述评与讨论剩余污泥处理/处置方法的全球概览郝晓地, 张璐平, 兰 荔(北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心,北京100044)摘 要: 随着全球经济的增长、人口的增加、资源的不断消耗,如何充分利用剩余污泥资源,使其变废为宝已成为当今世界环境保护领域的热点议题。
污泥不再作为无用的废物经简单处理后丢弃,而是通过消化、堆肥、焚烧、热干化等方式处理后,尽可能使之成为可以循环利用的有效资源。
以全球8个典型地区为例,阐述了各地区对污泥的管理政策、处置方法和处理技术,并介绍了不同国家和地区对剩余污泥处置的可持续发展观点和实践过程。
在综合了各地区的经验后指出,消化y 焚烧y 灰分利用将是未来污泥处理/处置技术与管理的终极发展目标。
关键词: 剩余污泥; 消化; 焚烧; 灰分利用; 堆肥; 填埋; 农业利用; 热干化中图分类号:X703.1 文献标识码:B 文章编号:1000-4602(2007)20-0001-05G lobal O vervi ew of Excess Sl udge T reat m ent and D isposalM ethodsHAO X iao -d,i Z HANG Lu -p i n g , LAN L i(R and D C en ter for Suistainable Environ m ental B iotechnology,B eijing University o f C ivilEngineering and Architecture ,B eijing 100044,China ) Abst ract : W ith the g lobal econo m ic developm en,t population increase and resource decrease ,ho w to m ake excess sl u dge beco m e a usefu l resource has beco m e a globa l env ironm en tal topic .S l u dge is never considered as a use less w aste ,and it can be used as an e ffecti v e resource if appropriate treat m ent/d ispo -sal approaches are applied ,such as d i g estion ,co m posti n g ,inc i n eration ,ther m al dry i n g and so on .The po lic ies and technical approaches f o r sl u dge treat m ent/d isposa l i n the g lobal e i g ht typ ica l reg ionsw ere ex -pounded .The sustainab le develop m ent v ie wpoint and practice for excess sludge disposa l in d ifferen t countr i e s and reg i o ns w ere i n tr oduced .Based on the rev ie w,an ulti m ate deve l o p m ent ob j e ctive of f u ture sl u dge treat m en t/d i s posal is put for ward :d i g estion y i n ci n eration y ash utilizati o n . K ey words : excess sl u dge ; d i g estion; inc i n eration ; ash utilizati o n ; co m posting ; land -fil;l ag ricultura l utilization ; ther m al dr y ing 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50678017); 北京市可持续水与废物循环利用技术/学术创新团队0项目(BJE10016200611); 北京市教委科技发展计划项目(K Z200410016017)随着全球经济的不断发展、人口剧增,市政污水处理厂的建设规模与处理程度也在不断扩大和提高,从而导致剩余污泥的产量与日俱增。
目前,世界上许多国家已不再将污泥作为无用的废弃物而简单处置并丢弃。
在全球普遍倡导的可持续发展战略的影响下,污泥作为一种可以回收、利用的资源与能源的载体,对它们的处理/处置正朝着无害化、减量化、稳定化、资源化的方向发展。
第23卷 第20期2007年10月 中国给水排水CH I NA W ATER &WA STE WAT ERV o.l 23No.20O ct .2007然而,不同地区、不同国家的经济发展水平和环境保护法规各不相同,以致各自对污泥处理、处置的方法和管理办法也不尽相同。
