• 快讯 农用污泥新标已正式实施,污泥制肥何时入耕?

    来源专题:生活污水治理
    编译者:王阳
    发布时间:2019-06-10
    《农用污泥污染物控制标准》已于2019年6月1日正式实施。新标准在适用范围、定义方面均有明确,且对施用量、农用标准做了有一步明确和加严的趋势。 时隔34年,《农用污泥污染物控制标准》(GB4284)于2018年5月14日迎来更新发布。半年之后,新标准于2019年6月1日已正式实施。GB4284-2018与GB4284-1984相比,在适用范围、定义方面均有明确,且对施用量、农用标准有一步明确和加严的趋势。 适用范围方面,新标准指出是对城镇污水处理厂污泥在耕地、园地和牧草地时的污染物控制,重点标注要素为城镇污水厂、耕地、园地牧草地。污泥定义方面,城镇污水处理厂污泥,即城镇污水处理厂在污水净化过程中产生的含水率不同的半固态和固态物质,不包括栅渣、浮渣和沉砂池砂砾,重点标注要素为不含工业污水厂污泥。 在施用量上,旧标准要求为污水厂污泥使用量每年不超过2000kg/亩,使用最多持续20年,而新标准严格到每年累计不应超过500kg/亩(即7.5t/hm2),且连续使用不应超过5年。 作为农用标准,新标准还增加了卫生学指标和理化指标等必须项目。其次,在污染物最高限值方面,新标准的A级污泥农用污染物控制标准整体趋于严格,总镉、总汞、总铬等重金属要求均加严;同时新增了对多环芳烃的要求。值得注意的是,新标准同时对总锌有所放宽,我国农田一半以上均存在缺锌的现象,对锌适量放宽,可防止出现一边限制污泥制肥的锌含量,一边施锌肥的现象。 标准分级方式的改变是否会迎来堆肥处置方式的春天? 值得注意的是,新标准对于污泥农用标准的分级进行了重新划定,由原来的酸性土壤、中性&碱性土壤的划分方式,改为A级(耕地、园地、牧草地)、B级(园地、牧草地、不种植食物的耕地)的划分方式,即A级标准可作为种植食物的耕地。据E20研究院《中国污泥处理处置市场分析报告》数据显示,截止2018年,采用好氧堆肥技术的项目占比达到了15%左右,且有上升的趋势,因此对于污泥进入耕地标准的明确,利好污泥堆肥农用的下一步拓展。 表1 新旧农用污泥中污染物控制标准对比 但是,众所周知,污泥农用长期以来的困境在于“肥料登记证”的获取。与农业部的现行有机肥标准(NY525-2012)相比,新污泥农用污染物控制标准(A级)在多个指标要求上尚有距离,例如在总铬、总汞等重金属指标,虽然新污泥农用污染物控制标准相比于旧标准已经加严,但距有机肥标准仍有差距。理化指标中含水率、有机质含量和总养分质量分数三个指标,有机肥标准的要求同样较高。 中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任陈同斌就此指出,根据《农用污泥污染物控制标准》,经过无害化处理并达标的污泥产物可进入耕地,或作为非商品化的有机肥使用,但如果要作为商品肥料进入农资销售网络,则须取得新型肥料登记证。 表2:有机肥料标准与A级农用污泥污染物控制标准对比 虽然农业部文件中并无禁止城市污水厂污泥所制有机肥申请此证的条款,但是在部分地方文件中对此有明确限制: 广东省政府2015年文件《关于进一步加强农资监管工作的意见》(粤府函[2015]327号)提出:不得以城市垃圾(经过严格分类的餐厨废弃物除外)、城市污泥、工业废弃物等为肥料或以其为原料生产肥料; 甘肃省政府2016年文件《甘肃省肥料管理办法》(甘肃省人民政府令第122号)提出:严禁用城镇垃圾、污泥、工业废弃物生产肥料,同时要求以畜禽粪便、动植物残体为原料生产肥料必须按照标准进行无害化处理; 江苏省耕地质量与农业环境保护站《关于切实做好肥料安全使用指导的意见》(苏耕环[2019]19号)提出:设区市、县(市)耕保(土肥)站、农技推广站(中心)禁止生产和使用有毒有害物质超标的肥料或对农作物正常生长及品质有影响的肥料。