【摘要】隨著強制性國家標準《肥料分級及要求》報批公示，污泥行業(yè)應(yīng)重新思考一下污泥農(nóng)用問題。首先，在介紹國內(nèi)外污泥農(nóng)用概況時，污泥農(nóng)用是發(fā)達國家普遍采用的污泥處置方式；在介紹國內(nèi)污泥農(nóng)用發(fā)展與概況時，污泥的資源性得到社會的認可，但對污泥中污染物可能造成危害性的未知是限制污泥農(nóng)用的最大障礙，通過制定合理、可行、可操作的標準可以解決這個問題。其次，介紹了污泥農(nóng)用相關(guān)標準發(fā)展歷程，標準限值分析，以及好氧堆肥工藝對標準限值的影響。再次，介紹了唐山、北京兩個地區(qū)污泥農(nóng)用實踐經(jīng)驗。最后，指出污泥農(nóng)用的問題及建議：（1）相關(guān)標準、政策出臺過多、過密；（2）標準指標銜接及堆肥工藝影響；（3）地方標準亟待出臺；（4）開展長期定位實驗；（5）完善污泥處理與處置產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：污泥 污泥農(nóng)用 肥料分級及要求 標準 堆肥 重金屬 有機物污染物

0．前言

時至今日，中國污泥處理處置技術(shù)路線仍停留在“處理”技術(shù)綻放，“處置”方向無門的尷尬窘境。隨著國家循環(huán)經(jīng)濟、生態(tài)文明腳步的加快，土地利用被認為是最有希望獲得突破的處置方向之一。事實上，在我國污泥事業(yè)的起步階段，厭氧消化、好氧堆肥等生物處理技術(shù)占統(tǒng)治地位，污泥土地利用，更確切地說，污泥農(nóng)用曾經(jīng)是唯一的處置方向。經(jīng)過二十余年的探索，處理、處置經(jīng)歷了多角度嘗試，卻始終無法徹底解決污泥問題。近幾年，厭氧消化、好氧堆肥等生物技術(shù)重新被重視，土地利用也再次成為焦點，與之前不同的是農(nóng)用強調(diào)“限制性”，或者干脆被忽略而用園林綠化、土壤改良等方向替代。我國污泥事業(yè)起步階段實踐證明，污泥制肥農(nóng)用是污泥土地利用中經(jīng)濟性最好的處置路線，也是目前為止唯一有可能依靠市場實現(xiàn)自身收支平衡的技術(shù)路線，其中的經(jīng)驗至今仍具有重要的借鑒意義。2017年12月4日，工業(yè)和信息化部網(wǎng)站刊登了《肥料分級及要求》強制性國家標準報批公示，結(jié)合標準要求及上述經(jīng)驗，污泥行業(yè)應(yīng)重新思考一下，污泥是否可以農(nóng)用？污泥如何進行農(nóng)用？污泥如何進行高效、安全農(nóng)用？

