我国污泥堆肥技术概况与政策标准现状分析

摘要：通过介绍污泥的来源与特点，并分析堆肥的起源与发展、污泥堆肥的原理与分类、国内污泥堆肥研究概况，结合近几年我国污泥堆肥相关政策、标准和技术规范的现状等，提出污泥堆肥制约因素与建议，以期为污泥堆肥研究及其在我国推广应用提供参考和指导。

关键词：污泥；堆肥；技术概况；政策标准；现状分析

引言

污泥一般是指污水处理过程中产生的固液混合的絮状物，按来源分为给水厂污泥、生活污水污泥、工业污泥和疏浚污泥等[1]，含有机物和氮磷等元素的量在化肥和普通农家肥之间[2]。污泥产生量大、分布范围广、有臭味儿，含寄生虫卵、致病微生物等有害物，如果未经妥善处置，易对大气环境、地表水和地下水、土壤等环境造成二次污染，对环境安全和人民群众身体健康造成威胁。

污泥处置是对达标污泥的最终消纳，目前主要有填埋、焚烧、建筑材料和土地利用这4大方向。长远看，土地利用有利于大自然的碳循环、氮循环、磷循环[3]，对维护生态系统的平衡和稳定起重要作用。研究表明，污泥经堆肥无害化稳定化后转化为腐殖土，病原微生物、寄生虫卵等也被杀灭，养分含量增加，堆肥产品可用在土壤改良、园林绿化等方面[4]。与填埋、焚烧、制砖等处置技术相比，污泥用于堆肥是最优处置技术[5]。

1污泥堆肥技术概况

1.1堆肥起源与发展

堆肥是一项古老的有机肥应用技术，甲骨文中有“粪”字出现[6]，小篆字体里也有对粪便的收集和利用的记载[7]。公元前100年，陕西省榆林市米脂县和山东省枣庄市滕州市出土的拾粪画像石，记录了古人们对粪便的利用。公元630～640年，贾思勰在《齐民要术》卷前《杂说》记载了人们在冬季将农作物秸秆铺垫于耕牛脚下，让其与耕牛夜间排泄物混合，通过牛的践踏、堆聚形成“复合肥料”的过程。学者普遍认为这篇《杂说》是最早详细载录“踏粪法”的文献，“踏粪法”被认为是我国古代废料积制领域的重大技术创新[8]。公元1149年，《陈敷农书》善其根苗篇记载了宋代堆肥概况。

1.2污泥堆肥原理与分类

污泥堆肥是利用自然界中的微生物，在适宜的温度、湿度、碳氮比、pH等条件下，使污泥中的有机物发生分解，进而形成腐殖质的过程。微生物分解有机质是放热过程，这时堆肥堆体温度升高，能有效杀灭污泥中大部分致病菌、寄生虫、杂草种子等，迅速减少挥发性成分，降低污泥含水率及刺激性臭味[9]。

根据微生物生长过程中对氧气的需求，通常将污泥堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥两类，国内目前主要采用好氧堆肥，即在氧气较充足的条件下，好氧菌对污泥堆积物进行吸收、氧化和分解。好氧堆肥一般有预处理、次发酵、二次发酵、后处理和存储等步骤，其中预处理目的是降低水分和碳氮比，发酵过程一般需要分2次，以提高微生物的分解能力，后处理是将发酵腐熟的堆肥进行处理，进一步除杂、降低含水率和控制碳氧比[10]。根据堆肥物料堆积和发酵设施外观样式，将污泥堆肥分为条剁式、槽式、容器式、隧道仓式堆肥等；按照物品和材料的物理状态，可将污泥堆肥划分成动态和静态堆肥。

1.3国内污泥堆肥研究概况

我国从20世纪90年代初开始探索现代意义上的污泥堆肥，并开始了堆肥产品农用研究。初始阶段工艺简单、设施简陋，随着经济发展和环保要求日益严格，污泥堆肥相关政策随之出台，研究人员开展了广泛探究。经梳理发现，目前国内对污泥堆肥的研究主要集中在污泥堆肥添加剂、设备设施、工艺控制等方面。

陈启敏[11]以西北地区马兰黄土为材料，紫花苜蓿为测试植物，探索了污泥堆肥改性黄土的最佳投配比及重金属在污泥堆肥改性黄土－紫花苜蓿系统中的生物效应。结果表明，通过不同梯度污泥堆肥的施加，可有效改善黄土的碱性特征，提高黄土养分供应能力；污泥堆肥施入黄土后，增加了黄土中重金属总量，在污泥堆肥改性黄土时需重点关注Cd元素的生物有效性；污泥堆肥改性黄土在种植紫花苜蓿时，最佳投配比例为3%。考虑城市污泥的处置问题时，在紫花苜蓿的安全种植条件下，污泥堆肥改性黄土施加比例可达到15%。针对市政污泥与秸秆混合在传统堆肥中温室气体排放量与氮素损失较高的问题，葛启隆等[12]采用玉米秸秆生物炭与沸石联合处理污泥，结果表明玉米秸秆生物炭与沸石联合处理能显著降低堆肥过程中产生的二氧化碳、甲烷、氨气排放量，且能提高堆肥温度，提升堆肥终产品的品质。针对我国西北干旱地区污泥堆肥中养分损失较大、腐熟度差的问题，薛旭等[13]研究了辅料及翻抛工艺对堆肥中碳和氮动态变化的影响，得出了一种适合干旱地区的条剁式污泥堆肥方法。王瀚标等[14]研究了屠宰废水污泥施用对盐碱土的理化性状影响，以探讨污泥土地利用的效果。周艳文[15]研发了一种动态滚筒式污泥堆肥设备，使用一种半连续进料回转滚筒结构，通过多种通风控温装置，能在16d内获得较理想的堆肥效果。