包括:成分不明确、含有安全隐患成分的肥料;以含病原微生物、重金属等有害物质的工业垃圾、生活垃圾、污泥等为原料的肥料,防止大肠杆菌、沙门氏杆菌及重金属等有毒有害物质含量高于规定指标; 《浙江省农业厅关于进一步加强和规范有机肥料登记管理工作的意见》(浙农专发[2018]117号)提出:“对NY 525《有机肥料》规定以外具有潜在安全风险的污泥、工业等废弃物以及不含活性有机质的褐煤、粉煤灰、风化煤、活性碳和其他无机物料,原则上不作为有机肥原料”。 从以上政策可以看出,虽然农业部并未禁止污泥制肥入耕,但是地方上对此仍有顾虑,污泥堆肥入耕仍存困难。 然而,由于肥料本身已有行业标准,肥料企业自身也拥有生产许可证,对于肥料登记证制度是否应继续保留,行业内长期存在争论。目前,部分省份已经取消或部分取消了登记制度。2013年,河北省人民政府办公厅《关于做好与省政府公布取消下放行政审批项目等事项衔接落实工作的通知》(冀政办[2013]17号)取消了肥料登记行政许可项目。2016年,新疆维吾尔族自治区土壤肥料工作站出台《关于取消“省级权限内肥料登记“的通知》,在全疆范围内取消有机肥料、有机—无机复混肥料、复混 (复合)肥料等登记审批,对“硝基类肥料”继续实行登记审批。肥料登记的取消,或将有利于污泥资源化的进一步展开。 综上,笔者认为,污泥农用确为污泥资源化处置的有效途径之一,而对于行业中争议的重金属超标等问题,还应从源头抓起,即对市政污水源头的进水管控等。市政污水厂的进水超标等问题是近年来行业的热议问题,其必然带来对污水后端产物(即市政污泥)的资源化处置限制。
  • 快讯 【专家解读】中科院生态中心刘俊新研究员解析《农村生活污水处理工程技术标准》

    来源专题:生活污水治理
    编译者:王阳
    发布时间:2019-06-05
    导语:在“2019(第五届)环境施治论坛”中,中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室主任刘俊新向与会人员介绍了我国农村生活污水处理工程技术标准的发展过程及当前状况。发言从标准编制背景、现有农村污水处理技术标准、新标准概况三个方面展开。 近年来,农村污水处理被迅速重视并加大投入,在快速发展的同时,也存在着排放标准准备不足的问题。5月30日,在“2019(第五届)环境施治论坛”中,中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室主任刘俊新向与会人员介绍了我国农村生活污水处理工程技术标准的发展过程及当前状况。发言从标准编制背景、现有农村污水处理技术标准、新标准概况三个方面展开。 以下根据刘俊新现场发言整理: 标准编制背景 我国有60万个行政村,250万个自然村,农村在我们国家社会经济结构中占有重要的地位,但是排水和污水处理设施严重不足。近年来,农村污水治理受到重视并发展迅速。在2007年,我国行政村中有农村污水处理设施的占比不到3%,到2017年,已经接近25%。在产业不断发展过程中,需要有技术标准作为指导。在快速发展的情况下,如何使配套标准适应发展的过程,还需要不断摸索。 刘俊新介绍,我国农村污水治理有一个发展过程,从早期的单个村落治理、污水处理设施自己运行,到后来的连片整治,再发展到“水十条”提出的以县域为单元的农村污水处理统一规划、统一建设、统一管理;管理也发展到现在的委托专业化管理。 农村污水治理的技术和设备也在不断发生变化。初期的农村污水治理,要么是城市污水处理厂的微缩版,要么是过分追求低成本的简单处理;经过多年探索,目前很多企业已经开始发展适合农村处理技术和设备的系列化与标准化。 关于农村污水治理的特点与问题,刘俊新介绍:“环境差异大、污水去向多元化、技术需求及运维管理多样化。此外,农村经济承受能力很弱,专业技术人员严重缺乏。” “现在看起来农村污水处理设施数量很多,但实际上每个农村污水处理设备规模很小,又很分散,给专业化运维带来很大困难,也增加了很多成本。很多设施建成以后正常运行率比较低。”刘俊新表示。正常运行率包含两个内容,一是建成后是否运行,二是运行是否达到设计要求。此外,目前技术类型多,各处技术水平和建设质量参差不齐。在此情况下,技术标准建设尤为重要。 针对这些问题,发达国家走过哪些探索之路?