瑞典污泥土地回用管理体系的剖析及启示 雷 挺，曹 睿 （上海市政工程设计研究总院<集团>有限公司，上海200092）

瑞典污泥土地回用管理体系的剖析及启示

雷  挺，曹  睿

（上海市政工程设计研究总院<集团>有限公司，上海200092）

摘  要：污泥土地回用因其具有的高效、经济与可持续性，成为了目前主流的污泥处置方式。但同时，由于污泥中含有的重金属、持久性有机污染物等物质，为污泥土地回用，尤其是农业土壤利用带来了很大的风险。当前多数国家的都根据污泥生产方式及污染物含量对污泥进行了分级，并在此基础上建立了污泥土地利用的标准规范，但缺乏污泥利用全过程的系统性管理措施。本文就瑞典REVAQ污泥回用管理体系的组成及相关内容进行了介绍与剖析，可对我国污泥土地回用管理体系的建立提供指导。

关键词：污泥；土地回用；重金属污染；污水处理厂

越来越高的水质要求使污水处理厂的活性污泥产生量不断增大^[1]，产生的污泥处理处置问题也越来越显著。生物固体（biosoilds，或称污泥）是污水活性污泥经好氧、厌氧消化，堆肥等污泥处理方式处理后获得的产物。通常情况下，对于处理后污泥的处置包括填埋，焚烧，土地利用等。目前，随着社会对于环境问题的关注与日俱增，以及污泥填埋用地的稀缺，绿色，可持续，具有客观的经济价值的污泥土地利用逐渐成为了最为主流的污泥处置方式。早在上世纪90年代，美国的相关领域研究人员就已开始探索污泥土地利用，尤其是污泥农业用地利用的对与环境影响方面的可行性及经济性^[2]。

污泥是废水处理的副产品。根据废水的来源不同，污泥中可能包含的化学成分包括：营养元素氮、磷等，微量营养元素铜、锌、铁、镉等及有机化合物。由于富含丰富的营养，使污泥成为农业中肥料的替代品有了可能。污泥中一些营养素及含量列于表1（Sydney Water database 2007）。

表1 污泥中营养元素含量

污泥中的营养物质以一定的速率缓慢地释放到土壤中，脱水污泥的营养释放更加缓慢也更持久^[3]。因此，污泥的应用速率是根据营养素释放的速率来确定的。

1污泥土地回用的优势

污水处理中脱氮、除磷的过程即大量的氮和磷从污水中转移到污泥的过程。污泥经处理后可以作为土壤的改良剂和肥料为土地提供基本营养，包括氮、磷和钙等，足以满足大多数农作物的需要。多项研究已证实污泥对森林和农作物都是有效的肥料^[4,5,6]。同时，因为含有丰富的有机质，污泥可作为土壤改良剂，提高土壤的物理、化学性能和生物特性^[3]。

另一方面，包括中国在内的各个国家的的垃圾填埋场面积都在不断减少。老垃圾填埋场面临空间耗尽的危机，而新垃圾填埋场的开发难度在不断加大。因此，污泥的土地再利用，为填满场地空间的可持续性提供了良好的保护。

在污泥的上游管理方面，技术的提升降低了在污水中回收养分(P, N) 的经济投入，提高了污水处理厂污泥产品的产率^[7]。在新西兰，已有研究表明将污泥应用于作物种植可以获得巨大的经济回报^[8]，污泥的土地利用具有巨大的经济潜力。

2污泥土地利用的风险

在污泥土地利用具备极大潜力的同时，也随之带来了一定的风险，限制了污泥作为肥料的大规模利用。这主要在于污泥中可能含有的重金属、持久性有机污染物等物质会对环境和人类健康造成影响。不同于有害微生物可以通过杀菌、高温厌氧发酵、长期贮存等手段降低^[9]，有害的有机物质、重金属和其他非必需物质的微量元素在很大程度上取决于对污染物来源的管理。例如镉或汞由于累积作用，对食物链中较高位置的生物体的危害是最大的。

