我們需要什么樣的市政污泥處置理念?(上)
隨著市政污泥問題的突顯,國家進(jìn)行了“十二五”規(guī)劃,但效果差強(qiáng)人意。在世界環(huán)保技術(shù)日趨成熟的背景下,我們的問題確實(shí)是出在環(huán)保理念上。在下一個五年計劃即將制定之際,如何厘清市政污泥處置的理念顯得尤為關(guān)鍵。
本文分成兩個部分,第一部分介紹市政污泥的基本情況及污泥土地利用和農(nóng)用,第二部分簡紹市政污泥焚燒。
環(huán)保的目的是什么?
市政污泥處置和其它環(huán)保類別相同,是一個系統(tǒng)工程。環(huán)保的定義是為大自然和人類福祉而保護(hù)自然環(huán)境,對于市政污泥處置來講其目的就是“無害于環(huán)境”。因此,國家提出的污泥處置政策中“無害化”必然是一切處置方式的前提。
市政污泥害從何來?
在講到污泥的危害的時候,通常的說法都很復(fù)雜,筆者認(rèn)為美國環(huán)保局EPA的劃分十分清晰。EPA對用于土地利用的污泥污染物限值分成了兩大部分:
一、重金屬類
二、病原體及帶菌體類。
因此,對于市政污泥的無害化處置也應(yīng)是圍繞這兩大污染物。
污泥最終到哪里去?
現(xiàn)有的除焚燒以外的市政污泥處置方式,都無法最終消除污泥。例如堆肥、厭氧消化、熱干化、高干脫水等處置工藝,僅能實(shí)現(xiàn)一定程度的“減量化”,此類工藝處置后的污泥最終仍會回歸至土地。
以美國為例,其涉及市政污泥處置的聯(lián)邦法律40 CFR Part 503(著名的503法案)由五部分組成:總則、土地利用、表面處理、病原體及帶菌體減量、焚燒。其中,表面處理和病原體及帶菌體減量都是為了讓污泥滿足土地利用的規(guī)定條件,因此污泥的最終去向只有兩個:土地 和 焚燒。
土地利用是什么?
在我國試行的規(guī)范中將土地利用與污泥農(nóng)用區(qū)分開來,“土地利用主要包括園林、綠化、林業(yè)、垃圾填埋場覆蓋土和土壤修復(fù)及改良等(不包括污泥農(nóng)用)。”
而在美國的503法案中,將污泥農(nóng)用也納入到土地利用范疇內(nèi),“土地利用是指一切將散裝或袋裝市政污泥應(yīng)用于土地的形式,并且實(shí)益應(yīng)用均為農(nóng)業(yè)等級。這些實(shí)益應(yīng)用實(shí)踐包括應(yīng)用于:農(nóng)業(yè)用地,例如用于生產(chǎn)食物、飼料和纖維作物、草場和牧場;非農(nóng)業(yè)用地,例如森林;公眾接觸場地,例如公園和高爾夫球場;遭破壞土地,例如廢礦、建筑工地和采石場;以及家庭草坪和花園。銷售或分發(fā)市政污泥產(chǎn)品(例如堆肥或熱干化產(chǎn)品)是在土地利用范圍內(nèi)。”
污泥填埋在我國僅作為污泥處置的過渡性措施,在美國更是不被推崇的市政污泥處置方式。
我國如何規(guī)范污泥土地利用?
我國的市政污泥土地利用和農(nóng)用的使用條件有3個標(biāo)準(zhǔn)1,分別對園林綠化、土地改良和農(nóng)用污泥泥質(zhì)做了規(guī)范。而這三個標(biāo)準(zhǔn)中,除對重金屬有限制要求外,農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)中并無對病原體、細(xì)菌和蟲卵的要求;對于污泥應(yīng)用的累積量、施用年限和檢測率規(guī)范都不完全;“糞大腸菌群值”竟然沒有單位;最重要的是三個標(biāo)準(zhǔn)中都有對礦物油和笨并(a)芘的限值要求,而這兩項(xiàng)限值僅在1984年版的污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)中有如下說明:
施用符合本標(biāo)準(zhǔn)污泥時,一般每年每畝用量不超過2000kg(以干污泥計)。污泥中任何一項(xiàng)污泥化合物含量接近于本標(biāo)準(zhǔn)時,連續(xù)在同一塊土壤上施用,不得超過20年。含無機(jī)化合物較少的石油化工污泥,連續(xù)施用可超過20年。在隔年施用時,礦物油和笨并(a)芘的標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)放寬。
早已被列入《國家危險廢物名錄》的石油化工污泥竟也赫然出現(xiàn)農(nóng)用和土地利用允許范疇內(nèi)!
美國如何規(guī)范污泥土地利用?