刘俊新介绍,在日本,1900年就有《下水道法》,在粪便污水、厕所污水治理方面,19世纪20年代就出现了类似于化粪池的处理设施。19世纪60年代,日本经济复苏后,国民对抽水马桶的需求迅速增加,而当时城市管网普及率低,这个时候就出现了净化槽,专门处理抽水马桶污水。当时日本法律法规、管理各方面也没有跟上,仅处理厕所水,其他生活污水仍然产生污染。到1969年,日本出现了“合并净化槽”,并制定了标准。到1973年,日本开始把村落污水治理进行标准化,1983年,日本出了《净化槽法》。可以看到,法律法规、标准有滞后过程,需要根据经验总结各个方面需求。 在美国,分散住户产生的污水称为“分散式污水”。1997年之前,美国对分散式污水基本不管理;1997年,美国EPA向国会提交分散污水处理系统的文件, 2001年出了导则,要求分散污水要有污水排放许可证;2002年,发布分散污水处理系统手册,指导地方管理和分散污水的处理;2003年,发布分散污水处理系统管理指南,指导地方政府和群众在适当地方建污水处理设施,并配合运维管理。可以看到,美国分散式污水问题在受到重视之后,标准法律法规方面跟进非常快,在2003年的时候,美国把分散污水治理系统已经成为国家污水处理设施重要组成部分。美国约25%人口使用分散污水处理。 刘俊新总结:“从日本、美国的经验来看,农村或分散污水处理,都要有完善的法律法规和标准作为指导。” 我国现有农村污水处理技术标准 刘俊新介绍,我国较早关于农村污水治理的标准有《村庄整治技术规范》(GB50445-2008)和《镇(乡)村排水工程技术规程》(CJJ124-2008),但条款都很简单,不能满足指导当前农村污水处理的需求。2010年,《农村生活污染控制技术规范》(HJ 574-2010)发布,同年还公布了小型生活污水处理成套设备标准指南;2013年,有《户用生活污水处理装置行业标准》(CJ/T441-2013)公布,该标准更多是从设备包装等方面进行规范。 2010年,住建部发布了分六个地区的农村生活污水处理技术指南,分别是华北、东北、西北、东南、西南、中南地区;2011年,发布《村庄污水处理设施技术规程》,适用于人口在5000人以下村庄以及分散农户新建、扩建和改建的生活污水(包括居民厕所、盥洗和厨房排水等)处理设施的设计、施工和验收。 近年来,随着农村污水治理工作的推进,一些标准规范的内容需要修订。刘俊新介绍,2015年,住建部下达了编制符合现在农村治理需求的国家标准,代替旧的行业标准。 新标准介绍 刘俊新介绍,即将出台的最新农村生活污水处理技术标准中,基本框架包含总则、术语、基本规定、设计水量和水质、污水收集、污水处理、施工与验收、运行维护及管理等方面。在技术标准的制定中,也遇到了不少难点问题:“农村污水区域差异大,设计水量和水质如何确定?标准不配套,参考城市标准与农村实际情况不符,而若农村污水处理技术需要多样化,那么如何选择?另外,不同处理方式下的农村污水处理设施技术参数如何确定?”刘俊新表示,上述问题均是农村污水治理工作中的重点难点,在标准编制的过程中,就针对这些问题进行了大量的调查研究,并总结实践经验、参考国际标准、广泛征集意见。刘俊新提到,在标准编制和内容中,还有几点需要说明: 1、明确农村污水的处理方式。结合现阶段的农村需求和技术成熟度,结合“水十条”要求的以县域为单元,《标准》提出以县级行政区域为单元,实行统一规划、统一建设、统一运行、统一管理。此外,还借鉴国内外农村污水治理在集中与分散处理方式选择经验,提出分户污水处理、村庄污水集中处理和村庄污水纳入城镇污水管网处理等方式。在对农村生活污水处理建设、运行、维护及管理进行综合经济比较和分析的基础上,因地制宜选择适宜的处理方式、技术工艺。 2、设计水量和水质。不同地区农村的生活习惯、生活水平、气候条件、水源条件、用水结构等差异导致农村污水的排放量和水质差异很大,很难给出具体的设计值。《标准》中列出的数据范围仅供没有基础数据的地方参考,应该首选实地调查确定农村污水的排放量与水质。 3、强调农村污水收集管网的重要作用。目前,农村污水治理强调技术,收集系统比较欠缺。