美國和歐洲的污泥年產(chǎn)量分別約7百萬噸和1千萬噸干污泥。污泥產(chǎn)率在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家間差別較大。即使在歐洲,各國的污泥產(chǎn)率也存在很大差別。例如,馬耳他產(chǎn)率最低,約為0.5g干污泥(dry solid/PE x d),而奧地利污泥產(chǎn)率最高,約為97g干污泥。歐洲各國污水和污泥處理規(guī)范及工藝的不同,導(dǎo)致了各國間的污泥產(chǎn)率的較大差異?傮w上,前十年全球污泥產(chǎn)量持續(xù)增加,只有德國是例外。德國的污泥量從每年250萬噸干污泥減少到200萬噸。
1 歐洲日趨嚴(yán)格的立法
歐盟污泥指南(Sewage Sludge Directive 86/278/EEC)規(guī)定了污泥農(nóng)用的最低條件。該指南1986年生效,設(shè)定了污泥中重金屬含量的限值。不久的將來,歐盟將頒布更為嚴(yán)格的指南,特別是針對污泥中的病原體,有機(jī)微污染物含量。在歐盟污泥指南的框架下,歐洲各國制定了本國污泥農(nóng)用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),對重金屬、病原體和微污染物制定了更為嚴(yán)格的限值。如在奧地利、捷克、丹麥、法國、德國和瑞典,其污泥有機(jī)微污染物限值中包括了可吸附鹵化物,鄰苯二甲酸二己酯(DEHP)、直鏈烷基苯磺酸鹽、多環(huán)芳烴(PAHs)、壬基酚(NP/NPE)、多氯聯(lián)苯(PCB)、多氯代二惡英(PCDD),多氯代苯并呋喃(PCDF)等。
那些污泥以焚燒為主的國家,如奧地利、比利時(shí)、荷蘭和德國,其標(biāo)準(zhǔn)中對污泥重金屬的要求最為嚴(yán)格。而丹麥、法國、芬蘭、意大利、盧森堡和波蘭則對污泥中微生物和病原菌要求相對更嚴(yán)(如沙門氏菌、大腸桿菌、糞鏈球菌、腸病毒、寄生蟲卵等)。
由于歐洲各國對污泥中重金屬、病原菌和微污染物限值的巨大差異,導(dǎo)致污泥后續(xù)處置方法迥異。西班牙(65%)、英國(65%)、法國(50%)的污泥都用于農(nóng)業(yè);然而,在希臘和愛爾蘭,污泥幾乎全部填埋;在瑞士和荷蘭,90%污泥去焚燒,同時(shí)輔以熱能回收。污泥處理過程中的熱能回收正逐漸成為歐洲的趨勢。
2 污泥土地利用在美國受到抵制
美國環(huán)保署(EPA)1993年的40 CFR中503條例,對污泥利用提出了指導(dǎo)性建議。多年來,有些州對污泥的土地利用做出了顯著的改變,如德克薩斯州和佛羅里達(dá)州針對B級(jí)(Class B)污泥的土地利用限制更加嚴(yán)格,近些年德克薩斯污泥土地利用案例驟降75%。在佛羅里達(dá),隨著對磷的管理和病原菌去除有了新的要求,石灰穩(wěn)定污泥法被限制,而其它很多州正考慮采用類似的法令。此外,EPA已經(jīng)識(shí)別了九種污染物(鋇、鈹、 4-氯苯胺、熒蒽、錳、硝酸鹽、亞硝酸鹽、芘和銀)和其它一些有機(jī)微污染,正在考慮將上述指標(biāo)納入將來的污泥標(biāo)準(zhǔn)限值中。同時(shí),由于公眾的反對,加利福尼亞和佐治亞州正考慮對污泥的土地利用全面禁止。最近,EPA對固體廢物進(jìn)行了重新界定,將污水廠污泥包括其中,并尋求針對污泥焚燒工藝的污泥最大可實(shí)現(xiàn)控制閾值標(biāo)準(zhǔn)(MACT)。因此,未來在美國將會(huì)有更多的污泥被焚燒,這也將促使污水處理廠考慮將填埋作為更便宜的選擇。