1．國內(nèi)外污泥農(nóng)用概況

1.1國外污泥農(nóng)用概況發(fā)達國家經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展實踐，配套法律法規(guī)及標準規(guī)范較為完善，污泥處理處置技術(shù)路線也相對成熟穩(wěn)定：北美地區(qū)污泥處理處置技術(shù)路線一直以農(nóng)用為主，目前美國約16000座污水處理廠年產(chǎn)污泥710萬tDS，污泥的最終處置方式為：60%農(nóng)用、3%生態(tài)修復(fù)、17%填埋和20%焚燒。歐洲最初污泥處理處置最主要的方式是填埋和土地利用。二十世紀九十年代以來，由于填埋土地緊張，發(fā)展干化焚燒系統(tǒng)，又由于其投資與運行成本較高，同時污泥中有害成分呈現(xiàn)逐步減少趨勢，農(nóng)用為主的土地利用比例逐年上升：以德、英、法為例，污泥農(nóng)用比例已達40%、60%、60%。日本由于土地限制，污泥處置以焚燒后建材利用為主，農(nóng)用與填埋為輔。近年來，日本也開始調(diào)整原有的技術(shù)路線，更加重視污泥中生物質(zhì)資源利用，焚燒比例逐年降低。1.2國內(nèi)污泥農(nóng)用發(fā)展與概況我國早期建設(shè)的污水處理廠產(chǎn)生的污泥，由于產(chǎn)量少，一般經(jīng)簡單晾曬后直接農(nóng)田施用，也是真正意義上污泥農(nóng)用的原始雛形。進入八十年代后，隨著相關(guān)領(lǐng)域國家科研項目投入的增多，農(nóng)用隨著污泥堆肥工藝技術(shù)研究的深入而展開，上述研究工作雖然“取得了工藝方面的初步成果，但仍停留在試驗階段，開發(fā)研制系統(tǒng)裝備還在探索”，因此也無法進行規(guī)模推廣。這種情況在九十年代中期年得以改變。1994年，中國第一座污泥堆肥工程——唐山西郊污水廠污泥堆肥車間示范項目建成并投入生產(chǎn)，其產(chǎn)品被制成商品肥料進入農(nóng)田，也由此拉開了中國污泥堆肥農(nóng)用的序幕。之后十余年間，造粒包裝生產(chǎn)線幾乎成為所有新建污泥堆肥項目的標配，在此基礎(chǔ)上注冊了多個污泥肥料生產(chǎn)企業(yè)以及肥料商標。隨著環(huán)保形勢趨緊以及公眾對食品安全問題的擔憂，農(nóng)業(yè)部門加強了對固體廢物進農(nóng)田的監(jiān)管：2006年頒布的《農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全管理辦法》（中華人民共和國農(nóng)業(yè)部第71號令）第二十一條規(guī)定：“任何單位和個人提供或者使用農(nóng)業(yè)用水和用作肥料的城鎮(zhèn)垃圾、污泥等固體廢物，應(yīng)當經(jīng)過無害化處理并符合國家有關(guān)標準”；2011年發(fā)布的《農(nóng)業(yè)部關(guān)于加快推進農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)的意見》（農(nóng)科教發(fā)[2011]11號文件）規(guī)定：“嚴禁直接把城鎮(zhèn)垃圾、污泥直接用作肥料”；2013年發(fā)布的《近期土壤環(huán)境保護和綜合治理工作安排》（國辦發(fā)[2013]7號文件）規(guī)定：“禁止在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用含重金屬、難降解有機污染物的污水以及未經(jīng)檢驗和安全處理的污水處理廠污泥、清淤底泥、尾礦等。”上述措施一方面告訴我們污泥中有害成分的危害性不容忽視，也直接造成了污泥農(nóng)用步伐的停止；另一方面也提示我們“符合國家有關(guān)標準”是污泥農(nóng)業(yè)重啟的前提?？傮w上，污泥的資源性得到社會的認可，但對污泥中污染物可能造成危害性的未知是限制污泥農(nóng)用的最大障礙?？茖W(xué)界有一句名言：“有毒的不是物質(zhì)本身，而是劑量”，通過制定合理、可行、可操作的標準可以解決這個問題。

2．污泥農(nóng)用相關(guān)標準分析

2.1發(fā)展歷程污泥農(nóng)用標準按照角度不同分為兩個體系：（1）原料角度污泥農(nóng)用標準制定起始于1984年，由當時國務(wù)院環(huán)境保護小組提出，農(nóng)牧漁業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)編制的GB 4284-84《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》，第一次從污染物控制角度對污泥中9種重金屬、2種有機污染物指標提出了限值要求，上述指標也成為后來編制污泥標準的基礎(chǔ)依據(jù)。2009年住建部發(fā)布實施CJ/T 309-2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用標準》，對8種重金屬、3種有機污染物指標提出了限值要求，并加入了養(yǎng)分指標；同年3月，在該基礎(chǔ)上編制的國家標準（征求意見稿）發(fā)布，但時至今日仍未獲批準。（注：2007-2009年，住建部先后發(fā)布實施了八項污泥處理處置相關(guān)行業(yè)標準，其中七項獲批轉(zhuǎn)化為國家標準）2017年11月12日，在上述標準基礎(chǔ)上修改而成的《農(nóng)用污泥污染物控制標準（征求意見稿）》向全社會征求意見，同樣對8種重金屬、3種有機污染物指標提出了限值要求，較CJ/T 309-2009更加嚴格。（2）產(chǎn)品角度2002年，農(nóng)業(yè)部組織全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位編制實施了NY525《有機肥料》標準，主要規(guī)定有機肥料的技術(shù)指標（養(yǎng)分指標），在污染物控制指標方面引用了GB8172《城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標準》；2011、2012兩個修訂版本則不再引用，改為直接規(guī)定5項重金屬指標限值，較2002版更加嚴格。與NY525類似，2002年，農(nóng)業(yè)部組織編制實施了GB18877《有機-無機復(fù)混肥料》標準，在污染物控制指標方面引用了GB8172標準，2009修訂版改為直接規(guī)定5項重金屬指標限值，要求也與NY525-2012相同。從上述簡要描述可以看出，產(chǎn)品、原料體系長期不接口，污泥“限制性”標準長期不統(tǒng)一，是農(nóng)業(yè)農(nóng)用被限制的根本原因。2017年12月4日，工業(yè)和信息化部網(wǎng)站刊登了《肥料分級及要求》強制性國家標準報批公示，為上述矛盾的終結(jié)帶來“曙光”。新標準將肥料分為三個等級：生態(tài)級肥料、農(nóng)田級肥料、園林級肥料，其中園林級肥料明確“可使用固體廢物作為原料”，并詳細規(guī)定了污染物指標體系，為“限制性”提供了可操作依據(jù)。2.2標準限值分析污泥農(nóng)業(yè)的風(fēng)險在于其中所含污染物，《肥料分級及要求》規(guī)定：農(nóng)田級肥料和生態(tài)級肥料的有害物質(zhì)限量“應(yīng)符合表1要求，同時還應(yīng)符合相應(yīng)的國家標準、行業(yè)標準要求”，表1規(guī)定了11項重金屬指標，相對于之前的相關(guān)污泥及肥料標準，增加了鈷、硒、釩、銻、鉈等指標，取消了銅、鋅、硼等指標；表1規(guī)定了8項有機污染物指標，相對于之前標準增加了氟化物（水溶性氟）、縮二脲、三氯乙醛、鄰苯二甲酸酯類總量、抗生素總量、三聚氰胺，而石油烴總量代替礦物油，多環(huán)芳烴總量由于包含本并（a）芘而不再單獨設(shè)指標限值。