过去大多参考城市排水管网设计,造成投资大很多浪费。《标准》中对此做了一些要求,提出根据排水量和坡度确定管径和流速情况,并对管道、检查井等做了管理规定。 4、农村污水处理技术的参数优化。在标准中,对具体技术的参数进行了优化,以更适应我国农村污水的特征。优化的主要依据包括国内近年来工程的经验总结及国外经验的借鉴,并针对改厕,对厕所污水处理和资源化利用提出要求。 5、应加强农村污水处理中污泥的处理和处置。很多农村污水处理设施并没有污泥处理环节,随着农村污水处理设施的长效运行,农村的污泥问题将越来越突出。《标准》提出对于污泥减量化、稳定化、无害化、资源化的方式,希望建立完整的系统,把农村污水处理设施产生的污泥尽可能回归农田或者资源化利用。 刘俊新认为,从经验来看,农村污水治理不能照搬城市模式,也不能全国农村一刀切,应根据实际情况因地制宜地选择适宜的模式。他表示,在该标准正在推进中,希望能够进一步规范和指导农村污水治理项目标准化和规模化发展。“在标准发布之后,业内同仁若在实施过程当中发现标准中存在的问题,可以及时反馈给我们,以便今后的修订。”
  • 快讯 【专家观点】王洪臣:不要让不切实际的排放标准阻碍农村污水治理

    来源专题:生活污水治理
    编译者:王阳
    发布时间:2019-06-03
    农村污水治理是近几年行业普遍关注的重点领域,很多企业都开始大举布局农村污水治理市场。但火热背后,农村污水治理却雷声大、雨点小,举步维艰。 在“2019(第五届)环境施治论坛”现场,中国人民大学环境学院副院长、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣指出,造成这种现象的因素有很多,如财政投入、规划建设模式、运营管理模式等等,而一些不切实际的排放标准则更加严重的阻碍着农村污水治理的进程。 王洪臣的分享语言犀利、观点直指行业痛点,引起了现场很多嘉宾的共鸣和讨论。E20研究院执行院长薛涛用“非常好的开场炮”来形容王洪臣老师的分享,从污泥处理处置存在问题引申到农村污水治理目前存在的问题,深刻而引人思考,精彩度甚至不亚于当日的“中美女主播的辩论直播”。 以下为王洪臣的现场分享内容: 王洪臣.jpg 王洪臣 四分之三的省市还没有标准,标准缺失制约着农村污水治理 “标准的不合理、不规范、不科学,极有可能导致农村污水治理走污泥处理处置的老路,陷入原地踏步的尴尬境地。” 目前,国家层面还没有统一的农村污水处理排放标准。宁夏、浙江、河北、山西、重庆、陕西、江苏、北京等8个省市区已经发布了地方标准,还没有出台排放标准的地区,也普遍将《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)》作为自己农村污水处理的参考排放标准。 我国还有四分之三的省市没有出台相应的地方标准,没有标准,就没有规划建设的边界条件,就无法全面展开规划建设。 国家层面也加大了对标准制定的推进工作。去年,生态环境部和住建部发布了《关于加快制定地方农村生活污水处理排放标准的通知》,要求各省(区、市)抓紧制定地方农村生活污水处理排放标准,原则上于2019年6月底前完成。已制定地方农村生活污水处理排放标准的,要根据本通知要求抓紧修订或完善。 王洪臣认为,这就意味着,国家在相当长的一个时期内不再统一制定国家标准,各省市区结合当地具体情况,制定适宜的地方标准。 最近,生态环境部印发的《农村生活污水处理设施水污染物排放控制规范编制工作指南(试行)》,又进一步规范了各省市科学合理地制定标准。 不切实际的标准更加严重地制约着农村污水治理 从目前已经发布的地方排放标准来看,有些省份制定的排放标准过于严格,甚至远超技术可达,这也是目前不得不正视的问题。同时,一些没有出台排放标准的地区又急于推进,简单套用了城镇污水处理排放标准。 王洪臣指出,“不切实际的标准更加严重地制约着农村污水治理”。 首先,标准分级混乱。有的标准按排水去向分级,但绝大部分农村污水去向无法定性。农村污水很多说不清楚,不能简单用分级来确定标准;有的标准按设施规模分级,但规模取决于采用集中还是分散的规划布局;有的标准按本地经济状况分级,但本地经济状况实际无法定性。 