城镇污水处理厂污泥处置标准研究张辰孙晓王国华上海市政工程设计研究总院1、前言坚持科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会，是我国可持续发展的根本，城镇化进程的发展，改善日益恶化的水环境，必将建设大批城镇污水处理厂。
据统计，到2005年底，全国城市污水处理率由2000年的34%提高到52%，规划至2010年底，全国城镇污水处理率将达到75%，其中省会城市平均达到80%以上，地级市平均达到60%，县级市达到50%，而目前全国尚有61%的城市(278个)没有污水处理厂，至少有30多个城市约50多座污水处理厂运行负荷率不足30%。
因此，为改善环境，保护有限的水资源，污水厂建设刻不容缓。
在建设污水处理厂的同时，必须考虑污泥的同步处理处置。
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)除规定出水水质标准外，还规定污泥的控制标准，提出了污泥稳定化控制指标，就污泥厌氧消化、好氧消化和好氧堆肥等稳定化方法提出了要求，还分别就污泥脱水、填埋和农用时进行了规定。
2、国外污泥处置标准和污水处理技术研究相比，我国的污泥处置技术研究比较缺乏。
美国环保署1993年制定了《美国生物污泥产生、使用和处置报告》(EPA-503)，详细阐述了污泥的产生、使用、处置和管理要求。
对于污泥土地利用，就重金属和病原菌进行规定。
在重金属浓度控制如表1所示，不仅有最高浓度限制，还有月平均浓度限制、累计负荷限制和年污染负荷限制，另外，在检测方面，不仅有分析手段的规定，还有监测频率的规定。
表1 美国污泥土地利用中的重金属控制指标最高浓度限制1),2)月平均浓度限制3)累积负荷限制年污染负荷限制污染物mg/kg mg/kg kg/ha kg/ha/y As 75 41 41 2.0 Cd 85 39 39 2.0 Cr 3000 1200 1200Cu 4300 1500 1500 75 Pb 840 300 300 15 Hg 57 17 17 0.85 Mo 75 －4) －4) －4)Ni 420 420 420 21 Se 100 36 36 5.0 Zn 7500 2800 2800 140适用范围所有污泥直接利用或袋装利用污泥直接利用袋装利用5)1) 干基；2) 所有污泥利用必须满足的最高浓度限制；3) 与EAP优质污泥(EQ)中重金属浓度限值相同；4) EPA正在重新制定此项标准；5) 指污泥装入袋中或其他容器中用来销售或运输后利用。
病原菌控制方面如表2所示。
表2 美国污泥土地利用病原菌控制指标限制项目限制值有机物减量38%粪大肠杆菌<1000 CFU/g TS沙门氏菌<3 MPV/4g TS肠道病毒<1 MPV/4g TS寄生虫卵<1 ova/4g TS对于污泥与垃圾混合填埋，须满足EPA258的要求，填埋场周围沼气浓度应低于12500ppm(以CH4计)，人工防渗层的渗透系数<1×10-12m/s；地下水中氮的浓度不得超过10mg/L；污泥填埋场渗滤水的排放标准与污水排放要求相同，填埋污泥中的重金属浓度控制标准如表3所示。
表3 用于填埋污泥中的重金属控制标准污染物浓度(mg/kg干固体)As 73Cr 600Ni 420 同样，欧洲各国、日本均发布了相应的标准，包括污泥填埋和污泥焚烧。
对于污泥填埋，法国从2002年起禁止非最终处置废物填埋，且含固率大于30%的污泥才能进行填埋；德国的废物填埋需满足严格的废物技术指标；荷兰1993年环境管理法中规定了废物填埋的许可证制度，规定必须经过稳定和脱水处理，含固率要求大于35%、剪切力大于10kN/m2的污泥方可填埋；意大利规定污泥须经过稳定、脱水后才能与城市生活垃圾混合填埋。
对于污泥焚烧，制订了较为严格的焚烧尾气排放标准，如表4所示。
表4 欧共体固定源尾气排放标准项目单位标准备注TSP mg/m3 10TOC mg/m3 10HCI mg/m3 10HF mg/m3 1SO2 mg/m3 50NO+NO2(按NO2计) mg/m3 200Cd mg/m3 0.05Ti mg/m3 0.05Hg mg/m3 0.05As mg/m3 0.5Pb mg/m3 0.5Cr mg/m3 0.5Co mg/m3 0.5Cu mg/m3 0.5Mn mg/m3 0.5Ni mg/m3 0.5V mg/m3 0.5Sn mg/m3 0.5恶英类化合物mg/m3 0.13、我国污泥处置标准现状相对于国外污泥处置标准，我国至今还没有一个较为健全科学的污水污泥处置标准体系，难以指导污泥处置工作的开展和污泥处置的工程实践，严重影响污泥的最终处置，导致污水厂污泥无序外运，随意丢弃的现象娄有发生。
目前，我国的污泥处理处置标准仅局限于单限标准。
《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)，为1984年制订颁布，距今已有20年，其中个别重金属指标需要重新研究，病原菌指标空白；《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)是较综合的城市污水处理厂污染物排放标准，对污泥脱水、污泥稳定提出了控制指标。