为了对全球不同国家和地区的污泥处理/处置现状有全面的了解和认识,从而总结出各个国家和地区今后可以相互借鉴、取长补短的技术与管理经验,国际水协(I W A)组织各国相关领域的专家和学者共同编辑、出版了一份调查报告:5废水污泥)))全球现状描述与未来展望6[1]。
该报告就全球的污泥处理应用现状以及更新中的法规、当今的研究水平、管理方法的革新、创新或简单技术的应用前景等内容分别由来自不同国家的专家们作了全面阐述。
虽然专家们来自世界各地,对污泥的处理处置现状有着各种各样的观点,但是大家唯一能获得的共识是:应终止污泥粗放或简单的任意排放,以避免对环境和人体健康造成不利影响;应将污泥有效回用于农业、林业等领域,以达到可持续发展的目的。
调查报告显示,许多发达国家已确定了污泥循环利用的技术策略,现时主要是指回用至农业、森林或地表修复等途径,但是必须对污泥连续应用可能带来不利于土壤结构的问题进行长期观察。
也有一些发达国家,例如日本已对污泥处理方法进行了升级,该国早在20世纪末已不再青睐污泥广泛回用于农业的做法,取而代之的是将污泥进行高温处理)))热干化与焚烧。
然而,现时的能源价格与尾气限制排放对这些新方法特别是热干化方法十分不利,为此日本转向寻求污泥处理/处置的新出路(如堆肥、在水泥制造中使用、脱水或焚烧污泥),韩国也准备开发污泥用于制造水泥的技术。
与上述发达国家做法不同的是,为数众多的发展中国家对污泥处理的近期目标仅仅是就近建设最基本的分散式处理设施,维持这些设施的安全、有效运行。
1欧洲欧盟各成员国所采用的污泥处理/处置方法差别很大,其中采用填埋方法处置污泥的比例最低为8%(英国),最高为90%(希腊、卢森堡);农业利用的比例最低为10%(希腊、爱尔兰),最高为60% (法国);焚烧比例最低为1%(意大利),最高为24%(丹麦);仅有3个国家采用填海处置方法,比例最低为1%(西班牙),最高为35%(爱尔兰)[2]。
欧盟最近正在修改关于废物处理法令,要求欧盟所有国家都必须遵循该法令。
最初的法令(86/ 278/EEC)只要求将废物处理分为3个等级[3],即再使用、再循环与土壤恢复。
考虑到公众对废物处理分3个等级能否满足环境保护的质疑,欧盟于2006年把此法令的3个等级增加到了5个等级,即环境保护、再使用、再循环、土壤恢复和最终处置;并相应制定了严格的标准,以尽可能地降低污泥填埋给环境带来的不利影响,特别是对地表水、地下水、土壤、空气和公众健康的影响。
此标准定义了废物的不同分类(市政废物、危险废物、无危险废物和难降解废物),并且规定了废物的处置地点和填埋方式(表面填埋和深度填埋)。
由于污泥填埋存在许多问题,所以应鼓励采用更好的污泥处理/处置方法)))污泥的农业利用。
西欧各国通过严格的法规控制简单的污泥处理/处置方法,倡导污泥的农业利用,在保护土壤、消除污泥不利影响的同时,最大限度地发挥污泥回用于农业的使用价值。
欧洲环保委员会在环境保护法令中指出,污泥回用于农业必须是安全的,污泥中不应含有对农作物有害的病原菌。
然而,民众却对这种污泥管理策略颇有微词,甚至提出了严重质疑。
公众担心污泥农用不利于环境的影响主要体现在:¹不能满足农作物的营养要求;º不利于对地表水、地下水的保护;»污泥中的氮可能造成地下水的污染。
对于工业废水处理过程中产生的污泥,因其含有重金属等有害成分而不宜农用,否则会在一段时间内影响土壤结构,对农作物和人类健康造成极大危害。
在这种情况下,可采用污泥焚烧处理,但处理成本较高,而且还会破坏污泥本身的肥料价值。
尽管如此,有关污泥焚烧的处理方法在欧洲的一部分地区还是受到了相当程度的重视,往往与垃圾焚烧一并考虑。
随着东欧一些国家成为欧盟的成员国后,其污水厂的处理规模不断扩大,这些国家的污泥处理/处置已经进入一个快速发展时期。
根据立法规定,欧盟新成员国或候选成员国都要改变原有法规,使其与欧盟现行法规一致,新法规对污泥最终处理/处置和农用及卫生安全方面的限制非常严格。
与之相比,欧盟以外其他国家的法规则要求相对较低。
目前东欧各国污泥产量迅速增长,波兰现在的干污泥排放量为50@104t/a,预计5年后会增至80 @104t/a,而到2015年污泥的数量将会增加2倍第23卷第20期中国给水排水www.wa 多。
与西欧相比,波兰很少采用像焚烧这种昂贵的处理方法,更多的是采用高温厌氧消化(产生沼气)、机械脱水与用溶胞产物脱水干化相结合的处理方法。
污泥经过脱水/干化后,使用沼气产生的能量焚烧,回收灰分中的磷,最后剩余的灰分可用于建筑行业作为建材使用[4]。
俄罗斯和土耳其在废物处理、环境保护等方面与欧盟采用相同的法规,并不断更新旧法规、完善新法规。
俄罗斯联邦政府公布的污泥产量为8000@ 104t/a,主要采用自然干化床处理,封闭干化床一般被用于寒冷潮湿的地区,或用于要求减少占地空间和消除气味的地区。
土耳其的法规制定受欧盟的影响较大,包括浓缩、稳定、脱水和干化在内的现代化处理技术也已应用到污泥处理过程之中,同时通过焚烧将灰分回用于建筑材料。
Jenicek指出,热干化是所有技术中最重要的,值得注意的是一些污水处理厂现阶段仍普遍采用污泥堆肥的处理方法[5]。
2北美洲生物固体(污泥)管理政策的制定和实施吸引了北美各国政府和民众的更多注意力,但能否用于工程实践还需要更多科学验证。
这说明污泥的使用价值和风险并存,该情况虽给污泥管理者、环境保护者及民众和政府较大信心,但也存有部分疑虑[6]。