国内外城市污水处理厂污泥标准对比研究与建议-王海燕.pdf
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1、给水排水?Vol?36?No?10?201027?国内外城市污水处理厂污泥标准对比研究与建议王海燕1?姚金玲1?武雪芳1?于云江1?王凯军2?王?琪1?王宗爽1(1 中国环境科学研究院,北京?100012;2 清华大学环境科学与工程系,北京?100084)?摘要?我国城市污水处理厂污泥的处理处置问题已经迫在眉睫,而污泥各类标准是污泥处理处置和管理的重要依据和准绳。为了解我国污泥标准的发展现状和方向,概述了我国现有的污泥标准,以及美国、欧盟、德国和英国的污泥标准体系,并从控制项目及其限值的制定、标准的实施与管理、标准体系完善性等方面对国内外标准进行了比较和分析。通过对比分析,指出我国污泥标准制修
2、订中存在的问题,并据此提出改善建议。关键词?城市污水处理厂?污泥标准?污泥处理与处置Comparative study and suggestion on the domestic and internationalstandards for municipal sewage sludgeWang Haiyan1,Yao Jinling1,Wu Xuefang1,Yu Yunjiang1,Wang Kaijun2,Wang Qi1,Wang Zongshuang1(1?Chinese Research A cademy of Environmental Sciences,Beijing 100
3、012,China;2?Departmentof Environmental Science and Engineering,T singhua Univercity,Beij ing 100084,China)Abstract:T he treatment and disposal of sewage sludge is one of the most severe problems inenvironmental protection field.T he standards for sewage sludge are the important basis for thetreatmen
4、t,disposal and management of sewage sludge.In order to master the status quo anddeficiencies of the standards for sewage sludge in China,the existing standards for sewage sludge inChina,United States,European Union,Germany and Britain were outlined and compared in termsof the controlled indicators a
5、nd their limit values,the implementation and management of thestandards,and the perfectibility of the standard systems.On analysis,the existing problems withthe drafting and revising of the standards for sewage sludge were pointed out and some suggestionswere accordingly put forward.Keywords:Municip
6、al wastewater treatment plant;Sewage sludge standards;Sludge treatmentand disposal0?引言随着污水处理厂大规模的兴建与运行,污泥处理处置已经成为我国城市污水处理行业快速发展的瓶颈问题。污泥标准是污泥处理处置的依据和准中央级公益性科研院所基本科研业务专项项目(gyk10901);环保公益性行业科研专项(200809046)。绳,包括城市污水处理厂的污泥排放标准、污泥处理处置标准,也包括适于不同处置方式的污泥泥质等产品标准、污泥检验方法标准等,它们在推动实现污泥的减量化、无害化的各环节中分别发挥着重要作用。目前,我国
7、现行污泥标准体系还存在着体系不健全、缺少操作细则等问题,难以对污泥的处理处置28?给水排水?Vol?36?No?10?2010进行有效指导。为此,本文对美国、欧盟及其成员国英国和德国的污泥标准体系进行研究,从标准的指标体系与指标限值、标准实施与管理规定、污泥标准体系的完善性等几个方面与我国进行对比,从而找出我国现有污泥标准存在的不足之处,同时为我国污泥标准体系的完善和规范性建设提出建议。1?国内外污泥处理处置标准概述1.1?美国美国污泥标准主要是 EPA 颁布执行的?污泥处置与利用标准?(40CFR Part 503)1。该标准于1993 年 2 月公布,采用风险分析的方法,经 11 年的调查
