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污泥資源化利用系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的編制問題

更新時間:2008-11-03 10:06 來源:生態(tài)環(huán)境 作者: 林毅 談勇 閱讀:3721 網(wǎng)友評論0

摘要:為解決污泥處置問題,防止二次污染,維護(hù)良好生態(tài)環(huán)境,提高資源化利用水平,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)型城市的建設(shè),建設(shè)部提出完成污泥系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。

關(guān)鍵詞:污泥;污泥處置;泥質(zhì);標(biāo)準(zhǔn);分類;混合填埋;園林綠化;農(nóng)用;焚燒;土地改良;制磚

隨著國內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠不斷建設(shè),污水處理量越來越大,由此產(chǎn)生的污泥也越來越多。目前許多地區(qū)的污泥處置基本處于一種無序的處理狀態(tài)。由于污泥含有大量的有毒有害物質(zhì),保證污泥處置安全有效而不引起二次污染[1],盡快制定污泥處置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),是行業(yè)最高主管部門迫切而重要的任務(wù)。

因此,在“十一五”規(guī)劃中建設(shè)部開始逐步推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的研究和編制工作。這將有利于促進(jìn)我國污泥處理與處置的發(fā)展,防止污泥造成二次污染,有利于促進(jìn)污泥資源的再利用[2]。

本文結(jié)合廣州市排水監(jiān)測站的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究工作,詳細(xì)闡述了國內(nèi)外污泥系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀以及最新的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究工作進(jìn)展,并對今后的研究方向進(jìn)行了展望。

1  國外污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

污泥處理處置主要原則為減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化,處理要求是最終處置時對環(huán)境無害。為了貫徹共同的原則及最終處理要求,很多國家都制定了符合其國情的污泥處理處置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,同時也制定了相應(yīng)的管理措施。

美國的污泥處理處置標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要是美國環(huán)保局(EPA)1993年2月頒布的《美國生物污泥產(chǎn)生、使用和處置報告》(40 CFR Part 503)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較為全面地制定了各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如污泥在土地利用方面、在污泥填埋方面、在污泥焚燒方面都作了較為詳細(xì)的規(guī)定。在土地利用上,“40 CFR Part 503”對污泥質(zhì)量的規(guī)定主要包括重金屬和病原菌兩個方面。在重金屬濃度控制指標(biāo)中,不僅有最高濃度限制,還有月平均濃度限制、累計負(fù)荷限制和年污染負(fù)荷。在污泥填埋和焚燒方面,“40 CFR Part 503”條例對污泥單獨(dú)填埋作了具體規(guī)定,包括總體要求、污染物限值、管理?xiàng)l例、監(jiān)測頻率、記錄和報告制度等,焚燒產(chǎn)生的煙氣控制按美國煙氣污染控制法案的控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

歐共體1986年6月12日頒布了《污水污泥土地利用的管理規(guī)范》(86/278/EEC),后來又修正為“91/692/EEC”。在污泥填埋方面,制定了更嚴(yán)格的污泥重金屬含量的限制標(biāo)準(zhǔn),一些國家還引進(jìn)了污泥中有機(jī)污染物含量的限制標(biāo)準(zhǔn)。1999年頒布了《污泥管理規(guī)范》(1999/31/EC)以及《歐盟填埋指導(dǎo)準(zhǔn)則》(European Landfill Directive),主要是控制污泥填埋工藝的使用。在污泥焚燒方面,歐盟制定了《廢棄物焚燒準(zhǔn)則草案》(Draft Directive on Incineration of Waste)(94/08/20),該準(zhǔn)則對各種污染物排放濃度設(shè)定了固定排放標(biāo)準(zhǔn)值。歐盟關(guān)于污泥制作建材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中,對重金屬浸出量及重金屬在灰渣中的含量都作了嚴(yán)格的限制。

在日本,制定了多部與污泥有關(guān)的法律法規(guī)、管理辦法、操作標(biāo)準(zhǔn),主要包括《污泥綠農(nóng)地使用手冊》、《污泥建設(shè)資材利用手冊》、《廢棄物處理法》等。其中,日本建設(shè)部制訂的《污泥綠農(nóng)地使用手冊》,主要用于促進(jìn)污泥景觀利用。1999年日本約有60.6%污泥使用在農(nóng)業(yè)和景觀上,污泥再利用方面的執(zhí)行上,日本制定相當(dāng)嚴(yán)格的重金屬限值標(biāo)準(zhǔn),以規(guī)范污泥作為農(nóng)地使用。在日本對于填埋污泥中污染物限值極其嚴(yán)格,除了對重金屬限值標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格外,還包括烷基汞化合物、苯、多種有機(jī)物指標(biāo)。日本是全世界利用焚燒爐灰渣和熔融渣進(jìn)行回收再利用最早的國家,1991年,日本建設(shè)省制定了《污泥建設(shè)資材利用手冊》,推廣污泥回收再利用工作。