第二,排放限值宽严不相济。很多省份的一级标准等同或严于国家城镇标准的一级A,但三级标准又放宽到不处理也可达标。王洪臣指出,标准该严的不严,该松的不松,排放限值宽严不相济。 第三,标准要素缺失。王洪臣指出,排放标准应该包括:限值、取样方法、评价方法三个要素。但目前,几乎所有省市的排放标准都没有明确的取样方法和评价方法。导致实际执行过程中,采用瞬时样、全达标的取样评价方法。 第四,制定标准不考虑实施效果或后果。“很多标准制定时,不考虑实际的达标率,导致执行阶段‘就高不就低’,攀比心态严重。”如农村受纳水体普遍没有水功能区划,有区划的也不会是Ⅳ 类或Ⅴ水体,在不清楚排水去向的情况下,为了稳妥,地市县往往会优先采用最严的标准。 王洪臣指出,农村污水治理排放标准的制定,需要提前预见到可能带来的后果,以及是否能很好达到相应的治理效果。 第五,越来越严的标准。从目前已经发布了地方排放标准的省市来看,北京的农村污水排放标准远严于城镇污水排放的一级A标准;河北的相当于一级A;上海介于一级A与一级B之间;宁夏、山西和陕西相当于一级B;浙江和重庆远低于一级B。 1_副本.png 第六,正在征求意见的标准有加严的趋势。目前,甘肃、广东、山东、河南、湖南、福建、湖北、天津等8个省市区发布了农村污水处理排放标准的征求意见稿。王洪臣指出,这些正在征求意见的标准,总体上严于城镇一级B标准,且有加严的趋势。 目前来看,很多地区并没有很好理解部委的初衷,依然没有从地方的实际出发,制定因地制宜的标准。 王洪臣认为,目前已经发布农村污水排放标准或正在征求意见的省市,除重庆市,总体上还是在套用《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002 )》,这一标准对于城市万吨到几十万吨级的大中型污水处理厂来说,都存在达标困难,对于几十吨级且水量水质剧烈波动的农村污水处理站来说,想要真正达标,难度可想而知。 合理制定排放标准,推动农村污水治理进展 王洪臣强调,我国农村污水处理排放标准不能一味求高,而应该从实际情况出发,做到因地制宜。 他认为各省市在制定标准时,应坚持实事求是的基本原则,根据农村的实际条件,充分考虑工艺技术可达性、运行维护水平的可达性。过高的排放标准形同“皇帝的新衣”。农村污水治理应重在控制黑臭,改善农村人居环境。 排放标准中的水质指标可主要分成三类:耗氧类指标、无机营养指标和卫生学指标。耗氧物质指标包括有机污染和氨氮,工艺可达性很强,降低耗氧指标即可控制黑臭;无机营养指标和卫生学指标运行上依赖水质监测,需要严格的运行调控,运行可达性很低,除磷药剂和消毒药剂的过量投加对环境有害,化肥流失导致的面源污染才是主要氮磷来源;农村污水处理排放标准应主要针对耗氧物质,重点治理卫生和黑臭问题。 去年环境施治论坛上,王洪臣老师曾指出,目前中国农村污水治理还没有主流技术。能简单地天天正常运行着的,才是农村污水处理的主流技术。 论坛现场,王洪臣建议,我国农村污水处理设施水污染物排放标准,可考虑较为彻底地去除有机物和氨氮,不脱氮除磷,不消毒。重点关注两个指标:COD : 50 mg/L、氨氮: 5 mg/L。让农村普遍稳定达到这样的标准,可能也需要数十年。但只有这样的标准,才可以用简易的工艺达到,只有简易的工艺,才适合农村。
  • 快讯 农村污水处理漠视“肥水”资源需改变 粪尿卫生返田有商机

    来源专题:生活污水治理
    编译者:王阳
    发布时间:2019-04-29