8、研究,共花费了 1 500万美元,较为全面地制定了各种相关标准。主要包含污泥土地利用标准、污泥地表处置标准和污泥焚烧标准三个子标准。各子标准包括总体要求、污染物限制、管理条例、监测频率、记录和报告制度等内容。1.2?欧盟欧盟污泥标准工作主要由欧洲标准化委员会的污泥特性技术委员会负责(CEN/TC 308),分 3 个工作组来完成 2。第 1 组制定污泥参数的标准规范,包括物理参数、化学参数、生物参数 3 个部分。第 2 组制定污泥处理处置方法的指导准则,主要内容为:污泥处理处置术语、污泥土地利用、污泥稳定、污泥焚烧、填埋等。第 3 组研究污泥管理的未来需求,如预测未来污泥量和提出新污泥处理处置
9、路线。欧盟关于保护环境,特别是污泥农用准则(Directive86/278/EEC)3是欧盟有关污泥的主要指令,也是各个成员国制订污泥标准时参考的基本框架。除此之外,欧盟有关污泥处理处置的相关标准还有欧盟废物指令(75/442/EEC)4、欧盟废物焚 烧指令(2000/76/EC)5、欧盟废 物填埋指 令(1999/31/EC)6。这些标准对污泥的处理处置、焚烧和填埋等活动进行了规范。1.2.1?英国英国的污泥标准主要有三个:污泥农用法规(Statutory Instrument 1989 No.1263)7、控制废物法规(Statutory Instrument 1992 No.588)8和
10、废物收集与处置法规(Statutory Instrument 1988 No.819)9。控制废物法规和废物收集与处置法规主要用于规范污泥收集、控制和处置过程。污泥农用法规则给出了污泥用于农业时的总体要求和污染物控制要求,详细规定了污泥施用后的注意事项、污泥施用地点的要求和相关信息的记录和保存要求等,并规定了污泥用于农业时各类污染物的控制限值。1.2.2?德国早在 1972 年,德国就通过了第一部废物处置法(AbfG)10。随后,又制定了污泥法(Abfkl?rV)11和促进物质循环式废物管理和环境相容式废物处理法(KrW?/AbfG)12。污泥法对用于农业或园艺的污泥和施用污泥的农田土壤的相关
11、性质进行了规范。同时,污泥法也是对欧盟污泥农用保护土壤指令(Directive 86/278/EEC)的具体实施。德国污泥法分类详细,不但对污泥土地利用时允许利用的条件、土地利用时的约束条件、土地利用时污泥量的要求、土地利用日程安排等做了详细的阐述,而且还给出了污泥和土壤的样品采集、预处理和样品分析测定的具体方法。1.3?中国1984年,我国颁布了第一部污泥国家标准?农用污泥中污染物控制标准?(GB 4284?84)13。自 20 世纪 90 年代以来,污泥对环境的危害日渐显著,我国污泥相关标准的制定步伐也相应加快。表 1 给出了我国已颁布的污泥标准。由表 1 可知,我国现行污泥标准按照级别可
12、分为国家标准和城市建设行业标准;根据标准的执行性质,又可分为强制性标准和推荐性标准;从标准种类来看,涵盖排放标准、产品标准以及检验方法标准。可以看出,污泥强制性标准主要集中在排放标准,而近期颁布的一系列泥质标准多为推荐性的产品标准,供污水处理厂等污泥产生单位参照执行。2?国内外污泥标准对比与分析2.1?污染物指标体系与指标限值标准的污染物指标体系设置的合理性和精细程度影响了标准的完善性和可执行性。综合分析国内外污泥标准,其污染物指标体系主要包括:基本理化指标、重金属、病原体和微生物、挥发性有机污染物和致癌物以及其他污染物指标。本文重点对比研究了国内外污泥标准中重金属、病原体和微生物、挥发性有机
13、物和致癌物的指标及限值。给水排水?Vol?36?No?10?201029?表 1?我国现行污泥标准项目标准类别标准名称颁布时间国家标准强制性标准?城镇污水处理厂污染物排放标准?(GB 18918?2002)142002 年?农用污泥中污染物控制标准?(GB 4284?84)1984 年部分强制性标准?城镇污水处理厂污泥泥质?(GB 24188?2009)152009 年推荐性标准?城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质?(GB/T 23486?2009)162009 年?城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质?(GB/T 23485?2009)172009 年城市建设行业标准推荐性标准?城市污水处理
14、厂污泥检验方法?(CJ/T 221?2005)182005 年?城镇污水处理厂污泥处置?分类?(CJ/T 239?2007)192007 年?城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质?(CJ/T 289?2008)202008 年?城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质?(CJ/T 290?2008)212008 年?城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质?(CJ/T 291?2008)222008 年?城镇污水处理厂污泥处置农用泥质?(CJ/T 309?2009)232009 年?城镇污水处理厂污泥处置水泥熟料生产用泥质?(CJ/T 314?2009)242009 年2.1.1?重金属指标与限值由于毒性
