城市污泥堆肥与土地利用的障碍与解决途径浅析
报告人：中国科学院地理科学与资源研究所 郑国砥 博士 副研究员
郑国砥：谢谢郝老师，尊敬的各位同仁，大家下午好！
我今天给大家讲的是一个比较陈旧的话题，之所以陈旧是因为对于堆肥来说，咱们的老祖先几千年来就在做堆肥，所以对堆肥来说普遍认为是一个房前屋后、田间地头一堆就可以，所以对城市的有机废弃物，尤其是城市污泥选用堆肥技术来说，相对其他技术来说感觉在技术上不是很先进的一个技术。当然做堆肥应该很简单，很简单的原因就很不看上，最后的结果就是堆肥也堆不好。之所以说堆不好，我们的理解，我们二十多年做的一个工作，不管污泥采用什么样高大上的技术，咱们要遵循最基本的一些常识，物质不灭、能量守恒。不管污泥最后烧了，变气、上天、入地都要遵循物质不灭、能量守恒，所以不论是填埋、焚烧，或者是厌氧消化或者是好氧堆肥以后进入到土地，当然还有其他的一些处理技术，我们都要遵守这样一个规律。遵守这个规律以后，应该对污泥去哪儿有一个客观的认识。污泥已经产生了，并且危害了我们的环境和健康，现在倡导所谓的无害化、减量化，或者是资源化，但是现在首先就是无害化还没有做好。
污泥之所以堆肥技术方向现在不受欢迎，很多人实际上还是有很多的疑虑，污泥进入土里面，里面有病原菌的传播、有毒有害的化学物质可能对环境的一些影响。另外，污泥如果处理不好可能会烧苗，有些是污泥用到作物上对作物烧了，还有一些病虫害的传播。最重要的是污泥施用不方便，现在化肥随处可以买掉，像有机物料农民也不愿意施，臭烘烘的。但是根据我们做了一些工作，我们认为污泥经过好氧堆肥以后然后再进行土地利用，所针对的上面的问题可以得到一些解决。但是有些问题是解决不了的，解决不了就化害为利，尽可能地减少它的危害。
这是一些比较传统的房前屋后，田间地头的一些堆肥，包括一百多年前现代的堆肥以后，我在这里展示了一些看起来很粗糙的照片，并不是这些技术落后，每项技术（包括先进和落后技术）都有它的适用条件，像美国有露天堆肥一堆半年的也有，只有它适用的技术，所以没有哪一种技术好、哪种技术差，但是对城市污泥来说采用强制通风静态垛发酵槽的方式是应用比较多的方式。
堆肥给人的印象不是很好，蚊蝇滋生、恶臭熏天，但是归结出来影响堆肥技术发展的几个问题，第一是产品的问题，就是产品出路的问题，包括昨天和今天有很多专家提出来的产品出路问题。恶臭，现在环境意识也比较高，即便产品有人勉强去用，生产过程中的恶臭问题还是会有很多人引起邻避效应，选址难的问题，即便选完址建后会因臭气让你关门。能耗高、成本高。这些问题如果采用现在的检测和控制技术，能够做到良好的控制，这几个问题都能够得到一些解决和缓解。
（详见PPT）这是一个简单的堆肥的流程图，原料来了经过堆肥，堆肥以后出来一个产品，之所以给这样一个简单的技术路线，就是为了后面看一个在这个简单的路线当中有几个问题，污泥要进入发酵池，现在污泥的含水率比较高80%左右，直接发酵是比较困难的，可以采用一些反应器是可行的，如果像调理剂的问题怎么解决、过程怎么控制、臭味怎么控制，堆肥过程当中建发酵池等等，相对一些焚烧、干化设施可能占地面积要多一些等。解决这些问题，首先是调理剂的问题，咱们国家秸秆燃烧是很严重的问题，如果想用秸秆要花钱买，农民不会白送你。所以调理剂是一个非常头疼的问题，受季节的影响价格是波动的，存储也很不方便，有消防的问题。因此调理剂的问题，替代秸秆想办法。我的建议，最好做工程的不要自己采购，就外包给一个人，好多问题由他来解决。不要把矛盾都集中在自己的身上。