首先,503法案中明確規(guī)定,法案適用于處置生活污水及生活化糞池所產(chǎn)生的市政污泥,不適用于如隔油池殘留物或其它泵自商業(yè)設(shè)施的非生活廢水殘留物、工業(yè)廢水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥、或自公共廢物處理設(shè)施的粗砂和篩后殘余物。
其次,法案規(guī)定了重金屬的限值、累計負(fù)荷率和年負(fù)荷率,并將病原體減量分為CLASS "A"和CLASS "B"兩部分。其中A的限值要求較高,如滿足A的要求污泥可以出售或分發(fā)用于土地利用;B是土地利用和表面處理對于病原體減量的最低要求,未達(dá)CLASS "B"的污泥不能做任何土地應(yīng)用。
同時,法案中還對病原體及帶菌體減量工藝做了詳細(xì)描述和規(guī)范,例如對于現(xiàn)在國內(nèi)正在推廣的厭氧消化工藝,法案就規(guī)定:
市政污泥厭氧狀態(tài)下,平均細(xì)胞滯留時間和溫度范圍為35~55℃下15天至20℃下60天”才能滿足病原體減量的最低要求,并且揮發(fā)性固體減量38%以上才能滿足帶菌體減量的要求。而對于熱干化工藝,更是要求必須干化至含水10%以下方能滿足病原體和帶菌體減量要求。
不但如此,法案中還有關(guān)于不同農(nóng)作物施用的詳細(xì)規(guī)定,例如:規(guī)定農(nóng)作物收獲部分如果與污泥直接接觸(如西瓜、南瓜等)則在污泥施用之后14個月不能收獲,而收獲部分在土層下的(如土豆、蘿卜等)則在污泥施用之后20個月不能收獲。
第一部分小結(jié)
污泥處置(焚燒工藝除外)后還會回歸土地。因此采用除焚燒之外的處置工藝之前,都要提前規(guī)劃后續(xù)的處置工藝,是否有足夠的可持續(xù)的土地施用條件是工藝選擇的前提。如果沒有足夠的土地可供施用,就只能考慮焚燒。
重金屬含量是一切土地利用或農(nóng)用的前提。由于除焚燒外的其它成熟工藝均無法去除污泥中的重金屬,因此,在污泥自污水廠產(chǎn)生起其重金屬含量就決定了其是否適于土地利用。未處理的市政污泥重金屬含量經(jīng)檢測是否達(dá)標(biāo)是其能否被土地利用或農(nóng)用的前提。
污泥回歸土地前必須嚴(yán)格限定其病原體及帶菌體的密度。無論是作為農(nóng)用還是園林綠化、或是土壤改良,這些污泥都無法避免會與人直接接觸,必須提前預(yù)防其感染的風(fēng)險。經(jīng)歷了非典和禽流感的中國,對傳染病的危害應(yīng)該有切膚之痛。消化、干化、堆肥等工藝不要過分宣揚(yáng)其經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)切實(shí)關(guān)注其工藝對病原體及帶菌體的消滅效果。
附錄:503法案市政污泥必須經(jīng)如下工藝處置方能滿足CLASS "B"要求。
可顯著減少病原體工藝 |
1) 好氧消化 – 市政污泥被空氣或氧氣攪動以維持好氧狀態(tài),平均細(xì)胞滯留時間和溫度范圍為20℃下40天至15℃下60天。 |
2) 風(fēng)干 – 市政污泥于沙床上或在鋪砌或未鋪砌的盆地內(nèi)干燥最少三個月。在這三個月中的兩個月環(huán)境溫度必須高于0℃。 |
3) 厭氧消化 - 市政污泥厭氧狀態(tài)下,平均細(xì)胞滯留時間和溫度范圍為35~55℃下15天至20℃下60天。 |
4) 堆肥 – 使用容器內(nèi)、靜態(tài)空氣混合堆放或料堆堆肥方式,市政污泥溫度升至40℃以上5天。在這五天中的四個小時,堆肥堆的溫度超過55℃。 |
5) 石灰穩(wěn)定 – 將足夠的石灰加入到市政污泥中2小時后將污泥中的pH值升至12。 |
我們需要什么樣的市政污泥處置理念?(下)
隨著市政污泥問題的突顯,國家進(jìn)行了“十二五”規(guī)劃,但效果差強(qiáng)人意。在世界環(huán)保技術(shù)日趨成熟的背景下,我們的問題確實(shí)是出在環(huán)保理念上。在下一個五年計劃即將制定之際,如何厘清市政污泥處置的理念顯得尤為關(guān)鍵。本文分成(上)、(下)兩個部分,(上)介紹市政污泥的基本情況及污泥土地利用和農(nóng)用,(下)簡紹市政污泥焚燒。
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在對氯乙烯等含氯塑料的焚燒過程中,焚燒溫度低于800℃,含氯垃圾不完全燃燒,極易生成二噁英。燃燒后形成氯苯,后者成為二噁英合成的前體;
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其他含氯、含碳物質(zhì)如紙張、木制品、食物殘?jiān)冉?jīng)過銅、鈷等金屬離子的催化作用不經(jīng)氯苯生成二噁英。
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在制造包括農(nóng)藥在內(nèi)的化學(xué)物質(zhì),尤其是氯系化學(xué)物質(zhì),像殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、落葉劑(美軍用于越戰(zhàn))、多氯聯(lián)苯等產(chǎn)品的過程中派生。
含氯塑料、含氯碳物質(zhì)經(jīng)催化和低溫燃燒。
“將購買干化設(shè)備的錢存入銀行,其利息就足夠支付直接焚燒所需的燃料費(fèi)用了!”
污染物
|
單位
|
EPA
|
GB 18485
|
鎘Cd
|
mg/dscm
|
0.0011
|
0.1
|
一氧化碳CO
|
mg/dscm
|
31
|
80
|
氯化氫HCl
|
mg/dscm
|
0.35
|
50
|
汞Hg
|
mg/dscm
|
0.0010
|
0.05
|
氮氧化物NOx
|
ppmvd
|
30
|
250
|
鉛Pb
|
mg/dscm
|
0.00062
|
1.0
|
PCDD/PCDF, TEQ
|
ng/dscm
|
0.0044
|
0.1
|
顆粒物PM
|
mg/dscm
|
9.6
|
20
|
二氧化硫SO2
|
mg/dscm
|
13.9
|
80
|