15、大且具有生物传递效应,各国污泥标准都将重金属作为主要的污染物控制指标之一。污泥农用标准更加重视重金属的控制,不但规定了重金属的控制限值,更针对污泥农用的特点制定出不同的指标类型。从表 2 可以看出,我国污泥农用标准中重金属的种类比较全面,与美国相比,仅缺少对钼(Mo)和硒(Se)的限制。在今后的标准制修订工作中,应围绕我国污泥中重金属的种类和含量特点,并参考国外相关标准,确定反映我国国情的重金属种类。从重金属指标的类型来看,我国重金属限值类型只有一种,即最高允许浓度限值。尽管新颁布的土地改良泥质、农用泥质和园林绿化泥质标准提到了对污泥使用量、污泥累计使用量、连续使用年限和施用频率的要求,但是与
16、国外标准相比,规定不够细致,难以实施和监管。而美国和欧盟则从浓度和施用量两方面规定了重金属指标。2.1.1.1?污泥中重金属浓度限值由表 2 可知,我国污泥农用泥质 A 级标准中各重金属的最高允许浓度限值最低;其次是德国污泥农用标准和我国污泥农用泥质 B 级标准;再次是欧盟和美国的污泥农用标准。由此可见,我国污泥农用标准对重金属的最高允许浓度限值在世界各国中最为严格,为防止污泥重金属污染提供了重要保障。2.1.1.2?重金属施用负荷限值除对污泥中重金属浓度进行控制外,欧盟和美国还规定了污泥中重金属年或累积污染负荷限值。这类限值有利于控制污泥施用量,防止施用污泥的土地受到重金属污染。经对比,欧盟
17、的重金属年污染负荷限值严于美国。我国污泥农用标准没有对重金属年或累积污染负荷做出规定。表 2?各国污泥农用标准污泥中重金属最高允许浓度限值国家或地区铅(Pb)/mg/kg DS铬(Cr)/mg/kg DS镉(Cd)/mg/kg DS镍(Ni)/mg/kg DS铜(Cu)/mg/kg DS汞(Hg)/mg/kg DS锌(Zn)/mg/kg DS砷(As)/mg/kg DS钼(Mo)/mg/kg DS硒(Se)/mg/kg DS美国840?854204 300577 5007575100欧盟750 1 200?20 40300 4001 000 1 75016 252 500 4 000?德国90
18、09001020080082 500?中国(A 级污泥)300500310050031 50030?中国(B 级污泥)1 0001 000152001 500153 00075?注:?表示未作规定。30?给水排水?Vol?36?No?10?20102.1.1.3?土壤中重金属控制限值除了对污泥中重金属浓度进行控制,欧盟还要求污泥进行农用时,对施用污泥的农田土壤进行检测,并规定了土壤中重金属的控制限值,这有利于污泥的合理施用和防止土地污染。经对比,德国土壤中重金属浓度限值严于英国和欧盟。我国污泥农用标准未对此做出规定。2.1.2?病原体及微生物指标与限值美国污泥农用标准对病原体和微生物指标进行了
19、充分的研究并做出了相应的控制规定,体现为减少病原菌和对病原传播动物的吸引。美国按病原体数量将污泥分为 A、B 两类。A 级污泥要求每克干污泥粪 大肠杆菌的 最大可 能数(most probablenumber,MPN)应小于 1?103个或每 4 g 干污泥沙门氏菌的 MPN 应小于 3 个;B 级污泥要求每克干污泥粪大肠杆菌的 MPN 应小于 2?106个或每克干污泥细菌总数应小于 2?106个。欧盟及德国、英国并未对污泥中病原体及微生物的个数做出明确规定,但要求污泥要进行适当的调理以去除其中的病原体及微生物。我国在新制定的污泥园林绿化、土地改良和农用泥质标准中引入了病原体和微生物指标,具体
20、体现在卫生学指标主要是粪大肠杆菌菌值、蠕虫卵死亡率。粪大肠杆菌 MPN 是指每毫升(克)样品内大肠菌群最近似数,用以表示大肠菌群数。粪大肠杆菌菌值是指发现大肠菌群的最小样品量。二者的换算关系是:大肠菌数=1 000/大肠菌值。一般规定:粪大肠杆菌菌值 0.01,蠕虫卵死亡率达到 95%。经过换算,我国污泥标准中对于粪大肠杆菌的规定要严于美国 B 级污泥标准,但比美国 A 级污泥标准宽松。?城镇污水处理厂污泥泥质?(GB 24188?2009)和?城镇污水处理厂污泥处置?土地改良用泥质?(CJ/T 291?2008)还增加了细菌总数指标,规定干污泥中细菌总数应小于 1?108MPN/kgDS,比
21、美国宽松一些。对比可知,我国病原体及微生物指标限值基本与美国相当,但欠缺减少对病原传播动物吸引的控制指标,也并未根据污泥的分级来确定污泥的病原体及微生物指标限值,未能体现污泥分级管理的意义。2.1.3?挥发性有机物和致癌物质指标近年来,POPs 物质由于其在环境中降解缓慢、滞留时间长、可沿食物链逐级放大并对人类健康造成严重损害而受到广泛关注。目前,POPs 物质共有 12 种,可分为三大类:第一类是 9 种有机氯杀虫杀菌剂;第二类是 2 种工业产品,即多氯代二苯并二恶英(PCDD)和多氯代二苯并呋喃(PCDF);第三类是 1 种化工产品,即多氯联苯(PCB)。部分国内外污泥标准考虑了对 POP
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