》、《城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策》)。這些偏重技術(shù)性或環(huán)境風(fēng)險預防的規范文件,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)節的風(fēng)險控制上作出定性要求;但這些技術(shù)政策缺乏強制性,其認可度和實(shí)際執行力度有待確認和加強。目前,國內還未制定具有法律效力的城市污泥土地利用法規性文件,利益攸關(guān)方和管理方處在資源和責任之間的長(cháng)期博弈,對城市污泥土地利用爭議的出發(fā)點(diǎn)差異較大,導致遲遲未能形成共識,法規制定提上議程也被擱置。據不完全統計,目前國內經(jīng)前處理(好氧發(fā)酵、熱干化等)后開(kāi)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(wèn)題的背后卻折射出城市污泥處理處置法規與環(huán)境監管?chē)乐厝笔?,亟待完善?

  四、結語(yǔ)

  毫無(wú)疑問(wèn),從長(cháng)遠角度看,城市污泥以有機肥或土壤調節劑等形式開(kāi)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(lái)主導方向的資源化途徑,已顯示出勃勃生機和廣闊潛力。但在現階段的國情背景下,公眾、用戶(hù)單位,甚至政府管理部門(mén)對城市污泥土地利用的接受程度仍不高。在未來(lái)發(fā)展規劃上,應引導全社會(huì )客觀(guān)認知城市污泥土地利用的重金屬問(wèn)題,在嚴格控制城市污泥土地利用可能引起的不利因素前提下,建立和完善長(cháng)時(shí)間尺度(10年以上)的風(fēng)險評估機制,研究和制定具有強制執行力的保障性法規政策,城市污泥土地利用問(wèn)題才會(huì )變得豁然開(kāi)朗。

作者:佚名 來(lái)源:E20環(huán)境平臺