    导语:我国是农业大国,农村生活污水年排放量超过90亿m3,近95%的村庄没有排水管渠和污水处理系统,污水一般都是未经处理直接排放。这种状况不仅造成农村生活环境脏乱差,而且极易对农村水源造成污染,严重影响农村居民的身体健康和生活质量。目前,解决农村污水问题的主流观点是生物处理,如果以卫生方式帮助农户粪尿返田,不仅让“肥水”不再进入灰水,最大程度减少污水形成、简化(甚至省略)处理过程,而且可以缓解磷危机现象、减少温室气体排放。况且,粪尿返田也是帮助农民发展有机农业、种植绿色作物的一种扶贫方式。从生态角度出发,对粪尿“肥水”中的养分价值、源分离粪尿及卫生回田、粪尿返田与有机农业、农村污水处理现状、转变政府投资方式等方面内容进行阐述,以维系和恢复原生态农业生产方式,顺应国际上已开始强调的“蓝色经济”发展模式。 作者简介:郝晓地(1960-),男,山西柳林人,教授,从事市政与环境工程专业教学与科研工作,主要研究方向为污水生物脱氮除磷技术、污水处理数学模拟技术、可持续环境生物技术。现为国际水协期刊《Water Research》区域主编(Editor)。 01 粪尿“肥水”中养分价值 日均人排尿液体积是生活污水的1%~2%,而粪便体积仅为尿液体积的10%。可见,粪、尿排量与生活灰水量相比微乎其微。表1显示,粪、尿中所含氮(N)、磷(P)、钾(K)及有机物(COD)分别占污水中相应含量的97%、90%、66%和59%。尿液作为粪、尿中养分的主要“浓缩液”,主要以尿素(75%~90%N)、PO43-(95%~100%P)和K离子等极易被植物吸收利用的形式存在,是农业生产中非常理想的农家肥,也是绿色食品的养分来源。粪便中所含的P和碳(C)对改良土壤结构、增肥保湿具有很好的促进作用。 每人每年排泄物中所含N、P、K养分分别为4.4 kg N/a、1.5 kg P2O5/a和1.4 kg K2O/a。研究表明,每人每年产生的尿液可供约0.5亩农作物生长对养分的需求;每人每年粪、尿中所含养分与生产250 kg谷物所需化肥相当,刚好是一个人1年所需谷物消耗量。目前我国农村实际常住人口约为5.7亿人,每年粪、尿中养分含量达416.1万 t/a(250.8万 t/a氮肥、85.5万 t/a磷肥和79.8万 t/a钾肥),相当于2016年我国化肥施用折纯量(5 984.1万 t/a)的7%。按照作物对N元素的需求,每年仅农村常住人口粪、尿中的养分就可供836万hm2的小麦-玉米轮作种植。 02 粪尿源分离与卫生回田 如果不将体积<2%的粪、尿混入灰水,使之以卫生方式返田农用,不仅其中养分可就近利用,而且污水也没有了产生的根源,生活灰水只需进行简单处理或用于“干地”处理(如,旱作灌溉)。传统农村旱厕粪尿回田方式尽管生态,但不太卫生。为此,欧洲一些国家(瑞典、德国等)针对发展中国家设计了基于源分离理念的生态卫生排水系统,并在一些国家获得应用和推广。从如厕源头将粪便和尿液卫生分离,不仅如同水厕一样解决了旱厕不卫生的问题,而且又保留了粪尿中的养分,也就最大程度上避免了农村污水产生问题。 尿液是人体排泄物中所有养分浓缩液。新鲜尿液相对不含病原体,尿液传播疾病的风险主要来自与粪便交叉污染。尿液储存>6个月的时间即可大大降低病原菌含量,并达到农业安全使用的要求。粪便不同于尿液,本身带有多种病原微生物,需经过堆肥发酵(传统农业中的沤肥池即此功效)达到无害化后方可使用。 其实,现代粪尿中药物、激素和重金属残留才是反对粪尿返田时最常见的说辞。关于尿液中药物和激素等潜在污染物的负面影响目前尚不清楚,即使现有污水处理技术也很难有效去除这样的污染物,污水处理后出水灌溉农田同样存在这样的问题。正常情况下,食物中重金属含量较低,使得排泄物中重金属含量远低于灰水中重金属含量。水环境中高含量的重金属主要来自化工、矿业等行业排放的废水,化肥使用和合成饲料才是土壤重金属的主要来源。因此,在市政污水处理不能有效去除药物残留和激素成分的情况下,过度强调粪尿中存在药物残留和激素成分存在污染风险的说法显得非常牵强。如果今后市政末端污水处理全部采用电渗析、纳滤膜、臭氧等技术来应对药物残留和激素成分,那么,这些技术应用于农村粪尿相同成分处理,在源头岂不显得更加经济、有效? 目前中国农村正在进行厕所革命,但“革命的对象”目前似乎并没有找准目标。显然,革命的对象应该是针对其卫生方面的负面作用,而不应否定其在生态方面的正面作用,更不应简单以冲水马桶方式予以解决。否则,不仅毁掉几千年来形成的粪尿返田之生态习惯,而且政府投资/补贴建设的污水处理设施很可能“晒太阳”(地上式)或者“躲阴凉”(地下式)。