表2.1污泥農(nóng)用相關(guān)標準污染物限值指標對比一覽表

通過與《肥料分級及要求》對比：一方面，現(xiàn)行指標限值是合理的，甚至是偏嚴格的；CJ/T 309-2009中“A級污泥”與《農(nóng)用污泥污染物控制標準（征求意見稿）》中酸性土壤條件下污泥泥質(zhì)中，除總鉛外，均已達到“農(nóng)田級”肥料標準，總鎘、總鎳指標甚至達到“生態(tài)級”肥料標準。另一方面，現(xiàn)行指標存在空白，多種重金屬與多數(shù)有機污染物指標并為納入指標體系。2.3好氧堆肥工藝對標準限值的影響通過好氧堆肥處理的污泥，一般需添加調(diào)理劑（也稱輔料、干料等）以調(diào)節(jié)初始含水率與孔隙率，客觀上對于最終堆肥產(chǎn)物各項化學(xué)指標起到調(diào)節(jié)稀釋作用，一般調(diào)理劑所含污染物指標遠遠低于污泥標準中相應(yīng)指標，因此污泥原料對應(yīng)肥料成品各項污染物指標存在放寬的空間，我們稱之為“堆肥工藝污染物限值理論冗余系數(shù)”（簡稱冗余系數(shù)）。假設(shè)調(diào)理劑所含污染物指標忽略不計，調(diào)理劑含水率為20%，污泥含水率為80%，冗余系數(shù)則如下表所示。

表2.2堆肥工藝污染物限值理論冗余系數(shù)

例如：當脫水污泥：調(diào)理劑（質(zhì)量比）=4：0.7時，即調(diào)理劑添加比例為17.5%左右時，冗余系數(shù)為1.7。也就是當污泥污染物單項指標超過標準值70%以內(nèi)時，堆肥產(chǎn)物理論上可以符合標準要求。

