1. 概述 预计到今年第三季度,上海市中心城区污水处理量420 万吨/日左右,每天产生污泥700 吨(以干固体计)左右。在编制《上海市污泥处理处置专项规划》的基础上,开展了试验研究和工程可行性研究,后续工程建设将逐步展开。为了确保污泥“减量化、无害化、稳定化、资源化”目标的顺利实现,依据国家现行有关标准,参考发达国家相关标准,结合上海市实际情况,提出了《上海市污水污泥处置技术指南与管理政策》框架,现将指南和管理政策作以简要介绍,以供探讨。
预计到今年第三季度,上海市中心城区污水处理量420 万吨/日左右,每天产生污泥700 吨(以干固体计)左右。在编制《上海市污泥处理处置专项规划》的基础上,开展了试验研究和工程可行性研究,后续工程建设将逐步展开。为了确保污泥“减量化、无害化、稳定化、资源化”目标的顺利实现,依据国家现行有关标准,参考发达国家相关标准,结合上海市实际情况,提出了《上海市污水污泥处置技术指南与管理政策》框架,现将指南和管理政策作以简要介绍,以供探讨。
2. 上海市污水污泥处置技术指南
2.1 总则
2.1.1. 目的
本指南为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,防治污水污泥对上海市土壤、农作物、地面水、地下水的污染,特制订本指南。
2.1.2. 适用范围
本指南适用于:城市污水处理厂污泥。 2.2. 土地利用
2.2.1 土地利用方法及技术要求
污水污泥的土地利用主要包括:园林绿化介质土;经济作物用肥;垃圾填埋场覆盖土和滩涂盐碱地改良土。
1)园林绿化介质土
当污水污泥用于园林绿化介质土时,应该满足表1所列的准入条件:具体施用方法参照表2执行。作为绿化介质土,盆栽用时将污泥和土壤按一定比例拌均匀,最好堆置两天以上使用。绿地直接使用则在建成的土方上方按种植植物的种类均匀撒上一定量的污泥,然后结合整地翻入土内,使污泥和土壤均匀混合,浇少量水,过一段时间再种植。
表1 污水污泥用于园林绿化介质土的准入条件
项 目 | 条 件 |
外观与嗅觉要求 | 比较疏松,无明显的恶臭; 有机质含量在250g/Kg 以上; pH 在6.5~8.0 之间 |
营养指标 | 水分含量≤30% 非毛管孔隙度≥15% 粒度:用于撒施有机肥,其粒度>10mm 含量≤10% |
安全指标 | 污染指标符合GB18918-2002 要求 病原体:蠕虫卵死亡率>95%、不能检出沙门氏菌等具有传染性的疾病。 |
腐熟度要求 | 种子发芽指数≥70% |
2)经济作物用肥
当污泥作为原料来制造有机肥并用于经济作物时,各项技术指标应符合表3 要求。重金属指标不应该超过表4 的标准。
表2 污水污泥用于园林绿化介质土的技术要求
使用方法 |
技 术 要 求
|
作为绿化 栽培介质 |
A 盆栽用:将污泥和土壤按一定比例拌均匀,有条件的堆置一段时间(最好两天以上,时间越长好)。 a)、作为育苗:用量控制在干重的5%~10%; b)、肉质根或移栽苗带土少:用量控制在干重的5%~10%; c)、移栽苗带土多或喜肥耐盐碱植物:用量控制在干重的20%内,个别可用量到30%。 |
B 绿地直接使用:一般在绿地土方建成后,绿化种植前在土方上方均匀撒上污泥,然后结合整地翻入土内,使污泥和土壤均匀混合,有条件的可以再在污泥翻入土中后,浇少量水一方面使土壤和污泥充分混合,一方面降低污泥可能存在的盐害。有条件的工地在土方施入污泥后过一段时间再种植植物。 a)、种植草坪或花卉:每平方米均匀撒污泥6~12Kg 干污泥; b)、种植小灌木:每平方米均匀撒污泥12~24Kg 干污泥; c)、乔木:可以在树穴的四周和底下施污泥,根据植株大小可施10~80Kg的干污泥。 |
|
注意事项 | a)、污泥施用季节最好在秋天或冬天,在6~7 月梅雨季节和炎热夏季尽量不用; b)、为避免污泥盐害,使用污泥时尽量不要大面积接触植物的根系; c)、污泥施用量要根据植物的不同习性,一般喜肥耐盐碱的植物可以增加用量,耐贫瘠的植物用量可以减少;苗期用量相对少; |
表3 污泥作为经济作物用肥准入条件
指 标 名 称 | 指 标 要 求 |
