污泥土地利用：政策、计算方法与发展趋势

污泥土地利用：政策、计算方法与发展趋势

在我国污水处理厂快速发展的背景下，污泥产量正在以惊人的速度增长。根据生态环境部数据，2023年全国污水处理厂污泥（含水率80%）产生量已超过 6000万吨/年。污泥的处置成为制约行业发展的“瓶颈”之一。如何实现污泥的安全、资源化利用，尤其是土地利用，已成为水务企业、环保部门和科研机构关注的焦点。本文将结合国家政策、技术标准及工程实践，深入探讨污水处理厂污泥土地利用的计算方法和管理要求，帮助业内人士更好地理解和应用这一技术路径。

一、污泥土地利用的政策背景

我国污泥土地利用长期受制于重金属、病原体、持久性有机污染物等风险。为规范行业发展，国家陆续发布了多项标准和政策，GB/T 24600-2009《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》是我国污泥土地利用的核心标准，对污泥的重金属、病原体、有机污染物及施用方式进行了严格规定；2010年，环保部印发的《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南（试行）》明确了污泥土地利用的工艺流程；2011年，住建部印发的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》明确了污泥土地利用的流程；2022年，发改委、住建部、环保部联合印发的《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》也明确指出应积极推广污泥土地利用。随着“双碳”目标的推进，土地利用被视为污泥资源化的优选途径之一，但安全性仍是首要前提，因此全国各地也推出相应地方标准，如河北省于的DBJ41/T178-2017《城镇污水处理厂污泥土地利用技术规程》。

二、污泥土地利用的施用年限计算

污泥中往往含有铅、镉、汞等重金属元素，若不加控制地长期施用，会导致土壤中重金属累积超标。因此，在确定污泥可用于土地的时间跨度时，需要计算施用年限，计算公式如下。

 

式中：n 为污泥施用年限，年；C 为土壤中某重金属元素控制浓度，mg/kg；W 每公顷耕作层土壤质量，kg/hm?；Q 为每公顷污泥用量kg/hm?·年；P 为污泥中该重金属含量，mg/kg。

如果不考虑作物对重金属的吸收、淋溶等因素，该公式能计算在不突破土壤重金属控制值的情况下，允许的最大施用年限。

三、污泥土地利用的施用率确定

除了年限，还需确定每年每公顷可施用的污泥量，即施用率。根据不同的环境控制目标，施用率分为以下三类。

1.一次性最大污泥施用率

式中：Wh 为给定的土壤环境质量标准，mg/kg；B 为该土壤中重金属的本身含量，mg/kg；Ts 为耕作层土壤的干重，kg/hm?；C 为土壤中某重金属元素控制浓度，mg/kg。把污泥作为土壤改良剂，改良有机质和养分含量低的土壤或复垦被破坏的土地时，通常选用S1，以便尽快达到改良的目的。按作物需磷量确定的只施一次的污泥施用率为SP1；按土壤重金属环境质量标准确定的一次性最大污泥施用率为Sg，从不污染环境的角度出发，S1 值选用SP1 和Sg 中的低值。

2. 安全性污泥施用率

式中：K 为—该土壤重金属的 年残留率，%。把污泥作为固定肥源或复合肥料添加剂，长期施于农田时，通常选用S2。按作物需氮量确定的污泥长期施用率为SNL、安全污泥施用率为Sa，一般选用Sa 作为S2 的值。

3.控制性安全污泥施用率式中：j 为给定的年限。根据土地要求，在给定年限内每年施用污泥，在这种情况下，采用SNL 和控制性安全污泥施用率Sk 中的低值作为S3 值。

四、基于氮负荷的污泥施用计算

除重金属外，污泥中氮、磷等营养物质对土地利用也极为关键。氮含量过高会引发地下水硝酸盐污染，因此需根据氮负荷计算安全施用量。

1.污泥中可利用氮量计算

式中：LN 为在污泥施用年里植物可利用氮，gN/kg；(NO3^-)为污泥中硝酸盐的百分含量；kV 为氨的损失中挥发系数，对于液体污泥地表利用取kV = 0.5，对脱水污泥地表利用取kV = 0.75，对污泥地面下注入取kV = 1.0；(NH4⁺)为污泥中氨的百分含量；fn 为有机氮的矿化系数，对于消化污泥且在温暖天气情况下取fn = 0.5，对于消化污泥且在凉爽天气情况下取fn = 0.4，对于寒冷天气或者堆肥污泥取fn = 0.3；(N0)为污泥中有机氮的百分含量；F 转化系数，1000g/kg干基。

2.基于氮负荷的施用率计算式中：Lsn 为基于氮负荷率的污泥施用率，mg/(hm?·a)；U 为单位土地作物的氮吸收典型值，kg/hm?，可按下表取值；NP 为泥的含氮率，g/kg。总结

尽管土地利用在技术上可行，但在我国推广困难，主要原因为：（1）污泥重金属超标，根据《2023年中国污泥处置白皮书》，超过50%的市政污泥因重金属超标不适宜土地利用；（2）法规严格，《GB4284-2018 农用污泥污染物控制标准》大幅收紧了镉、汞等限值，许多中小城市污泥直接“被淘汰”；（3）公众接受度低，公众对“用污泥种粮”存在心理障碍，导致实际应用多局限于林地、园地或能源作物基地；（4）缺乏经济激励，土地利用需大量运输、翻耕和施肥成本，但缺少财政补贴，企业积极性不足。随着“无废城市”建设和“双碳”战略的推进，污泥土地利用仍将是未来发展的重点，主要发展方向为：（1）精准管理，引入数字化平台，基于GIS和大数据动态管理施用率与环境风险；（2）联合处置，与市政固废、餐厨垃圾协同处理，降低重金属风险；（3）政策支持，推动污泥土地利用专项补贴，鼓励企业参与；（4）示范工程，优先在能源作物、生态修复和园林绿化等领域落地应用。