3．我國污泥農(nóng)用實踐

3.1污泥農(nóng)用實踐概述

污泥農(nóng)用初期，我國進行了大量污泥農(nóng)用試驗，其中，唐山、北京兩個地區(qū)實踐過程完整，保留試驗數(shù)據(jù)詳實，堪稱中國早期污泥農(nóng)用典范。（1）唐山污泥農(nóng)用實踐1993年，機械部機械工業(yè)環(huán)保技術(shù)研究所承擔“八五”國家重點企業(yè)技術(shù)開發(fā)項目“污泥堆肥成套設(shè)備”（課題編號：KF-91-10-01/02）課題研究工作[1]。1994，唐山西郊污水處理廠年污泥堆肥車間建成并投入運行[2]。1998年至1999年，在“九五”國家重點科技攻關(guān)計劃項目“污泥快速制肥成套設(shè)備”（專題編號：96-909-02-03）課題資金的支持下，對原有污泥堆肥車間進行了優(yōu)化改造，形成了15t/d（含水率75%）的脫水污泥處理能力[3]。唐山西郊污水處理廠還于1998年9月17日，經(jīng)工商注冊登記成立了唐山市田寶復(fù)混肥廠，并于次年獲得國家工商局“冀唐高效復(fù)混肥”肥料商標注冊，之后在唐山及周邊地區(qū)開展污泥肥料推廣應(yīng)用工作。先后利用污泥堆肥產(chǎn)品在小麥、玉米、水稻、蔬菜、土豆等農(nóng)作物田間對六種配方的污泥復(fù)混肥料進行了肥效實驗，其中：在正定縣朱夫屯村國家農(nóng)業(yè)示范區(qū)進行了冬小麥農(nóng)田實驗，在唐山市豐南縣錢營鎮(zhèn)李亳子村、灤縣興隆莊鄉(xiāng)四村以及豐潤、遷安等地進行了小麥、玉米、土豆等農(nóng)田實驗。2006年，隨著唐山西郊污水處理二廠的投入使用，唐山西郊污水處理廠停產(chǎn)，但污泥堆肥車間繼續(xù)保持運行狀態(tài)，處理唐山西郊污水處理二廠部分脫水污泥。2009年9月，中科院南京土壤所對唐山項目污泥農(nóng)用土壤與作物情況進行了跟蹤調(diào)研。一直到2012年，隨著唐山西郊污水廠改擴建工程立項建設(shè)以及唐山市城市污泥無害化處置工程全面投入使用，連續(xù)運行18年的唐山西郊污水處理廠污泥堆肥車間予以拆除。3.2北京污泥農(nóng)用實踐北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院承擔北京市科委項目“城市污水污泥生產(chǎn)（有機）復(fù)合肥示范工程研究”（課題編號：951650500），研制開發(fā)了臥式旋轉(zhuǎn)倉堆肥設(shè)備，并于1998年在密云污水廠建成運行了污泥堆肥系統(tǒng)[4]。課題組在大興龐各莊污泥轉(zhuǎn)運站內(nèi)進行了冬小麥（京冬八號）試驗，在北京市農(nóng)科院溫室進行油菜和玉米苗期盆栽施肥試驗。1999年，國家計委向國家機械工業(yè)局下發(fā)“國家計委關(guān)于機械科學(xué)研究院50萬噸/日污水處理廠污泥無害化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程建設(shè)項目可行性研究報告的批復(fù)”（特急計高技[1999]2029號文件），批復(fù)“建設(shè)日處理污泥150噸、年產(chǎn)5.4萬噸有機復(fù)合肥的污泥制肥示范廠；建設(shè)年產(chǎn)20套污泥制取有機肥料及土壤改良劑成套設(shè)備的示范工程”。機械科學(xué)研究院與北京排水集團合作，在北京龐各莊建設(shè)了污泥堆肥示范項目，即北京龐各莊污泥消納廠前身。項目2001年取得國家工商局“漢新源”農(nóng)業(yè)肥料商標注冊，2002年正式投產(chǎn)運行，2003年取得北京市農(nóng)業(yè)局肥料臨時登記證[京農(nóng)肥臨字（03）102、148號]，其間進行了大量污泥肥料農(nóng)田應(yīng)用試驗。3.2肥效方面的數(shù)據(jù)1997年至2009年，唐山、北京兩地污泥農(nóng)用實踐中，記錄并留存了大量與作物、肥效相關(guān)的試驗及監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中作物種類涉及小麥、玉米、水稻等大田作物，以及西瓜、黃瓜、辣椒、蘋果等經(jīng)濟作物；地域涉及唐山（豐南、灤縣、玉田）[5]、北京龐各莊[6]、石家莊（正定）[7]等地。

表3.1部分大田作物污泥農(nóng)用試驗效果匯總

表3.2部分經(jīng)濟作物（玉田縣）污泥農(nóng)用試驗效果匯總

3.3污染物方面的數(shù)據(jù)

1997年至2009年，唐山、北京兩地污泥農(nóng)用實踐中，記錄并留存了大量污泥肥料產(chǎn)品、中污染物指標相關(guān)的試驗及監(jiān)測數(shù)據(jù)，品牌涉及漢新源（北京）[8]和田寶（唐山）[9]。