2 国内污泥堆肥有关政策标准现状分析

近年来，我国制定了《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》《环境基础设施建设水平提升行动（2023—2025年）》等污泥处理政策，总体趋势是加快压减污泥填埋规模、推动污泥无害化、稳定化后资源化利用。其中，在污泥堆肥及其产品土地利用方面，也制定了一些标准。

2018年，我国对第一部污泥农用的国家标准《农用污泥污染物控制标准》（GB 4284-84）》进行了修订；2021年5月，推荐性行业标准《有机肥料》（NY/T 525-2021）发布，将有机肥原料分为适用类、评估类和禁用类3大类，优先使用的是种植业废弃物、养殖业废弃物、加工类废弃物和天然原料这4类适用类原料，禁止选用粉煤灰、钢渣、污泥、生产垃圾等禁用类原料，但可能对污泥用于堆肥途径有所限制。

在我国大力推行生活垃圾分类和生活污水处理厂污泥、园林垃圾、农业废物的资源化利用需求持续增加的背景下，2022年生态环境部制定了《生物质废物堆肥污染控制技术规范》（HJ 1266-2022），明确了城镇污水处理厂污泥等源于生物质的固体废物，属于堆肥处理适用的固体废物。该标准对促进生物质废物处理及资源化、降低生态环境污染、防止堆肥可能产生的二次污染有很大作用。正在审定的《肥料分级及要求》推荐性国家标准将肥料分为生态级、农田级和园林级3种级别，要求各种工艺生产的商品肥料需在外包装显著位置标注“生态级”“农田级”或“园林级”，明确了园林级肥料可以使用固体废物作为原料。该标准发布后，将为达标污泥等固体废物用作肥料原料提供依据。污泥堆肥有关政策标准分析如表1所示。

3污泥堆肥制约因素与建议

3.1标准体系尚不完善

综合来看，我国污泥处理处置有关法律法规、政策标准还处于发展阶段，其中涉及污泥堆肥方面的政策标准不多，有的正在审定，尚未出台。已出台的有些标准中，对于污泥是否可以作为堆肥原料使用仍有不同的规定和限制，存在相互矛盾之处。在压减污泥填埋规模、推动污泥无害化、稳定化后资源化利用的污泥处置总体趋势下，建议国家层面行业主管部门加强沟通衔接，制定联合性、跨行业的强制性标准和实施细则，为污泥用于堆肥提供明确的法律法规政策依据，为污泥产品进行土地利用提供可操作性的指导。同时，建议各地结合当地经济结构状况、污泥产排情况、污泥性质特点和土壤情况等，围绕国家、行业标准因地制宜制定地方标准，规范、指导、推动污泥堆肥资源化利用。

3.2产品安全利用风险仍然存在

重金属及较难降解的有机污染物可通过吸附或沉淀等工艺流程转存至污泥中。另外，从行业层面缺乏对污水处理厂污泥中有机物污染种类、浓度的变化及现状分析来看，都尚未对各地污水处理厂污泥建立全面、持久的有机污染物监测、调查机制，增加了后续利用的环境风险。应结合堆肥产品能进行后续安全利用的关键，加强污染物源头管控，对工业废水进入城镇污水管网进行风险排查[16]。同时，建立健全污泥中重金属、有机污染物等的调查、监测预警机制，降低污染物浓度和资源化利用风险。

3.3堆肥产品实践尚不丰富

我国在污泥农用初期进行了较多的污泥农用试验。1997～2009年唐山、北京在污泥农用实践中，记录了作物、肥效相关的试验及监测数据、污染物指标试验及监测等数据，为污泥土地利用技术的进步与标准制定提供重要借鉴，但存在数据分散、未保留长期定位试验等问题，未能给风险评价提供连续性系统性依据[17]。因此，建议在适宜地区建立实践基地，连续开展污泥堆肥产品土地农用试验，探索污泥堆肥产品土地利用方式方法，积累试验数据，完善统计分析，加强信息公开，为后续修订相关法律法规标准、提升管理部门和公众的认知、指导实践土地利用等提供技术支撑。

结语

综上所述，尽管我国的污泥堆肥在政策标准体系方面处于发展阶段，存在不完善之处，在安全利用方面有待加强源头管控，污泥堆肥需要更多的实践数据支持，但在不断加强生态文明建设、碳达峰碳中和及推进污泥资源化利用的背景下，应坚持系统思维，加强源头治理、泥水共治、规范污泥堆肥产品土地利用等已逐渐成为行业共识和发展趋势，同时也需要在借鉴发达国家污泥处置技术经验基础上，加强顶层设计和因地制宜的指导，确保污泥堆肥发挥其生态可持续处置优势。

参考文献

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作者简介

谢计平（1984—），女，汉族，河南安阳人，工程师，硕士，主要从事环境咨询、绿色发展研究相关工作。

通信作者

乔明（1983—），男，汉族，甘肃陇南人，正高级工程师，大学本科，主要从事生态环境政策研究、绿色发展、清洁生产相关工作。

加工编辑：冯为为

收稿日期：2023-11-15