3 中國的變化趨勢
中國年產(chǎn)污泥大約2200-3000萬噸污泥(CGI,2011),這還沒有考慮逐日增加的污水處理廠。針對未來十年,中國政府制定了約500億美元投資于污水處理設(shè)置的規(guī)劃,有助于污水收集管網(wǎng)和污水處理廠的快速建設(shè)。因此,中國的污泥產(chǎn)量將會(huì)持續(xù)快速增加。事實(shí)上,在過去的五年里,全球5%的污泥增量來源于中國。在2005-2013年間,中國城鎮(zhèn)污水處理廠從700座增加到3100座,預(yù)計(jì)未來兩年,總數(shù)量將超過5000座。由于缺少系統(tǒng)性的污泥處理與管理規(guī)范框架,將未適當(dāng)處理的污泥直接排放到環(huán)境中,在中國并不少見。而工業(yè)污水處理產(chǎn)生污泥的情況問題最大,因?yàn)槠渲型休^高含量的重金屬和有毒物質(zhì),將會(huì)對環(huán)境、公眾健康以及經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重威脅。然而情況快速變化,污水處理廠現(xiàn)在被要求必須對污泥進(jìn)行合適的處理與處置;同時(shí)資源回收也逐漸被重視。目前,約48%的污泥用于農(nóng)業(yè),34%填埋,14%排放到環(huán)境中,4%被焚燒及其它處置。
4 面向資源的回收
最終處置方法、立法和政策趨勢、公眾接受度、技術(shù)選項(xiàng)及其可行性、資源回收的潛力等,這些都是實(shí)踐污泥處理與管理所需要考慮的諸多因素;谀壳暗内厔,污泥農(nóng)用將可能會(huì)變得更具挑戰(zhàn)也更加昂貴。對土地利用中污泥的重金屬、新型污染物和病原菌等含量制定更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)也成為趨勢。通過預(yù)處理工藝或者由厭氧處理替代好氧處理,減少污泥產(chǎn)量也是預(yù)期趨勢。替代性的污水處理工藝,如用藻類代理活性污泥去除氮磷營養(yǎng)物也逐漸引起關(guān)注,這些藻類后續(xù)可被用于生物能源。降低污泥量已成為眾多污水處理廠的優(yōu)先考慮問題。
近些年來,污泥已經(jīng)不再被視為廢棄物,而被當(dāng)做能源、營養(yǎng)鹽和有機(jī)物的回收來源。資源回收已經(jīng)逐漸成為污泥處理與管理的核心內(nèi)容,并注重在厭氧消化和熱處理、污泥和餐余垃圾共消化產(chǎn)沼氣、磷回收等方面。此外,資源回收的其它機(jī)會(huì)還包括,生物聚合物、生物塑料、生物殺蟲劑、表面活性劑和酶等。
隨著對能源和營養(yǎng)物需求及其價(jià)格的持續(xù)增長,從污泥中回收資源的技術(shù)正在不斷涌現(xiàn)。以鳥糞石的形式回收磷就是很好的案例,出現(xiàn)多個(gè)低能耗、低藥耗、設(shè)備結(jié)垢最小化的回收技術(shù)。最后,在污泥濃縮和脫水技術(shù)方面的技術(shù)創(chuàng)新也非常重要,非常必要。畢竟95%-99%的污泥是水,其中的含水量決定了后續(xù)處理過程的規(guī)模及其相應(yīng)工藝設(shè)計(jì),并也將顯著影響污泥在土地利用、焚燒和填埋上的工藝適應(yīng)性。
全球污泥處理、處置、管理的現(xiàn)狀與動(dòng)向
時(shí)間:2015-03-02 10:40
來源:環(huán)境工程微信
作者:BanuOrmeci