有机质含量 | ≥35% |
总养分(N+P2O5+K2O)含量 | ≥60g/Kg |
水分(游离水)含量,% | ≤32.0 |
PH值 | 6.0~8.5 |
细度(1.00-2.83mm),% | ≥80 |
粒度(1.00-8.00 mm),% | ≥80 |
表4 污泥作为经济作物用肥的重金属指标
指 标 名 称 | 标 准 限 值 |
镉Cd | ≤3mg/Kg |
铬 | ≤50mg/Kg |
砷 | ≤10mg/Kg |
铅 | ≤20 mg/Kg |
汞 | ≤2 mg/Kg |
粪大肠菌值 | 10-1 |
蛔虫卵死亡率 | 95~100% |
3)垃圾填埋场日覆盖土
将污泥作为垃圾填埋场日覆盖土必须首先对污泥进行改性,通过在污泥中掺入一定比例的泥土或矿化垃圾均匀混合并堆置4 天以上来提高污泥的承载能力,消除其膨润持水性。
污泥作为日覆盖土进入填埋场必须符合表5 的要求:
表5 污水污泥作为垃圾填埋场日覆盖土的准入条件
项 目 | 条 件 |
含固率 | <60% |
有机质 | <50% |
臭度 | <2 级(六级臭度) |
渗透系数 | <10-4cm/s |
施用后蝇密度 | <5 只/笼·天 |
技术要求如下:
①日覆盖应实行单元作业,其面积应与垃圾填埋场当日填埋面积相当,用合乎表1-3 要求的改性污泥进行覆盖。
②改性污泥应进行定点倾卸、摊铺、压实,覆盖层在经过压实后厚度应不小于20cm,压实密度应大于1000kg/m3。
③在污泥中掺入泥土或矿化垃圾时应保证混合充分,堆置时间不小于4d,以保证混合材料的承载能力大于50kPa。
④污泥入场用作日覆盖材料前必须对其进行监测。含有毒工业制品及其残物的污泥、含生物危险品和医疗垃圾的污泥以、含有毒药物的制药厂污泥及其他严重污染环境的污泥不能进入填埋场作为日覆盖材料,未经监测的污泥严禁入场。
4)滩涂盐碱地改良土
污泥用于滩涂盐碱地改良时必须先经过稳定化处理,污染物控制指标按酸性土壤执行,用量应该适当减少。具体指标正在制定中,暂可参考园林绿化介质土和经济作物用肥执行。
2.2.2 污染物控制标准
重金属是限制污泥大规模土地利用的最重要因素,污泥土地利用的污染物控制标准执行《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)和城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)。结合上海市实际情况,污泥土地利用须满足表6污染物控制值规定。
表6 上海市污泥土地利用污染物控制值
序号 | 控制项目 | 最高允许含量(mg/kg) | 最高累积污染负荷(kg/亩) | |
在酸性土壤上 (pH<6.5) |
在碱性土壤上 (pH>=6.5) |
(相当国家两 级土壤标准) |
||
1 | 总镉 | 5 | 20 | 0.60 |
2 | 总汞 | 5 | 15 | 1.0 |
3 | 总铅 | 300 | 1000 | 350 |
4 | 总铬 | 600 | 1000 | 250 |
5 | 总砷 | 75 | 75 | 25 |
6 | 总镍 | 100 | 200 | 60 |
7 | 总锌 | 2000 | 3000 | 300 |
8 | 总铜 | 800 | 1500 | 200 |
9 | 硼 | 150 | 150 | 6 |
10 | 石油类 | 3000 | 3000 | 120 |
11 | 苯并(a)芘 | 3 | 3 | 0.12 |
12 | 多氯代二苯并二恶英/多氯代二苯并呋喃(PCDD/PCDF 单位:ng 毒性单位/kg 干污泥) | 100 | 100 | 4 |
13 | 可吸附有机卤化物(AOX 以Cl计) | 500 | 500 | 20 |
14 | 多氯联苯(PCB) | 0.2 | 0.2 | 0.008 |
注:①污泥应该经过稳定化和脱水处理,脱水后污泥含水率应该小于80%。