目前国际上发展“蓝色经济”的思潮与行动正在悄然兴起,而粪尿返田这一极为朴素的蓝色经济几千年来一直被我们的祖先实践着;历史上似乎不曾有过土壤污染、水污染等现象,也很少听说因粪尿传播疾病而导致人口锐减、消亡现象。正是化肥使用才导致大多数农民开始撇弃粪尿种田的习惯,再加上政府部门片面将粪尿返田定义为“陋习”,这才导致“肥水”变成“废水”。 03 粪尿返田与有机农业 粪尿与灰水混合便产生污水,一旦不经处理进入水体则有可能导致营养物大量累积而造成水体富营养化和黑臭水体等现象。目前我国农村普遍存在着一种矛盾现象:一方面是“肥水”外流水体,另一方面是种田再施用化肥。农村出现污水并需要处理的原因在于农民弃用昔日“肥水”,像城市人一样切断了食物(营养源)与土地(营养汇)之间的循环,实际走上一条不可持续的“工业”农业,而不是祖先创造的生态农业。 现代农业中大量化学制品(化肥、农药)应用虽使粮食产量短期获得增产,但长期潜在的隐患已初露端倪,环境污染、生态破坏、资源耗竭、食品安全等问题不断出现,对人类生存环境和健康已构成极大威胁。事实上,粪尿“肥水”是一种优质的有机肥,在发展和维系安全无污染的有机农业方面优势明显。将粪尿中的养分纳入自然界物质循环系统是生态文明的基础,不仅可以减少农业对化肥的需求,更为重要的是可以最大程度减少农村污水的产生和处理,避免水环境污染。粪尿返田用于有机农业生产是原生态文明下的产物,即使在现代农业的今天也具有相当的经济、环境与社会效益。 3.1 经济效益 有机肥是缓释肥,其中营养成分释放与作物吸收往往不能同步,这便产生了有机农业“成本高、产量低、效益低”的误区。事实并非如此,在同等施用氮肥的情况下,有机种植产量并不比化肥种植产量低,个别作物产量甚至可达化肥种植的2~3倍;有机作物产量主要与有机种植年限长短有关。有机肥作为缓释肥其养分释放确实比化肥显得缓慢,导致有机种植前期产量往往较低,但随着种植年限延长,有机种植产量将会逐渐接近化肥种植。此外,由于有机作物在生产过程中没有受到污染,与环境更为友善、产品更加安全,其市场销售价格往往是化肥产品的2~3倍、甚至有些会达到10倍以上,利润空间很大。 河南开封某自然村进行有机作物种植,其经济利益可观,利润分析见表2。可见,尽管有机农业人工成本高于化肥农业,但最终两种种植方式下总投入成本并没有明显的差异。有机农业虽短期内在产量上处于劣势,但由于有机农产品的价格远高于化肥农产品,这就使得有机种植最终往往有具有远超化肥种植的利润空间。 3.2 环境效益 粪尿返田的环境影响远不止最大程度减少农村污水产生而保护水体环境、可有效避免处理污水带来的投资、能耗和运行管理上的问题,更为重要的是可以因此而减少对难以再生磷资源的过度需求,并可减少因化肥生产过度耗能而产生的温室气体排放。此外,有机种植方式亦可大大减少土壤中甲烷(CH4)和氮氧化物(N2O)等温室效应更高的温室气体排放,还对CO2排放具有巨大的封存潜力。采用排放通量总外推法对我国农村粪尿返田对温室气体减排的潜力(数据详见表3)分析证实了这一点。 由此可见,利用粪尿返田发展有机农业能够减少化肥和农业生产两个领域的双重温室气体排放,总减排量可达3 844万 t CO2/a,占我国农业温室气体排放量(10亿万 t CO2/a)的4%。这种低耗能、低排放、高碳汇的有机农业模式对我国实现温室气体减排目标的贡献不容小觑。 3.3 社会效益 有机农业作为一种生态健康产业,生产的绿色产品更加安全、健康,因此也大大提升了农产品的附加值,可为农户创造更多的经济利益,也是农户脱贫致富的有效途径之一。在农村,如果粪尿通过返田发展有机农业被重新看作“肥水”而不再混入灰水,这对农村环境的恢复和改善显然具有积极的影响,比形成污水后再处理更加省时、省力、省钱;国家只需鼓励和少量补贴便可驱动农民恢复昔日粪尿返田习惯,让农民因真正的有机种植而普遍获益、甚至脱贫。往日不受待见的粪尿若能纳入政府的扶贫政策,卫生返田将会在收集、利用、种植、销售等各个环节为农民带来就业岗位。同时,也可以通过培训、教育等方式来提高农村劳动力素质,并逐渐帮助农民培育出各自绿色农副产品品牌,建立起良好的社会信誉和稳定的销售体系。 