表3.3肥料產(chǎn)品中污染物指標

（單位：mg kg-1）

2002年12月，唐山市衛(wèi)生防疫監(jiān)測站還對上述實驗田土壤進行了重金屬跟蹤調(diào)研，出具了《唐山施用污泥（堆肥）土壤重金屬測試報告》，對連續(xù)施用唐山西郊污水廠污泥有肥的玉米地（4年）、小麥地（4年）、棉花地（3年）、麥芥蔥（1年）位于0-20cm和20-40cm深度的土壤進行了重金屬含量跟蹤調(diào)查，結(jié)果如下：

表3.4 2002年唐山污泥農(nóng)用土壤重金屬濃度

（單位：mg kg-1）

2009年9月，中科院南京土壤所對唐山市灤縣南園子村連續(xù)施用污泥有機肥3年的花生地以及唐山市玉田縣梁莊子村連續(xù)施用污泥有機肥9年的姜地進行了土壤及植物重金屬含量跟蹤調(diào)查，結(jié)果如下：

表3.5 2009年唐山污泥農(nóng)用土壤上植物（花生）重金屬濃度

（單位：mg kg-1）

表3.6 2009年唐山污泥農(nóng)用土壤上植物（姜）重金屬濃度

（單位：mg kg-1）

表3.7 2009年唐山污泥農(nóng)用土壤重金屬濃度

（單位：mg kg-1）

從上述數(shù)據(jù)可以看出，上述污泥農(nóng)用實踐取得了良好的效果，為污泥土地利用技術(shù)進步與標準制定提供了重要借鑒。但也存在遺憾：數(shù)據(jù)較分散，未保留長期定位試驗，無法為風(fēng)險評價提供系統(tǒng)性依據(jù)。

4．污泥農(nóng)用的制約與建議

4.1相關(guān)標準、政策出臺過多、過密

現(xiàn)行相關(guān)標準出臺過多，造成目前“無所適從”的局面，直接導(dǎo)致污泥農(nóng)用的停滯狀態(tài)[10]。建議合并減少現(xiàn)行標準，同時，應(yīng)減少部門政策文件出臺的數(shù)量，以保障標準的連貫性和權(quán)威性。4.2標準指標銜接及堆肥工藝影響如短期無法合建議應(yīng)遵循《肥料分級及要求》標準調(diào)整指標體系構(gòu)架，完善指標體系，特別是重金屬指標與有機污染物指標；此外“堆肥工藝污染物限值理論冗余系數(shù)”應(yīng)納入標準。4.3地方標準亟待出臺結(jié)合各地土壤實際情況，圍繞國家、行業(yè)標準制定出臺符合自身條件的、具有可操作性的土地利用技術(shù)標準規(guī)范，包括農(nóng)田利用技術(shù)標準規(guī)范。4.4開展長期定位實驗在有條件的地區(qū)建立并先期開展污泥農(nóng)業(yè)長期定位實驗，除為標準提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的作用外，更重要的是對于污泥農(nóng)用風(fēng)險起到先期預(yù)警作用。4.5完善污泥處理與處置產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)處理處置設(shè)施應(yīng)同步考慮、同步規(guī)劃、同步建設(shè)，將消納土地納入處理項目統(tǒng)一管理[11]，實現(xiàn)責任主體的統(tǒng)一，是徹底解決污泥農(nóng)用問題的最終出路。

5．結(jié)語

2018年6月28日，生態(tài)環(huán)保部發(fā)布了《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準（試行）》（GB15618-2018），為有機固廢土地利用提供了重要依據(jù)。中國污泥處理處置事業(yè)經(jīng)過十幾年的徘徊，又一次站在前進的路口尋找著方向，與之前不同的是路口的人更多而留給我們的時間更短暫。標準的完善、技術(shù)的發(fā)展與模式的創(chuàng)新為污泥農(nóng)用——這一增經(jīng)的污泥處置希望之路再一次描繪了光明前景。

參考文獻

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[2]田秀敏,王璠,樓上游,等.污泥堆肥成套設(shè)備-臥式倉鏈條式翻堆機研究報告[R] .北京:機械部機械工業(yè)環(huán)保技術(shù)研究所,1994.

[3]劉長風(fēng),王璠,田秀敏,等.污泥快速制肥成套設(shè)備研究報告[R] .北京:機械科學(xué)研究

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[10]王濤.中國城鎮(zhèn)污水廠污泥成分分析與處置路線評述[J].西南給水排水,2015,37(5):58-65.

[11]王濤.城鎮(zhèn)污水廠污泥處置路線分析與GI模式探討[J].給水排水,2014,40(11):33-38.

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