②施用符合本标准污泥时,一般每年每亩用量不超过2000kg(以干污泥计)。污泥中任何一项无机化合物含量接近于本标准时,连续在同一块土壤上施用,不得超过20 年。含无机化合物较少的石油化工污泥,连续施用可超过20年。在隔年施用时,矿物油和苯并(a)芘的标准可适当放宽。但在任何一块土地上,累积污染负荷不允许超过表6 的要求。
③对于同时含有多种有害物质而含量都接近本标准值的污泥,施用时应酌情减少用量。
④发现因施污泥而影响农作物的生长、发育或农产品超过卫生标准时,应该停止施用污泥和立即向有关部门报告,并采取积极措施加以解决。例如过磷酸钙、有机肥等物质控制农作物对有害物质的吸收,进行深翻或用客土法进行土壤改良等。
2.2.3 特别说明
上海由于是冲积平原,本底土土壤的pH 一般为碱性或强碱性,pH 一般在8.0 以上,符合污泥一般适合应用于pH6.8 以上的土壤要求,并且土壤质地粘重,土壤一般为黏土质类型,对污泥中有害物质的吸附能力较强。但是必须注意:污泥中的有害物质(盐分、重金属、有毒有机物等)随着污泥的土地利用进入土壤中,可能会对土壤-植物系统、地表水、地下水系统产生影响,造成环境与人类健康风险;另外,污泥中高含量的N、P 可能对作物产生危害,如贪青早熟不抗病害等,所以污泥使用过程必须遵守污染物控制规范,根据需要确定污泥施用量,保存施用记录。 2.3 填埋
2.3.1. 填埋方法及技术要求
鉴于目前经济发展状况,污泥填埋在相当长的时间里还会存在。污泥填埋可采用建设污泥专用卫生填埋场的形式。在不具备建设污泥专用填埋场条件时, 也可将污泥与垃圾混合后在原有城市生活垃圾填埋场填埋处理。该生活垃圾填埋场必须为卫生填埋场,卫生填埋场的具体建设标准可参考《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)。采用混合填埋形式的污泥准入条件和技术要求可参考污泥专用卫生填埋场的技术标准,原则上,污泥必须进行稳定化、卫生化处理,并满足垃圾填埋场填埋土力学要求。
1)污泥专用卫生填埋场建设标准
为避免对填埋场周边环境造成二次污染,符合卫生填埋的标准,污泥专用填埋场需要符合以下建设标准:
i. 场底地基应是具有承载能力的自然土层或经过碾压、夯实的平稳层,不应因填埋污泥而使场底变形、断裂。场底应有纵、横向坡度。纵横坡度宜在2%以上,以利于渗滤液的导流。
ii. 填埋场必须具备场底防渗系统,以防止对地下水的污染。不具备自然防渗条件的填埋场必须进行人工防渗。粘土类衬里(自然防渗)的填埋场,天然粘土类衬里的渗透系数不应大于1.0×l0-7 cm/s,场底及四壁衬里厚度不应小于2m;改良土衬里的防渗性能应达到粘土类防渗性能。
iii. 当填埋场不具备粘土类衬里或改良土衬里防渗要求时,必须采用HDPE膜作为防渗层材料,膜的厚度宜为1.5 – 2.5 mm,膜的上、下应铺设保护层。
iv. 填埋区防渗层上应铺设渗沥液导流系统,并应对收集的渗沥液进行处理。渗沥液导流系统及处理系统应包括集液盲沟、集液池、调节池、泵房和污水处理设施等。集液池、调节池容积应与填埋工艺、渗沥液产生量相匹配。
v. 污泥填埋场所产生的气体量较大,因此必须加以控制和利用,防止填埋气体爆炸。填埋场应设气体导排设施,导排管应按地形分别设竖向、横向或横竖相连的排气道。在填埋深度较大时宜设置多层导流排气系统。有条件回收利用填埋气体的填埋场,应设置填埋气体集中收集设施,并监测填埋气体成分及量的变化。填埋场区中,甲烷气体的含量不得超过5%;建(构)筑物内,甲烷气体含量不得超过1.25%。
2)污泥专用卫生填埋场填埋污泥准入条件
污泥在专用填埋场中进行填埋时,必须首先进行改性,以提高其承载力,消除其膨润持水性,避免雨季时污泥含水率急剧增加,无法进行填埋作业。改性的方法可通过掺入矿化垃圾、黏土等调理剂,初步改性后的污泥应至少满足表7中的建议值:
表7 污泥在专用填埋场中填埋的准入条件(建议值)
项 目 |
准 入 条 件
|
含固率 | 大于40% |
有机质 | 小于50% |
渗透系数 | 大于10-4cm/s,以确保污泥在雨天不会出现明显的膨润持水现象 |
3)埋工艺和设备配制
