IWA在2016年10月10日第十屆世界水大會上發(fā)布了專家組（IWA Specialist Groups, SGs）的最新報告Global Trends & Challenges in Water Science, Research and Management。這份報告的第一版于2012年出版，由IWA的25個專家組對其所在領域的新興熱點進行了總結。今年發(fā)布的最新版報告，延續(xù)了其對水行業(yè)不同領域最新話題和前沿趨勢的探討，參與報告編寫的專家組也上升到了36個，所關注的方面更加全面和深入。

這份報告包含38篇不限形式的簡報，每篇文章除了水科研和管理方面的愿景和挑戰(zhàn)之外，還有各種技術細節(jié)和綜合性的解決方案，可謂是融合了IWA專家組成員智慧和熱情的集體成果。IWA微信公眾號將用連載的方式向大家介紹幾個跟中國水處理現(xiàn)狀密切相關的熱點話題。本期要關注的話題是污泥的處置與管理。

第三期：污泥的處置與管理

污泥的成本約占了污水處理總成本的一半，污泥處置和管理是全球水行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)之一。隨著人口和經(jīng)濟的增長，未來會興建更多的新污水廠以及對現(xiàn)有污水廠進行擴建，污泥總量繼續(xù)增加，而污泥處理標準也會越發(fā)嚴格。在發(fā)展中國家，糞便和污泥的管理在保護公眾健康和環(huán)境衛(wèi)生中扮演著重要角色。

根據(jù)WEF2011年和EuroStat2012年的數(shù)據(jù)，美國和歐洲每年的污泥產(chǎn)量約在700萬噸和1000萬噸。但實際中，不同地區(qū)的污泥產(chǎn)量差別較大，例如馬耳他的污泥產(chǎn)量是歐洲最低的，單位人口當量每天的干污泥產(chǎn)量為僅為0.5g，而奧地利的這個數(shù)值則高達97g。污泥產(chǎn)量取決于各國的處理標準以及污水/污泥處理工藝。EuroStat2012年的報告數(shù)據(jù)顯示德國的污泥年產(chǎn)量從250萬噸降至200萬。但在過去十年里，除了德國，歐洲其他國家的污泥產(chǎn)量成逐年上升的趨勢。

  歐洲

歐盟污水污泥指令（Sewage SludgeDirective 86/278/EEC） 自1986年生效至今已經(jīng)沿用了30年，它對污泥農(nóng)用制定了最低條件，例如污泥中重金屬的限值。新的污泥管理指令預計會在不久的將來頒布，到時會提出更高的要求，尤其是在病原體和有機污染物的控制方面。

在歐盟的大管理框架之下，歐洲許多國家都有自己的污泥農(nóng)用標準，其對重金屬、病原體和微量污染物有著更加嚴格的限值。例如奧地利、捷克、丹麥、法國、德國和瑞典如今對有機微量污染物都有明確的標準限定，其中的一些考核指標包括可吸收有機鹵化物 (Adsorbable organohalogen-AOX)、鄰苯二甲酸二己酯（DEHP）、直鏈烷基苯磺酸鹽(linear alkylbenzene sulfonate - LAS)、 壬基酚(NP/NPE)、多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCB)、多氯代二惡英(PCDD)、多氯代苯并呋喃(PCDF)。而奧地利、比利時、荷蘭、德國等依靠焚燒和其他熱處理工藝的國家，則對重金屬的濃度設定了非常低的閾值。德國的標準如下:

這些標準上的差異最終導致在污泥土地利用和最終處置方式的不同：

另一方面，丹麥、法國、芬蘭、意大利、盧森堡和波蘭在一些指示細菌和病原體，如沙門氏菌(Salmonella)、大腸桿菌(Escherichiacoli)、 糞鏈球菌(faecal streptococci)、腸病毒(enteroviruses)、蠕蟲卵(helminth eggs)、腸細菌(enterobacteria)等指標上有更高的標準。

