欧洲可持续磷平台(European Sustainable Phosphorus Platform, ESPP)乃欧洲转为磷议题设立的公开平台,目的是应对磷危机可能导致的潜在食物安全展开公开讨论,涉及农业、工艺、学界以及其它利益相关者。ESPP定期汇众欧洲有关营养物(主要聚焦可持续磷循环)欧盟政策、技术研究、应用市场等消息。根据2024年1月第82期消息,我们摘录了欧盟政策现状与实践活动,供相关人士参考。
1、政策
德国环境部长会议呼吁实施磷回收
德国各州(地)环境部长会议强调了磷回收的重要性,对德国法定的2029年截止日期进展缓慢表示关切。尽管2023年12月1日的决议强调了磷的可持续管理,并估计污水中的磷可以替代德国近一半的磷肥消耗量,但自2017年德国污水污泥法令实施以来,磷回收工厂寥寥无几,2029年的实施期限可能难以实现。决议指出障碍包括磷回收技术不成熟以及国家法规不足,无法将回收成本转嫁到污水处理费用当中。部长们呼吁在2024年与德国磷平台进行对话,以识别实施障碍和解决方案,修改法规以允许成本转嫁,并争取国家对基础设施建设的支持。同时,他们认为应修改德国肥料条例,以促进在减少污染物后使用污水污泥衍生的磷产品于肥料之中。
出版物是欧盟资助的循环经济研发的主要成果
对欧盟资助的循环经济研发(R&D)项目分析表明,短期成果主要为学术出版物。一年前完成的项目没有做出解决方案或产品。该研究强调,循环经济研发得到了欧盟各种计划资助。在欧盟研发框架计划FP7或地平线欧洲计划下确定的38个项目中,有12个项目在一年前完成,只有6个项目做出了答复。研究得出结论,欧盟研发框架项目越来越注重社会挑战和市场导向,尽管这一论断缺乏具体证据。约44%的项目参与者为公司,38%为研究机构/大学,其余为公共机构。然而,补贴资金在参与者之间的分配情况并不明确。
2、磷回收
Ostara(绿水晶):首个获得欧盟FPR CE标志的鸟粪石
Ostara成功完成了从西班牙马德里和荷兰市镇污水中回收磷并生产鸟粪石(磷酸铵镁)的欧盟肥料产品法规(FPR)合格性评估。这是回收磷酸盐(CMC12)首次获得欧盟FPR CE标志。Ostara产品名为Crystal Green,是一种纯鸟粪石-5-28-0-16MgO肥料,与传统肥料不同,可以根据作物需求释放养分,不受降雨或灌溉的影响。Ostara的FPR符合性评估由Certrust(指定机构)进行。公司表示,欧盟FPR CE标志为有机农业认证提供了新的可能性。根据欧盟《有机农业条例》规定,只有符合欧盟FPR规定的要求才能在有机农业中使用回收鸟粪石和沉淀磷酸盐作为肥料。
ViviMag® 磷酸铁回收的进一步试点试验
Kemira和Royal Haskoning DHV正在荷兰Hoensbroek市政污水处理厂进行从剩余污泥中磁性回收Vivianite(磷酸铁(II),蓝铁矿)的试验。ViviMag工艺最初由WETSUS和代尔夫特理工大学(TU Delft)共同研发,现已成为Kemira的专利技术,该工艺包括从厌氧消化污泥中磁力分离Vivianite。合作目的是在荷兰另一家污水处理厂进一步测试和评估ViviMag技术,预计试验将持续至少6个月。Vivianite可作为一种利基肥料产品可在土壤缺铁地区销售,目前正在进行的研究旨在探索将Vivianite中的磷与铁分离,以实现主流磷肥回收利用的可能性。此外,在化学效率和杂质含量评估符合电池规格前提下,Vivianite有可能成为用于生产磷酸铁锂电池的原料。
欧盟资助推广利用人尿回收的农艺生物刺激剂
法国初创公司Toopi Organics将获得840万欧元的欧盟资助,用于开发微生物生物刺激剂Lactopi Start。这种生物刺激剂是利用从公共场所收集的人的尿液培养特定细菌而制成。Toopi Organics公司计划于2025年在法国波尔多附近建立一个全面生产基地,年产量达1 000 m³,适用于约4万公顷的土地。加工后的尿液经过过滤,去除病原体和污染物,然后用作发酵基质,培养特定的乳酸杆菌微生物和乳酸。这些成分可作为生物刺激剂,通过溶解土壤中的磷和刺激植物根系,提高作物对养分的吸收。该产品符合欧盟《肥料产品条例》(FPR)关于"微生物植物生物刺激剂"的标准,但由于乳酸菌未列入CMC7,因此,不能注册为FPR CE标志产品。不过,根据一些国家法规,该产品已获得授权。