对于控制来说，产品质量不稳定，要进行一个良好的控制。良好的控制就要堆肥过程当中那些关键因素是重要的，在这里面比如说氧气的问题，温度的水平、水分的问题，它的臭气的问题。检测问题，咱们过去的技术比较落后，以前的房前屋后农民堆肥，靠看一看、摸一摸，温度起来了没有，后来拿温度计量一量，后来温度可以自动量。上午还有专家讲到红外，咱们的检测手段先进了。正因为检测手段先进了，控制技术可以随着发展进步。像控制手段有人工控制、单点温度，人工控制变成定时器的控制、温度的反馈控制，最后有温度和氧气联合反馈控制，这是控制策略发生的变化。控制策略发生的变化正式因为我们检测手段发展的结果。
要实现自动控制要有一些自动控制的软件，包括一些参数、存储等等一些东西。由于时间关系就不详细展开。
（详见PPT）这是一个自动控制的原理图，在这里面有一个发酵池，上面温度、氧气的传感器等等，起到一个作用。在我印象当中昨天有一个报告也提到，外界的温度对堆体的温度有很大的影响，包括上午的报告也有讲到，热交换对堆体的温度有影响，所以我们要考虑到外界的温度对堆体内部温度的影响，像冬季起温比较慢，所以都要考虑外界气温对堆体温度的影响，在自动控制软件设计的时候要考虑这些问题。
（详见PPT）这是堆体的工艺流程图，原料来了，经过一个混料，混料以后进入发酵池，带发酵池经过一定阶段的发酵。因一堆体里面时间长了有一些压实的作用，这样对堆体内部补充氧气、通风，包括水分的散失、臭气的控制都会产生一些不良的影响。这时候就要对它进行一个翻抛，翻抛以后让物料输送，让物料均匀，进气也能够均匀一点，这样出来的产品可能会比较好。通过筛分一些堆肥可以代替调理剂，代替秸秆的采购。在这个工艺流程图当中看到是一个眼花缭乱的东西，在这里面有几个关键的设备，自动控制方面的设备，调理剂要做那些东西，发酵池的设计，最终产品的设计。
（详见PPT）这是一个曝气系统，可以合着几台机器用一个机器。
不管是正压鼓风还是负压抽风都要布气，尤其是正压鼓风，从底部通风就要考虑是否均匀，物料是不是会渗漏到下面有堵塞的问题。这是设计的重要重点考虑的问题。
（详见PPT）里面自动控制相关温度传感器、氧气传感器、温度自动控制的设备等等。
围绕现在限制堆肥技术，包括产品的出路里面三个关键问题：
臭气的问题，现在国内做除臭的厂家很多，检测以后就封闭收集处理这是一个很简单的技术处理路线。对市政项目采用生物除臭，因为现在污泥补贴价格上去以后，利润率高一点，除臭可以用成本比较高的除臭技术，但是生物除臭基本是封闭收集处理，这是一个最基本的处理路线。但是所有的除臭厂家只注重末端处理，没有考虑前面的源头减量和过程控制，所以被动进行除臭，除臭的成本非常高。我遇到一个污泥堆肥过程，除臭成本目前能耗占到整个厂区生产能耗的一半，换气量非常大。被动除臭，成本很高。
怎么做源头减量和过程控制呢？中间是堆肥物料组成，如果是有氧气的条件下，产生的是二氧化碳和水，当然有少许氨气；如果是厌氧条件下产生的物质就复杂了，硫化物等等、VOC都出来了，VOC就是咱们所说的臭气成分。良好的氧气供应是堆肥过程中臭气控制非常关键的因素，我们要减少堆肥过程的臭气产生就要保持良好的氧气供应。
（详见PPT）臭气组成，大概是五六十种很常见，有的可以测大七八十种臭气成分，非常复杂。按照国家的标准就几种，实际不行。为什么标准现在在修订，一直说修订，我印象当中大概快十年了，一直没有修订出来，就非常难办。上海制订了一个地方标准，一下到二十多种。以后对臭气的问题要引起关注，不管是运营厂家都应该是重点关注的问题。
怎么减少堆肥过程中氧气的充分供应呢？怎么保持好的氧气供应呢？
首先在原料过程当中物料的预处理，尽可能碎一点、比较均匀一点
在堆肥过程中氧气怎么能够充分供应，不缺氧气。