04 农村污水处理现状 由于多数农户不再把粪尿看作“肥水”,加之一些政府部门亦片面强调农村旱厕为陋习,导致农民将粪尿与灰水混合而形成污水,结果导致目前农村环境脏乱差的现象。为应对农村污水问题,出现了众多污水处理技术,但归类发现,大都是市政污水处理的微缩版,甚至连市政污水处理备受质疑的MBR技术也早在北京很多区县农村得以安装。农村污水具有分散、量小的特点,集中处理首先要具备完善的收集、输送系统,即,下水道系统。德国20世纪八十年代市政污水处理率达96%时,下水道与污水处理设施投资比为7:3,即,排水处理系统投资70%用于下水道建设,此比值对低密度的农村来说则显更大。可见,只强调污水处理而忽视下水管网建设的结果会普遍存在“远水解不了近渴”的问题,导致即使建成也会出现“晒太阳”、“躲阴凉”的现象。我国已建农村污水处理设施情况表明,“晒太阳”、“躲阴凉”现象确实十分普遍;官方此类报道已不胜枚举。加之农村污水处理设施规模小,运行成本普遍高于市政污水处理,甚至高达3元/m3以上,这对难以征收污水处理费的农村来说亦很难维系正常运行。此外,技术管理也是农村污水处理的短板,将MBR等高技术引入农村就好比让农民放卫星一样,简直就是天方夜谭。 05 转变政府投资方式 每年我国农村污水治理工程政府投资高达上百亿元,且逐年增加。面对农村污水处理设施“建而不用、建而不管”的普遍现象,足以引起反思。因此,政府首先需要转变观念,打开“官智”,相应转变投资、补贴方式。观念转变需要重新审视粪尿返田之原生态文明习惯,肯定“肥水”的生态价值和将之返田的环境效应。只有这样,才可能将用于污水处理的巨额投资“缩水”,以少量经济补贴方式帮助和鼓励农民恢复粪尿返田习惯,直接促进农民发展全生态有机农业。为此,政府应建立相应生态补偿机制,全面调动财政、税收、行政等政策资源以及社会资源,积极引导农民利用粪尿进行有机种植。政府亦可通过征收化肥税的方式来补贴粪尿返田。 粪尿卫生返田中病原菌控制最为关键。对此,政府应免费向农户提供科学沤肥、灭菌技术,改变传统简单、粗放的沤肥方式,实现沤肥科学化、标准化。粪尿返田发展有机农业往往在初期存在作物产量低、有机认证门槛高和农田生态修复投资等问题,政府在此方面应给予财政支持和政策扶持,以解除农民担心有机种植产量低、存在销路风险的后顾之忧。 06 结语 农村污水处理过度强调传统旱厕在卫生方面的负面作用,完全漠视粪尿作为“肥水”的生态价值。既有农村污水处理设施大都“晒太阳”、“躲阴凉”的事实说明,处理并不太适合于农村,特别是移植城市的处理技术。如果能重新认识粪尿“肥水”的生态价值并维系和恢复原生态文明下的粪尿返田习惯,不仅可以发展目前趋之若鹜的有机农业,亦可防患于未然地从根本上解决污水产生现象,从而最大程度避免农村污水处理怪象。 源粪尿返田是发展有机农业生产绿色食物的最佳养分;粪尿返田有助于缓解磷危机现象;有机种植不仅可以大大减少因化肥生产耗能排放的CO2温室气体,土壤还可减少CH4和N2O等温室气体排放并封存大量CO2;有机种植亦可帮助困难地区农民脱贫,甚至致富。因此,粪尿“肥水”返田有着明显的环境、社会和经济效益。前提是政府部门应该首先转变观念,出台鼓励和扶持政策,变投资污水处理设施为补贴粪尿返田,以“四两拨千斤”杠杆调节方式驱动和帮助农民卫生返田和有机种植。 蓝色经济已成为国际开始倡导的未来发展模式,其核心内容就是发展纳入生态体系的循环经济。这与中华文明五千年历史创造的粪尿返田原生态习惯殊途同归,或者说粪尿返田就是最朴素的蓝色经济。在我国农村污水治理基本上还是一张白纸之时,绝不是聚焦选择所谓“适宜”处理技术的最佳时候,而是应停下来看看国际、反思自己的关键时刻。不然,走错路、投错资的生态环境代价日后将难以弥补。
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    来源专题:生活污水治理
    编译类型:快报,简报类产品
    发布时间:2020-09-15
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