在动物饲料中安全使用回收磷酸盐
EasyMining与兽医和农业专家举行的网络研讨会表明,如果克服监管障碍,从剩余污泥焚烧灰分中回收的磷酸钙可以安全有效地用于动物饲料。
Beth Young,瑞典国家兽医研究所流行病学家:
EasyMining的Ash2Phos工艺用于从污泥焚烧灰分中回收钙磷酸盐,并进行了针对病原体的风险评估。评估显示,回收的磷酸盐在猪和鸡的实体试验中与商业磷酸盐饲料添加剂效果一样,提供了可消化的磷。风险评估考虑了疯牛病的朊病毒在剩余污泥中的存在,污水中存在朊病毒的可能性微乎其微,并且在焚烧和Ash2Phos处理阶段,朊病毒存活概率非常低。总体而言,回收的磷酸盐传播细菌、病毒或朊病毒的风险可以忽略不计,但对于朊病毒仍存在知识空白。
Kerstin Sigfridson,Lantmännen产品开发人员:
瑞典农民合作社,拥有18 000名农民,每年提供100万t动物饲料,约占瑞典牲畜饲养量的50%。Lantmännen认为,使用回收磷酸盐具有可持续性优势,而且Ash2Phos回收磷酸盐消化率与商业磷酸盐饲料添加剂(DCP)相同,而且安全。
Sara Stiernstörm,EasyMining 产品经理:
他解释说,Ash2Phos回收磷酸盐(RevoCaP 沉淀磷酸钙)与商业饲料磷酸盐相比,具有更多优点,回收率高、且还能回收其它产品,目前已计划大规模投入生产。然而,目前还存在一个重大的监管障碍,这一点需要改变。EasyMining希望看到从污水中回收磷成为强制性规定,剩余污泥焚烧灰分应被视为安全的起点,产品立法应基于质量而非投入材料来源,激励措施应支持使用清洁、安全的回收材料。
3、水产养殖、藻类和渔业
从鱼粪、藻类、海产品和水产养殖中回收营养物之法律地位
ESPP将与欧盟委员会会面,讨论海洋和水产养殖营养物循环利用问题,提供了一份表格草案,概述了涵盖废物、肥料、动物副产品、有机农业、动物饲料等不同海洋/水产养殖/藻类材料的法律地位和问题,欢迎建言、评论或补充,特别关注鱼类和海产品加工、水产养殖废物和鱼类污泥、藻类生产中养分和有机物回收利用,以解决目前法规不明确或对循环经济造成障碍的问题。
综述:渔业和水产养殖营养物回收
该综述突出了从鱼类加工废物和水产养殖中回收养分巨大、不断增长的潜力。水产养殖在过去三十年中大幅增长,然而,必须解决监管挑战和差距,同时开发适用于各种废物流的技术。鱼类加工废物占比巨大,每生产1 t鱼可能产生1.5 t污泥。鱼污泥营养成分各不相同,大约2/3鱼饲料中的磷在鱼污泥中未被回收。通过各种方法,已证明了从渔业废物或其制成肥料中回收磷的有效性。鱼蛋白水解物和甲壳类动物甲壳素/壳聚糖不仅被认为是植物生物刺激剂,同时也提供植物营养。欧盟法规,包括工业排放指令、废物法规、动物副产品、食品卫生和健康、肥料以及有机农业等,都会影响养分回收工作。然而,从渔业废物、副产品或水产养殖污泥中制成的产品尚未被列为欧盟肥料产品法规2019/1009类别。此外,在回收过程中需要注意盐度因素。
4、相关研究
捷克和日本污水污泥处理情况
该论文分析了捷克和日本对污水污泥进行资源化以及污水中磷去向的途径。在捷克,超过3/4的污水污泥被用于土壤(主要用于农业和堆肥),12%被参烧,7%仍被填埋。而在日本,仅约11%的污水污泥用于土壤,大部分被焚烧利用(占71%,同时也用于水泥生产和其它热加工燃料),仅不到1%用于填埋。两国污水污泥中磷含量为2.4~3.4%P/干重,而消化污泥中磷含量则更高。论文估计,在这两个国家,污水中磷可以替代约13~16%矿物磷肥使用量,但未考虑到当前捷克3/4的剩余污泥磷是通过土地利用(主要是在厌氧消化或堆肥后)进入土壤的。该论文指出,相比商业肥料,剩余污泥中的磷在作物中的有效性较低。
荷兰废水营养物循环利用项目KNAP
瓦赫宁根大学和研究所在污水、分散式卫生设施和农业食品废水中营养物质回收和利用方面展开研究。项目重点是生产可用于耕地、饲料作物、园艺和有机种植的再生肥料。该项目计划在2023年至2026年期间进行,包括多家机构和行业。项目目标包括实施养分回收和价值评估案例、开发废水中回收养分产品的质量体系、收集养分流动和损失数据、评估回收养分产品的农艺价值以及分析监管障碍。
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