由此可見,國外對污泥處置的四大類型:土地利用、填埋、制建筑材料、焚燒都作了相關(guān)規(guī)定。

2  國內(nèi)系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

2.1  污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1984年5月18日,中華人民共和國城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了我國最早的污泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4284-1984)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用于在農(nóng)田中施用的城市污水處理廠污泥、以及江、河、湖、庫、塘、溝、渠的沉淀底泥中污染物(如鎘、汞、鋁、鉻、砷、硼、銅、鋅、鎳、礦物油和苯并(a)芘,共11項(xiàng)控制項(xiàng)目)的控制標(biāo)準(zhǔn)。如鎘在pH<6.5的酸性土壤上,最高容許含量為5 mg/kg干污泥;在pH≥6.5的中性和堿性土壤上,其含量為20 mg/kg干污泥。標(biāo)準(zhǔn)同時說明污泥每年用量不超過2000 kg(以干污泥計)及施用年限,并配有監(jiān)測方法。與歐美國家相比,該標(biāo)準(zhǔn)對有機(jī)物指標(biāo)的相對控制較少[4](《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4284-1984))。實(shí)際上,在上世紀(jì)80年代初制定這一國家標(biāo)準(zhǔn)時,我國在污泥農(nóng)用方面的研究工作積累很少,因此,制定的標(biāo)準(zhǔn)會受到一些限制。

2002年12月24日,國家環(huán)境保護(hù)總局和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)。該標(biāo)準(zhǔn)在4.3條款中規(guī)定:城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化處理,穩(wěn)定化處理后的控制項(xiàng)目包括有機(jī)物降解率(%)、含水率(%)、蠕蟲卵死亡率(%)和糞大腸菌菌群值,并對控制項(xiàng)目值作了規(guī)定;該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了污泥農(nóng)用時污染物控制指標(biāo),其中污泥農(nóng)用的控制指標(biāo)為14項(xiàng),前11項(xiàng)沿用《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》中的控制標(biāo)準(zhǔn),增加了3項(xiàng)有機(jī)物控制指標(biāo),將銅和鋅的控制標(biāo)準(zhǔn)放寬[5](《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002))。

2.2  系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

為解決城市污水處理廠的污泥出路問題,防止二次污染,維護(hù)良好生態(tài)環(huán)境,提高資源化利用水平,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)型城市的建設(shè),建設(shè)部提出首先完成四個系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。

2007年1月29日,中華人民共和國建設(shè)部正式發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:分類》(CJ/T 239-2007)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了“城鎮(zhèn)污水”、“城鎮(zhèn)污水處理廠”、“城鎮(zhèn)污水處理廠污泥”、“污泥處理”、“污泥處置”、“污泥土地利用”、“污泥填埋”、“污泥建筑材料利用”、“污泥焚燒”等術(shù)語的定義,并按照污泥的最終消納方式對污泥進(jìn)行了分類,包括污泥土地利用(包括農(nóng)用、園林綠化、土地改良)、污泥填埋(包括單獨(dú)填埋、混合填埋、特殊填埋)、污泥建筑材料利用(包括制水泥添加劑、制磚、制輕質(zhì)骨料、制其他建筑材料)、污泥焚燒(包括單獨(dú)焚燒、與垃圾混合焚燒、利用工業(yè)鍋爐焚燒、利用火力發(fā)電廠焚燒)四大類和14個應(yīng)用范圍[6](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:分類》(CJ/T 239-2007))。

同時,建設(shè)部發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》(CJ 247-2007)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T 249-2007)兩個標(biāo)準(zhǔn)!冻擎(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》由北京市市政工程管理處負(fù)責(zé)起草,為污水處理廠污泥控制的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),是對城鎮(zhèn)污水處理廠污泥排放的總體要求?刂茦(biāo)準(zhǔn)值的制定考慮到以下因素:防止對土壤微生物和動物的有害影響,防止其通過植物吸收和動物吸收等方式進(jìn)入生物鏈對人類造成影響。該標(biāo)準(zhǔn)所制定的控制項(xiàng)目中基本控制項(xiàng)目為4項(xiàng),包括pH(5~10)、含水率(<80%)、糞大腸菌群菌值(>0.01)和細(xì)菌總數(shù)(<108 MPN/kg干污泥);選擇性控制項(xiàng)目11項(xiàng),包括總鎘(<20 mg/kg)、總汞(<25 mg/kg)、總鉛(<1000 mg/kg)、總鉻(<1000 mg/kg)、總砷(<75 mg/kg)、總銅(<1500 mg/kg)、總鋅(<4000 mg/kg)、總鎳(<200 mg/kg)、礦物油(<3000 mg/kg)、揮發(fā)酚(<40 mg/kg)、總氰化物(<10 mg/kg)[7](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》(CJ 247-2007))。