不管是好氧还是厌氧都是理想的状态，理想的状态在现实当中是不可能的，堆肥过程中哪有完全好氧和厌氧，即便是好氧堆肥里面也有厌氧的环境，有臭气产生，不释放出来对厂区环境是没有影响的，所以在堆肥过程中尽量减少翻腾堆体。但是它还是不可免避免产生，产生了最后要进行一个臭气的处理。
（详见PPT）在堆体里面有压实、混料不均，氧气供应是不均匀的。
这是翻抛的图，不同的条件对臭气释放有很大的影响。尤其在翻抛，本来臭气释放量浓度很低，通过一翻臭气出来了。
（详见PPT）当然臭气出来以后我们要进封闭、收集、处理，这是没有办法的，就是末端处理。在控制策略上首先从源头、过程减少，在源头、过程减少臭气的产生和释放以后，最后要进行一个末端的臭气处理。这样就比简单的完全依靠末端消极的臭气处理会减少很多的除臭的成本，降低能耗。
说产品的出路？其实都知道，园林绿化、土壤改良等，但是为什么堆肥的产品找出路很困难，人们有担心。
关于污泥土地利用有几个误解，包括到现在我总是在想，有几个误区：农业部门禁止污泥土地利用，第二是土壤改良，第三怎么消除用户的顾虑。
农业部门从来没有禁止污泥农用。农业部门是禁止污泥做原料登记商品有机肥，也没有明文规定反对污泥农用，但是想获得一个肥料登记证跟人家抢市场是不允许的。包括咱们国家的一些规章制度，包括一些现行的标准都没有禁止污泥农用的。
土壤改良，这个名字听起来挺好，把盐碱土改良等等，但是咱们容易走入一个误区给不良的商家钻空子，土壤改良变成实际上的污泥倾倒问题，造成人们的怨声载道，这样对我们污泥的土地利用不是很好的现象，造成了一个不太好的名声。
至于怎么让农民接受污泥的产品，很多人说污泥很好、污泥种出来的瓜甜、花鲜艳等等，怎么夸人们都是不相信的，人们认为污泥里面有很多有毒有害的物质。所以对污水处理部门包括城建部门和农业部门的观点不一致，农业部门看不上，住建口的总说一年3000多万吨的污泥，里面含了很多的氮磷钾，但人家看不上。因为对于农业部门来说，每年产生的畜禽粪便38亿吨，秸秆很多，你想他能看中你几千万含水率80%的污泥吗？你从养分来说根本打不动，只能说我这个东西送到你那个里面不会带来污染，他的危害比畜禽粪便还要低，这样可能还能接受。说句不客气的话，管理部门不站在人家的位置上去思考问题。这样你说你的，我说我的，没有一致的意见。
污泥究竟去哪儿？我就说物质不灭、能量守恒。对农业部门说，人家说No，你想让人家说Yes，怎么消除人家的疑虑。当然咱们要做好自律、建立健全监管措施和标准体系。
最后我就想强调一点，今天都在说污泥无害、减量，都提到污泥资源化，可以提，但是不要过多的强调，如果过度强调资源化，夸大资源化的东西反而对污泥处理是不利的。
污泥想资源化当然是可以，可以提，不管是回收能量，还是回收物质，我认为污泥现阶段资源化的前提要减量和无害。当然，有时候无害是不太可能的，里面确实含有有毒有害的，那不是无害，是降害，至少比乱倒强，比重新进入水体强。所以资源化是需要成本、需要投入的。
不太成熟的观点。谢谢大家！
主持人 郝晓地（北京建筑大学 北京未来城市高精尖创新中心 中—荷未来污水处理技术研发中心 教授 ）：谢谢郑博士给我们介绍的有关堆肥，堆肥大家也知道是一种常见的，或者是污泥减量或者是应用技术。当然刚才他也发表了个人的一些观点，包括最后的结论，确实堆完肥以后的出路问题，农业部门首先有一个障碍是农民不用。现在粪尿返田，农民连自己的粪尿都不用了，更何况污泥呢。他不会用。所以这是一个问题，您费了很大劲没有出路又造成了二次污染，这是值得考虑的。我了解的，污泥对好氧堆肥，在欧洲确实用于减量技术，因为它可以自发热、可以蒸发水分，作为一种减量技术。减量以后是污泥厌氧消化，最后焚烧残留磷等等进行利用，这可能是未来的一个技术路线。