重金属中，农田镉污染已经受到越来越多的关注。其他元素如砷和汞，也会就土壤和植被中积累，产生很高的生物毒性。因此，需要对污泥中这些污染物质的来源-废水进行详尽的分析记录。除了微量元素和金属外，对污泥中有机物的可行性评价也同样重要。污泥中的有机污染物包括卤素、杀虫剂、二恶英和多环芳烃等。

3瑞典REVAQ污泥回用管理体系

在2015年，瑞典环保局联合给水排水协会，瑞典农业部，食品部以及食品零售商联盟共同建立了Revaq污泥回用管理认证规范系统。此规范不同于其他各国现有的污泥回用规范，它在保证污泥污染物含量的基础上还系统性的建立了集污泥处理标准化流程，污泥利用上下游管理，各环节记录，外部监管等的一整套认证体系，并规定只有经过申请并认证成功的包含于污泥利用流程中的各级单位，组织所生产出的最终污泥产品（生物固体），才能够被应用于农业用地。

根据最近的统计，瑞典已有超过50%的污水厂通过了REVAQ认证，源于这些水厂的污泥则被广泛利用在具有可种植能力的土壤中。

3.1目标

与各国污泥回用标准不同，瑞典REVAQ标准基于一个长期土壤（或农业用地土壤）污染物控制目标，即对于每一种在列的污染物，该标准都对应的计算出的指标使其在土壤中的累积含量于2025年后不超过所期望的数值。该标准通过规定土壤可接受的污染物角度来规定污泥中污染物含量，而非类似其他国家标准直接指定污泥中污染物含量。表截取了 REVAQ标准对于农业土壤可额外接受的金属污染物限制的规定。而具体污泥中金属污染物浓度以及污泥投加量则需由此限制根据不同水厂污泥质量推算后选取。

详见：中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会（第十届） 论文集 

图图1 REVAQ规定的年度农业土壤可接受重金属限值示例

除此以外，通过建立完整严格的认证系统可以保证污泥（生物固体）的生产过程的合规、透明，污泥产品的高质量。对于污泥生产源头即污水厂的上游管控也可间接推动污水厂进水水质的不断改善。

3.2管理体系组成分析

瑞典REVAQ污泥回用管理体系明确了被认证方在如下方面应当负有的责任及合规的行为。

3.2.1污染物

管理体系规范要求取得认证的污泥生产企业（污水处理厂）应对于瑞典环保局颁布的条令5148号中在列的60种微量元素进行相应的优先级分析。确定污泥中含有的应该优先、重点元素的污染物。其中，规范规定在土壤中年含量积累速率超过0.2%的污染物均需列入最高优先级考虑污染物的列表中。镉作为最为备受关注的农业土壤污染重金属，规范规定需直接列入最高优先级考虑污染物的列表中。规范要求污水厂以一定的周期对于水厂产生的污泥取样并检测相关高优先级污染物的含量，通过与限值的比对来衡量被认证的水厂是否合乎要求。

3.2.2污水厂管控

REVAQ管理体系规范要求所有取得认证的水厂登记其具体采取的通过环保部门审核认定的水处理工艺流程以及设备。而在水厂实际运行中，流程设备的使用也要求必须与登记内容相吻合。同时，水厂对于其采用的如混凝剂，酸碱等投加药剂也需要记录在案。管理体系规范对于污水厂的要求使得污泥质量在生产源头得到了最大程度的保障。

3.2.2上游管控

由于瑞典国境相对较小，承接某一污水处理水厂的上游用户种类及水量分布较容易统计。该规范要求受认证的水厂管理企业部门应编制所属污水厂原水高优先级污染物潜在来源表。对于含有高浓度高优先级污染物的部分来水，水厂应作出是否直接接受的取舍。此举从污水源头控制了污染物的含量，不仅对于污泥质量提升起到了积极作用，也使得污水厂出水水质获得提升，也间接起到了要求严重污染源执行先处理，后排放的强制作用。

3.2.3下游管控

下游管控包括从活性污泥出厂到污泥消化得到成品污泥（生物固体）流程中的运输，堆肥，贮存的每一个环节。该管理体系要求认证企业对于污泥消化设施，运输车都予以备案记录。每一座单体污泥消化设施均需符合相应的规范。最终获得的成品污泥也应当定期取样以监测了解质量优劣。