基于现状，在建设部标准定额研究所的牵头下，国内从事城镇污水厂设计和运行的多家单位联合开展了标准研究，历时近3年，第一批标准已经公布，《城镇污水处理厂污泥浓度》、《城镇污水处理厂污泥处置分类》、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》和《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》。
4、城镇污水处理厂污泥泥质城镇污水处理厂污泥泥质规定了城镇污水处理厂污泥中污染物的控制项目和限值，该标准将控制项目分为基本控制项目和选择性控制项目，基本控制项目包括pH值、含水率等4项，如表5所示，选择性控制项目主要是重金属等污染物，如表6所示。
表5 污泥泥质基本控制项目和限值序号控制项目限值1 pH 5－102 含水率(%) <803 粪大肠菌群菌值>0.014 细菌总数(MPN/kg 干污泥) <108表6 污泥泥质选择性控制项目和限值序号控制项目限值1 总镉(mg/kg 干污泥) <202 总汞(mg/kg 干污泥) <253 总铅(mg/kg 干污泥) <10004 总铬(mg/kg 干污泥) <10005 总砷(mg/kg 干污泥) <756 总铜(mg/kg 干污泥) <15007 总锌(mg/kg 干污泥) <40008 总镍(mg/kg 干污泥) <2009 矿物油(mg/kg 干污泥) <300010 挥发酚(mg/kg 干污泥) <4011 总氰化物(mg/kg 干污泥) <10从表5可知，城镇污水处理厂的污泥含水率必须小于80%，这对于目前一些城镇污水处理厂污泥脱水含水率达到82%～85%是一种考验，必须进行整改，降低含水率。
从表6的污泥泥质选择性控制项目和限值来看，较《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284)有所变化，主要是总铜和总锌，结合国外标准和我国实际进行适当的调整。
5、城镇污水处理厂污泥处置分类该标准规定了城镇污水处理厂污泥处置方式的分类，确定污泥处置方式按污泥的接纳方式进行分类，分类如表7所示。
表7 城镇污水处理厂污泥处置分类序号 分 类 范 围 备 注园林绿化 造林、育苗和园林绿化等的基质或肥料 土地改良 盐碱地、沙化地和废弃矿场的土壤改良材料1污泥土地利用农 用注 农用肥料、农田土壤改良材料混合填埋在城市生活垃圾填埋场进行混合填埋(含填埋场覆盖材料利用)单独填埋 在专门填埋污泥的填埋场进行填埋处置 2污泥填埋特殊填埋 填地和填海造地制水泥添加料制水泥的部分原料或添加料 制 砖 制砖的部分原料制轻质骨料 制轻质骨料(陶粒等)的部分原料3污泥建筑材料利用制其他建筑材料 制生化纤维板等其他建筑材料的部分原料 单独焚烧在专门污泥焚烧炉焚烧 与垃圾混合焚烧 与生活垃圾一同焚烧 利用火力发电厂焚烧4污泥焚烧利用工业锅炉焚烧注：农用包括进食物链利用和不进食物链利用两种。
5.1 污泥处置分类的定义 1) 关于污泥土地利用美国EPA 的Part503中对土地利用的定义为：将污泥在土地上有效利用的消纳方式。
本标准定义为：将处理后的污泥作为肥料或土壤改良材料，用于园林、绿化、林业或农业等场合的处置方式。
2) 关于污泥填埋美国对填埋的定义为：将固体废弃物埋于低地的固体废弃物处置方式。
本标准定义为：采取工程措施将处理后的污泥集中堆、填、埋于场地内的安全处置方式。
3) 关于污泥建筑材料利用北京、重庆和上海等地都进行过污泥建筑材料的研究。
上海市区某污水厂的部分污泥曾送往水泥厂进行处理，在1350～1650℃的高温中与其它原材料一起燃烧，经测试完全符合质量标准，重金属元素被固定在熟料矿物的晶格里，不会有残渣单独排出，通过了浸出液毒性试验，由于污泥只能充当建筑材料利用的部分原料，本标准定义为：将处理后的污泥作为制作建筑材料的部分原料的处置方式。
4) 关于污泥焚烧基本沿用了《室外排水设计规范》(GB50014)中的定义：利用焚烧炉将处理后的污泥完全矿化为少量灰烬的处置方式。
5.2 污泥处置分类本标准规定了污泥处置的分类原则，对四类污泥处置方式进行了规定。
1) 污泥土地利用污泥经稳定化、无害化处理后，达到土地利用的标准，应推广污泥的土地利用，如污泥园林绿化，用来种植草皮及树木以达到防蚀保土和改善环境的作用；污泥土地改良，改善盐碱地，沙化地的性能；污泥还可以用来种植不进入人类食物链的植物，如玉米等，可用作生产工业酒精的原料。
2) 污泥填埋混合填埋指污泥与生活垃圾混合在填埋场进行填埋处置，将污泥与生活垃圾进行尽可能充分的混合，然后将混合物平展、压实，进行填埋。
单独填埋指污泥在专用填埋进行填埋处置，可分为沟填、掩埋和堤坝式填埋三种类型。
特殊填埋指污泥填地和污泥填海造地等处置方式。
3) 污泥建筑材料利用污泥建筑材料利用一般包括用作水泥添加料、制砖和制轻质骨料等，这几方面技术比较成熟，消纳量较大，市场前景较好，可以作为污泥消纳的手段。
4) 污泥焚烧标准认为污泥焚烧既是污泥处置，又是污泥处理。
污泥属于污泥处置，这是因为污泥在焚烧过程中，尤其是在火力发电厂中与煤混烧，利用了污泥本身的热量，且经过焚烧后有机物完全矿化，自身性质已完全改变，符合污泥处置的定义。
污泥焚烧也属于污泥处理，这是因为污泥焚烧是污泥稳定化、减量化和无害化处理的过程，符合污泥处理的定义。
6、城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质标准规定城镇污水处理厂污泥园林绿化利用的泥质指标、取样和监测等技术要求，对于泥样指标，从外观和嗅觉、稳定化要求、理化指标和营养指标、污染物浓度限值和卫生学指标以及种子发芽指数五方面进行了规定。