污泥填埋应服从“三化”(即减量化、无害化、资源化)的要求,实行充分混合(与矿化污泥)、单元作业、定点倾卸、均匀摊铺、反复压实和及时覆盖。污泥的压实密度应大于1.0kg/m3,每层污泥压实后,应采用粘土或人工衬层材料进行日覆盖,粘土覆盖层厚度应为20~30cm。
建设污泥专用填埋场,还需要选用合适的设备,以保障其顺利运行并尽可能降低运行费用,同时与填埋工艺相一致,它主要包括三个方面:①填埋作业,对污泥而言主要是混合、倾卸、推铺、压实;②对土方工程而言,是每个单元填埋前的设施准备,包括覆盖土准备和覆盖作业,场地挖掘和土方平衡等工程;③对填埋后的再利用,主要是指堆肥和有机肥制作。可用于完成这些工作的设备包括搅拌机、履带拖拉机、推土机、压实机、挖土机、破碎机和吊车抓土机等。
4)封场管理
污泥填埋场在达到设计使用寿命后应进行封场,封场工作应在填埋污泥上覆盖黏土或其他人工合成材料,黏土的渗透系数应小于1.0×l0-7cm/s,厚度为20~30cm,其上再覆盖20~30cm的自然土作为保护层,并均匀压实。填埋场封场后还应覆盖植被,同时在保护层上铺设一层营养土层,其厚度根据种植植物的根系深浅而确定,一般不应小于20cm,总覆土应在80cm以上。
填埋场封场应充分考虑堆体的稳定性与可操作性、地表水径流、排水防渗、覆盖层渗透性和填埋气体对覆盖层的顶托力等因素,使最终覆盖层安全长效。填埋场封场坡度宜为5%。
2.3.2. 污染物控制标准
在建设和运行污泥填埋场过程中,如果严格按照卫生填埋场的标准进行,是不可能产生二次污染的。因此,卫生填埋是一种可靠、卫生和安全的生活垃圾处理方法。但由于地址条件的限制,要找到一个各方面都合适的填埋场场址非常困难,填埋场在运行过程中总是会或多或少地对周围环境造成一定影响。因此,在污泥填埋处置中应尽量避免对污泥填埋场周边环境的大气、地下水体、地表水体等造成二次污染,但由于目前国内尚没有污泥填埋场,具体污染控制标准可参考《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—1997)。
2.3.3. 特别说明
从宏观的角度来看,污泥专用填埋场也是一座规模庞大的生物反应器。从另一个角度来看,污泥在填埋场中填埋的过程实际上是一个多种微生物联合降解污泥(包括好氧与厌氧)的过程,在经过若干年(初步估计为5 年)后污泥可达到稳定化,所形成的稳定化污泥可称为矿化污泥。矿化污泥可以开采和利用,适用范围包括农林用肥和园艺用肥。在进行终场规划时,也可以考虑矿化污泥的开采和填埋场的循环使用,以提高填埋场的填埋容量。因此,污泥专用卫生填埋场兼做污泥中转场是可行的。
2.4 焚烧
2.4.1. 焚烧方法
污泥焚烧是一种高温热处理技术,它是以过量的空气与被处理的污泥在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,使污泥中的全部有机质、病原体在800~1200℃的高温下发生氧化、热解而被破坏。同时,污泥焚烧还能最大限度地减少污泥的体积,焚烧残渣仅为原有体积的10%左右(相对于含水率75%的污泥)。因此,污泥焚烧是一种可同时实现污泥无害化、减量化、资源化的处理技术。
当污泥自身的燃烧热值较高,满足污泥焚烧炉的基本准入条件时,可以采用焚烧处置。污泥焚烧工艺按照所焚烧污泥种类的不同可以分为两大类:一类是直接焚烧,即将脱水污泥直接送往焚烧炉焚烧;一类是干化焚烧,它是指将脱水污泥进行干化处理后再进行焚烧。
2.4.1.1 直接焚烧
直接焚烧工艺一般是指焚烧含水率为75-80%的脱水污泥。由于含水率这么高的污泥的低位热值通常很低,为了保证污泥的稳定燃烧,并对污泥含水率的波动具有一定的适应性,一般都需要在焚烧炉中掺入一定量的燃料(煤或油)以供辅助燃烧。直接焚烧工艺的燃烧效率和热效率一般较低,若采用直接焚烧工艺,以采用循环流化床为宜。
2.4.1.2 干化焚烧
相对于直接焚烧而言,干化焚烧的关键在于污泥在焚烧之前所进行的干化处理。干化可以提高污泥的低位热值,使污泥燃烧释放的热量足以提供加热其他污泥到达燃烧温度所需要的热量和发生燃烧反应所必须的活化能,因此,污泥干化焚烧一般不需要额外的辅助燃料,与燃用劣质煤工艺相近。污泥的干化工艺一般采用间接干化,温度较低,以防止污泥中的有机质分解。