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T249-2007)由北京市市政工程設(shè)計研究總院負(fù)責(zé)起草,包括混合填埋泥質(zhì)和用作覆蓋土的污泥泥質(zhì)兩大條款。在混合填埋的泥質(zhì)規(guī)定中,基本指標(biāo)為3項(xiàng):污泥含水率(≤60%)、pH(5~10)和混合比例(≤8%);安全指標(biāo)為11項(xiàng),與《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》(CJ247-2007)中的規(guī)定相同。在用于覆蓋土的污泥泥質(zhì)規(guī)定中,基本指標(biāo)為4項(xiàng):含水率(≤45%)、臭氣濃度(<2級(六級臭度))、施用后蠅密度(<5 只/籠?天)和橫向剪切強(qiáng)度(>25 kN/m2);污泥衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)為2項(xiàng):糞大腸菌菌群值(>0.01)和蠕蟲卵死亡率(>95%)[8](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T249- 2007)。

2007年3月1日,建設(shè)部發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:園林綠化用泥質(zhì)》(CJ 248-2007)標(biāo)準(zhǔn)。由上海市政工程設(shè)計研究總院和上海市城市排水有限公司等單位負(fù)責(zé)起草。在理化指標(biāo)中,pH值的范圍更為細(xì)化,分為堿性土壤和酸性土壤;含水率要求更為嚴(yán)格(≤45%)。在養(yǎng)分指標(biāo)中,總養(yǎng)分(總氮+五氧化二磷+總氧化鉀)為≥40%,有機(jī)質(zhì)含量為≥20%。在污染物濃度限值中,該標(biāo)準(zhǔn)基本延用了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)。在衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的規(guī)定中,與《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T249- 2007)相同[9](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:園林綠化用泥質(zhì)》(CJ 248-2007))。

3  國內(nèi)最新系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

3.1  系列泥質(zhì)國家標(biāo)準(zhǔn)

為盡快規(guī)范我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置污泥的資源化利用工作,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2007年4月3日下達(dá)了2007年第二批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃。根據(jù)國標(biāo)委計函[2007]21號文,由上海市政工程設(shè)計研究總院等單位負(fù)責(zé)制訂國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:分類》,由北京市市政工程設(shè)計研究總院等單位負(fù)責(zé)制訂國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:混合填埋泥質(zhì)》,由北京市市政工程管理處負(fù)責(zé)制訂《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》[3],由上海市政工程設(shè)計研究總院等單位負(fù)責(zé)制訂國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:園林綠化用泥質(zhì)》。四個標(biāo)準(zhǔn)編制組通過對標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步研究,現(xiàn)已完成四個標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿的編制工作,并在全國有關(guān)單位廣泛征求意見,預(yù)計將很快形成標(biāo)準(zhǔn)報批稿。

3.2  系列泥質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

為進(jìn)一步提高資源化利用水平,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)型城市的建設(shè),建設(shè)部于2007年5月21日下達(dá)了2007年建設(shè)部歸口工業(yè)產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂、修訂計劃。依據(jù)建標(biāo)[2007]127號文的要求,由中關(guān)村國際環(huán)保產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心等單位負(fù)責(zé)起草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:農(nóng)用》,由天津水工業(yè)工程設(shè)備有限公司等單位負(fù)責(zé)起草兩個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:焚燒用泥質(zhì)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:土地改良用泥質(zhì)》,由廣州市城市排水監(jiān)測站等單位負(fù)責(zé)起草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:制磚用泥質(zhì)》。

3.2.1  制磚用泥質(zhì)