3.2.4监管及追踪记录

被认证的污水厂企业对于其整套污泥生产流程中的可能包含的调查、运输、监测、污泥消化等分包商的监管负有责任。这样由认证企业执行的监管也称为内部监管，瑞典环保部联合其他REVAQ污泥管理体系制定机构也会定期对于认证企业进行督查，以保障标准规范的严格执行。同时，规范规定每一批得以使用在农业用地土壤中的污泥的来源都需分层分级记录，即每一批污泥都可以明确查找到来源于的水源，水厂，运输车，消化设施。此举极大的简化了污染问题出现时的排查，追责及处罚整改等相关工作。

4对于国内相关标准规范体系的指导意义

目前，国内外相关的标准大多对于污泥根据其所采用的生产方式方法以及其中污染物含量进行了分类，对于污泥土地回用特别是农业用地回用都普遍缺乏系统性的管理措施。而瑞典的REVAQ污泥回用管理体系为建立更加完善的，系统性极强的污泥回用管理提供了参考及模版。对于我国来说，幅员辽阔等特征属性以及相关行业设施的不健全对于类似管理体系的建立无疑带来了难度。因此，为了进一步保障我国污泥土壤回用的安全性及规范性，在瑞典REVAQ实例的启发下，相应符合我国国情污泥土地回用管理体系的开发建立亟待有关部门的了解及重视。

参考文献：

[1]Page, A. L. (Albert L., Logan, T. J., Ryan, J. A. (James A., United States. EnvironmentalProtection Agency., University of California, R. and Ohio State University. (1987) Landapplication of sludge : food chain implications. Lewis. Available at:http://catalogue.nla.gov.au/Record/1483167 (Accessed: 13 April 2017).

[2]Lewis, D. L., Gattie, D. K., Novak, M. E., Sanchez, S. and Pumphrey, C. (2002) ‘Interactions ofpathogens and irritant chemicals in land-applied sewage sludges (biosolids)’, BMC.PublicHealth, 2(1471–2458 SB–IM), p. 11. doi: 10.1186/1471-2458-2-11.

[3]Lu, Q., He, Z. L. and Stoffella, P. J. (2012) ‘Land Application of Biosolids in the USA: AReview’, Applied and Environmental Soil Science. Hindawi Publishing Corporation, 2012, pp.1–11.doi: 10.1155/2012/201462.

[4]Schumann, A. W. and Sumner, M. E. (no date) ‘Plant nutrient availability from mixtures of flyashes and biosolids’, Journal of Environmental Quality, 28(5).

[5]Sommers, L. E. (1977) ‘Chemical Composition of Sewage Sludges and Analysis of TheirPotential Use as Fertilizers1’, Journal of Environment Quality, 6(2), p. 225. doi:10.2134/jeq1977.00472425000600020026x.

[6]Rowell, D. M., Prescott, C. E. and Preston, C. M. (2001) ‘Decomposition and NitrogenMineralization from Biosolids and Other Organic Materials’, Journal of Environment Quality,30(4), p. 1401. doi: 10.2134/jeq2001.3041401x.

[7]Jeanmaire, N. and Evans, T. (2001) ‘Technico-Economic Feasibility of P-Recovery fromMunicipal Wastewaters’, Environmental Technology. Taylor & Francis Group , 22(11), pp.1355–1361. doi: 10.1080/09593332208618194.

[8]Kimberley, M. O., Wang, H., Wilks, P. J., Fisher, C. R. and Magesan, G. N. (2004) ‘Economicanalysis of growth response from a pine plantation forest applied with biosolids’, Forest Ecologyand Management, 189(1), pp. 345–351. doi: 10.1016/j.foreco.2003.09.003.

[9]Pepper, I. L., Brooks, J. P. and Gerba, C. P. (2006) ‘Pathogens in Biosolids’, Advances inAgronomy, 90, pp. 1–41. doi: 10.1016/S0065-2113(06)90001-7.

详见：中国给水排水2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会（第十届） 论文集