西班牙(65%)、英國(65%)、法國(50%)是主要依靠污泥農(nóng)用的國家，而希臘和冰島則只作填埋。但是1999年歐洲頒布的填埋指令(1999/31/EC)要求用填埋方式對污泥作處置，可生物降解的物質(zhì)含量從2009年的50%減少到2016年的35%。有人預期除非其他方式都不可行，否則填埋這種處置方式將最終在歐洲被摒棄。因此，那些主要使用填埋方式的國家需要尋找替代方案。

結合熱電聯(lián)產(chǎn)的焚燒發(fā)電的處理方式在歐洲愈發(fā)被采用，目前荷蘭和瑞士超過90%的污泥都被焚燒處理。在經(jīng)過了10年的過渡期后，德國在2015年頒布了污泥法令，否決了污泥農(nóng)用的可能性，并要求對污泥中的磷進行回收；這個法令同時也要求在2026年后，所有市政污泥都作焚燒處理。而瑞典則是一個例外，他們鼓勵污泥的農(nóng)業(yè)回用，40%的磷和10%的氮通過土地利用得到回收。

Eurostat統(tǒng)計的2009年歐洲各國城市污水處理廠對產(chǎn)生污泥的處置方式

  美國

美國環(huán)境保護署EPA的聯(lián)邦法規(guī)40CFRPart 503中規(guī)定了污泥管理要求以及促進污泥有效回用的鼓勵性措施。在過去幾年，有些州已經(jīng)在它們的污泥土地利用標準上作出了修改，而例如德克薩斯州和佛羅里達州針對B級（Class B）污泥的土地利用限制條件更加嚴格，這一措施大大減少了污泥土地利用的面積和數(shù)量。WEF2011年的數(shù)據(jù)顯示，德克薩斯州的污泥土地利用者數(shù)量驟減75%，處理量減少25%。而佛羅里達州更是對磷回收和病原體的去除提出了新的要求，并對石灰穩(wěn)定污泥法采取了限制。其他州也正考慮采用類似的規(guī)定。

另外，EPA已經(jīng)識別了9種污染物（鋇、鈹、4-氯苯胺、熒蒽、錳、硝酸鹽、亞硝酸鹽、芘和銀）和其他一些有機污染物，并將其納入日后的法規(guī)考慮范圍。同時，由于公眾對污泥反對態(tài)度的增強，美國東岸、加州、佐治亞州等地區(qū)正考慮禁止污泥的土地利用。而最近，EPA也對固體廢物的定義做出修訂，把污水廠污泥也納入其中，并且尋求針對污水污泥焚燒廠的最大化可控標準（maximum achievable control threshold - MACT）。這樣一來，一些不能達標的焚燒廠可能會轉(zhuǎn)而使用更便宜的處理方式，例如填埋。

  污泥的資源化利用

如今，人們已經(jīng)意識到污泥不是一種廢物，而是一種資源，從中可以回收能源、營養(yǎng)鹽、有機物和水。資源回收依舊是污泥處理的中心，其中的重點包括了通過厭氧消化和熱水解回收能源回收，與餐廚和其他有機廢物一起協(xié)同消化增加沼氣產(chǎn)量、磷回收和有益的農(nóng)業(yè)回用。但是，由于法規(guī)會對重金屬、新型污染物和病原體有更嚴格的要求，污泥農(nóng)用在未來會遇到更多的挑戰(zhàn)。

另一個變化預計是在污水處理工藝方面，產(chǎn)泥量更少的工藝將被更多地應用，例如通過預處理技術回收有機物，或者使用厭氧處理工藝等。另外，我們也需要在污泥濃縮和脫水技術上有所創(chuàng)新。畢竟，污泥中95-99%都是水，污泥的含水率決定了污泥的體積、相應的后續(xù)處理設計以及處置方式（土地利用、焚燒或者填埋）。

關于作者

Banu Ormeci，Carleton University，Canada

未完待續(xù)

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