《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:制磚用泥質(zhì)》編制組通過研究,確立了標(biāo)準(zhǔn)編制原則:應(yīng)鼓勵節(jié)省黏土資源,在技術(shù)允許的條件下應(yīng)盡可能使用污泥作原料;應(yīng)鼓勵節(jié)省能耗,充分利用污泥中的熱能;污泥的制磚原料不應(yīng)損害人體健康;污泥的制轉(zhuǎn)原料在貯、運(yùn)、制磚利用中不應(yīng)危害環(huán)境;應(yīng)規(guī)范污泥制磚新型材料生產(chǎn)行業(yè)的行為;污泥作為建筑原材料應(yīng)符合國家《建筑材料放射性核素限量》標(biāo)準(zhǔn);應(yīng)為政府部門對以利用污泥生產(chǎn)建筑材料的行業(yè)實(shí)施有效管理提供依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(zhì)》征求意見稿中,基本指標(biāo)包括:pH(5~10)、含水率(≤40%)和混合比例(≤10%)。特色指標(biāo)包括:燒失量(干污泥)(≤50%)和放射性核素(干污泥)(IRa≤1.0,Ir≤1.0)。污染物濃度限值的規(guī)定基本與《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:混合填埋泥質(zhì)》的相同,只是部分項(xiàng)目較為嚴(yán)格,總汞為<5 mg/kg干污泥)。衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的規(guī)定與《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:混合填埋泥質(zhì)》相同。污泥在運(yùn)輸、儲存和制燒結(jié)磚時,大氣污染物排放最高允許濃度應(yīng)滿足GB18918的要求[10](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:制磚用泥質(zhì)》征求意見稿)。

3.2.2  焚燒用泥質(zhì)

在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:焚燒用泥質(zhì)》征求意見稿中,理化指標(biāo)包括:pH、污泥含水率、有機(jī)質(zhì)和臭度,特色項(xiàng)目是有機(jī)質(zhì)。污染物濃度限值包括16個指標(biāo),其中14個項(xiàng)目與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中污泥農(nóng)用的14項(xiàng)控制指標(biāo)相同,增加了揮發(fā)酚和總氰化物兩項(xiàng)。衛(wèi)生防疫安全指標(biāo)包括糞大腸菌菌群、細(xì)菌總數(shù)和蛔蟲卵死亡率,增加了細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)。營養(yǎng)指標(biāo)包括總氮(以N計)總磷(以P2O5計)總鉀(以K2O計)和有機(jī)質(zhì)含量[11](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:焚燒用泥質(zhì)》征求意見稿)。

3.2.3  土地改良用泥質(zhì)

在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:土地改良用泥質(zhì)》征求意見稿中,理化指標(biāo)包括:pH、含水率、有機(jī)質(zhì)、低位熱值和揮發(fā)份,特色項(xiàng)目是有機(jī)質(zhì)、低位熱值和揮發(fā)份。污泥焚燒污染物指標(biāo)共14項(xiàng),包括有機(jī)汞、汞及其化合物、鉛、鎘、總鉻、六價鉻、銅及其化合物、鋅及其化合物、鈹及其化合物、鋇及其化合物、鎳及其化合物、砷及其化合物、無機(jī)氟化物、氰化物[12](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 土地改良用泥質(zhì)》征求意見稿)。

3.2.4  農(nóng)用泥質(zhì)

在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:農(nóng)用泥質(zhì)》征求意見稿中,將泥質(zhì)要求分為化學(xué)污染物、物理性質(zhì)、生物性有害物質(zhì)指標(biāo)和污泥的養(yǎng)分特性。其中,化學(xué)污染物包括總砷、總鎘、總鉻、總銅、總汞、總鎳、總鉛、總鋅、苯并(a)芘和礦物油共10項(xiàng)目;物理性質(zhì)包括水分(游離水)、粒徑和雜物3個項(xiàng)目;生物性有害物質(zhì)指標(biāo)包括蛔蟲卵死亡率、糞大腸菌群值和種子相對發(fā)芽率3個項(xiàng)目;污泥的養(yǎng)分特性包括有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀(N+P2O5+K2O)含量和酸堿度pH值3個項(xiàng)目[13](《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:農(nóng)用泥質(zhì)》征求意見稿)。

4  問題與對策

目前,建設(shè)部計劃編制污泥處置的四大類十四個類別的泥質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn),編制工作正在逐步推進(jìn)。2007年發(fā)布的4個污泥泥質(zhì)的系列泥質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)――《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:分類》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:混合填埋泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:園林綠化用泥質(zhì)》已經(jīng)進(jìn)入國標(biāo)的編制階段;2008年末,將完成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:農(nóng)用》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:焚燒用泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:土地改良用泥質(zhì)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置:制磚用泥質(zhì)》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作?梢灶A(yù)期,2008年需要推進(jìn)的工作,是如何盡快推進(jìn)行標(biāo)升國標(biāo)的問題。

根據(jù)國家的計劃安排,還將對分類中的四大類14項(xiàng)范圍逐步制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),從而規(guī)范我國的污泥處置工作,使城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥得到更為妥善的處置。當(dāng)然,標(biāo)準(zhǔn)的制定由于涉及面多,受時間、地域、成本、可執(zhí)行性等方面的影響,污泥處置目前還是世界難題。因此,標(biāo)準(zhǔn)制訂后,仍需大家在遵照執(zhí)行的同時,發(fā)現(xiàn)存在問題,不斷修正。

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