城市污泥堆肥处理及其产业化发展中的几个关键问题_陈同斌

第25卷　第9期中国给水排水Vol.25No.9

2009年5月CHINAWATER＆WASTEWATERMay2009

城市污泥堆肥处理及其产业化发展中的几个关键问题

陈同斌,　郑国砥,　高　定,　刘洪涛,　杜　伟,　杨　军

环境工程有限公司,北京100080)

　　摘　要:　污泥堆肥处理后其有机质和N、P等营养元素可被农作物利用,促进作物增产,被认为是适合中国国情的污泥处理与处置方式。但受处理技术水平、人们的认知和可接受程度的限制以及国家政策法规、产品出路等问题的困扰,城市污泥堆肥处理及其产业化过程仍面临诸多不利因素。为从根本上解决城市污泥的处理与处置难题,城市污泥堆肥处理及其产业化过程中存在的问题必须予以解决,以加快其产业化进程。

　　关键词:　城市污泥;　堆肥;　产业化;　土地利用;　污染物;　环境风险

中图分类号:X703　　文献标识码:B　　文章编号:1000-4602(2009)09-0104-05

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(1.中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心,北京100101;2.北京中科博联

KeyProblemsinMunicipalSludgeCompostingandItsIndustrialization

Process

CHENTong-bin,　ZHENGGuo-di,　GAODing,　LIUHong-tao,　DUWei,

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　YANGJun

(1.CenterforEnvironmentalRemediation,InstituteofGeographicSciencesandNatural

ResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China;2.Beijing

GreenTechEnvironmentalEngineeringCompany,Beijing100080,China)

　　Abstract:　SludgecompostingisonesludgetreatmentanddisposalmethodwhichissuitableforChinesenationalconditions,becausetheorganicmatters,N,Pandothernutrientelementsinsludgecan

beusedbythecropsaftercomposting.Butmanyproblemsexistintheprocessofcompostinganditsin-dustrializationinChina,becauseofthetechnicalleveloftreatment,thepeople'sawarenessandaccepta-bility,thestatepoliciesandregulationsandthewayoutforitsproducts.Theproblemsmentionedabovemustbesolvedinordertocontrolthepollutionofsewagesludgeandspeedupthedevelopmentofcompos-tingindustrialization.　　Keywords:　municipalsludge;　composting;　industrialization;　landapplication;　pollutant;environmentalrisk

　　为防止水域污染、改善生态环境,我国城市的生产与生活污水处理力度逐渐加强,各城市相继建立或将要建立城市污水处理厂。目前,全国已建成运

转的城市污水处理厂有1400余座,按照2007年的污水处理能力,我国城市污水处理厂的干污泥产量约为3000×10t/a。预计到2010年,我国城市污

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　　基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD25B03、2006BAD10B09);　农业科技成果转化基金资助项目(2007GB249

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http://doc.guandang.net陈同斌,等:城市污泥堆肥处理及其产业化发展中的几个关键问题第25卷　第9期

水处理厂的数量将增加到3000座,城市污泥的产量也将会急剧增加。相对于填埋、焚烧等污泥处置方式,污泥堆肥处理后其有机质和N、P等营养元素可被农作物利用,促进作物增产,故被认为是适合中国国情的污泥处置方式。但受处理技术、认识水平和可接受程度的限制以及政策法规、产品出路等问题的困扰,城市污泥堆肥处理及其产业化过程中仍面临诸多不利因素。有鉴于此,笔者拟讨论城市污泥堆肥处理及其产业化过程中的几个关键问题。1　对城市污泥中重金属污染风险的担忧

人们对城市污泥土地利用过程中重金属环境污染风险的担心是制约其大规模土地利用的关键。

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陈同斌等曾对我国(1994年—2001年)57个城市污泥样品的重金属含量进行统计分析,为了解城市污泥重金属含量提供了许多有益的信息。统计和研究结果表明,随着城市工业废水的控制排放及清洁技术的应用,城市污泥重金属含量发生了明显的变化,国内外城市污泥中的重金属含量都呈现出随年代的推延而逐年下降的趋势。

但不同的研究者其采样过程、分析方法各异,统计结果的说服力并不强。2006年,中国科学院地理科学与资源研究所从全国范围内选取了107个城市污水处理厂的污泥样品,测定其重金属含量。结果表明,中国城市污泥中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量,与2001年以前的调查结果相比总体上呈下降趋势,与我国《农用污泥中污染物控制标准》相比,当前我国城市污泥重金属的超标率很低,我国城市污泥中的重金属污染风险并不高,绝大部分可以经过无害化处理后进行土地利用。此外,通过研究发现堆肥处理可钝化城市污泥中的重金属,降低其土地利用中重金属的污染风险2　对其他风险的担忧

除担心重金属污染外,人们还会担心污泥施用时带来的其他问题,如病原体、有机污染物、烧苗、恶臭、盐害等。

城市污泥中存在大量的病原微生物和寄生虫卵,许多人畜共患疾病与来自污泥中的病原体有关

[3]

[2]

分病原体,从而达到污泥农用的卫生要求。目前,对城市污泥堆肥中有机污染物降解的研究尚处于起步阶段,但最新的研究报道指出,堆肥处理可以显著降低有机污染物的浓度

[4]

。有机污染

物在堆肥产品中能否富集,取决于它们的可降解性

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及CO和挥发性物质的损失。Hackett认2、H2O为,堆肥可以使污泥中的有机污染物降至园林和农业可以施用的标准。蔡全英等利用污泥中固有的微生物群落,将污泥与稻草、玉米秸秆和木屑等混合进行适当的堆肥处理,有效地降低了污泥中多环芳烃类(PAHs)、氯苯类(PCBs、CBs)等有机污染物的含量,并指出多环芳烃类化合物在堆肥过程中是比较容易降解的。

未腐熟的城市污泥施入土壤后,由于不稳定有机物的强烈分解,会消耗根际土壤中的氧气,并产生有机酸等有毒物质而抑制作物的生长,甚至引起烧苗。城市污泥在好氧高温堆肥处理过程中,其有机物不断向稳定化和腐殖化方向转化,从而避免了烧苗现象的发生。好氧高温堆肥可以灭活城市污泥中混入的杂草种子,避免了农田杂草的丛生。因此,关于《农用污泥中污染物控制标准》的修订应规定对农用污泥进行腐熟处理,避免烧苗现象的发生。

城市污泥由于含水量高,有机质不稳定,很容易形成厌氧环境,产生氨气、硫化氢和其他易挥发的恶臭物质,滋生蚊蝇,给附近居民的身心健康带来危害;同时由于感官不雅,农民也不愿意施用。但经过好氧堆肥处理后其含水量会降低,减轻或避免了臭气的产生。

对于城市污泥中盐分含量较高的问题,已有一些人进行过相关研究。在参照有机肥正常施用量的情况下,一般不会给作物造成盐害。通过添加粘合剂造粒等深加工工艺,则发生盐害的可能性会更小。3　堆肥处理过程规范及存在的问题

从发达国家的经验和发展趋势来看,工厂化好氧堆肥处理是一种比较经济、操作便利、运行稳定的污泥处理方式。它不会产生二次污染,处理后的肥料产品性质稳定,可以进行储藏、运输,是很好的肥源,因此已成为目前污泥处理的主要发展方向之一。但欧美国家的主流堆肥技术并不适合中国的国情,因为欧美国家的设备和能源价格相对比较便宜,他们不太计较能耗,而我国城市污泥处理必须走低耗、高效的工厂化快速堆肥道路。目前,国外堆肥技术

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。当这些含病原体的污泥施入土壤后,容易对

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