2.4.2. 技术及污染物控制标准
2.4.2.1 污泥焚烧技术标准
1) 污泥焚烧厂选址原则
污泥焚烧厂选址应符合上海市城市发展总体规划和环境保护规划的规定,并符合大气污染防治、水资源保护、自然保护的要求。
2) 污泥焚烧厂的污泥准入条件
属于危险废物的污泥不能进入污泥焚烧厂焚烧,同时污泥的低位热值必须高于3.6 kJ/kg。
表8 污泥焚烧厂的污泥准入条件
项 目 | 条 件 |
低位热值 | ≥3.6 kJ/kg |
有机汞 | 不得检出 |
汞及其化合物(以总汞计) | ≤0.05 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
铅(以总铅计) | ≤3 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
镉(以总镉计) | ≤0.3 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
总铬 | ≤10 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
六价铬 | ≤1.5 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
铜及其化合物(以总铜计) | ≤50 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
锌及其化合物(以总锌计) | ≤50 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
铍及其化合物(以总铍计) | ≤0.1 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
钡及其化合物(以总钡计) | ≤100 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
镍及其化合物(以总镍计) | ≤10 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
砷及其化合物(以总砷计) | ≤1.5 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
无机氟化物(不包括氟化钙) | ≤50 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
氰化物(以CN-计算) | ≤1.0 mg/L(浸出液的最高允许浓度) |
3) 焚烧炉技术要求
①焚烧炉技术性能要求如下表所示:
表9 焚烧炉技术性能指标
项目 | 烟气出口温度/℃ | 烟气停留时间/s | 焚烧炉渣热灼减量/% | 焚烧炉出口烟气中氧含量/% |
指标 | ≥850 | ≥2 | ≤5 | 6~12 |
≥1000 | ≥1 | — | — |
②焚烧炉烟囱技术要求
焚烧炉烟囱高度应按环境影响评价要求确定,但不能低于下表规定的高度。
表10 焚烧炉烟囱高度要求
处理量/(t/d) | 烟囱最低允许高度/m |
<100 | 25 |
100~300 | 40 |
>300 | 60 |
注:在同一厂区内如同时有多种垃圾焚烧炉,则以各焚烧炉处理量总和作为评判依据。焚烧炉烟囱周围半径200m 距离内有建筑物时,烟囱应高出最高建筑物3m 以上,不能达到该要求的烟囱,其大气污染物排放限值应按表11 规定的限值严格50%执行。由多台焚烧炉组成的污泥焚烧厂,烟气应集中到一个烟囱排放或采用多筒集合式排放。焚烧炉的烟囱或烟道应按GB/T16157 的要求,设置永久采样孔,并安装采样用平台。污泥焚烧炉除尘装置必须采用袋式除尘器。
2.4.2.2 污泥焚烧污染物控制标准
1) 焚烧炉大气污染物排放限值
表11 焚烧炉大气污染物排放限值
序号 | 项 目 | 单 位 | 数值含义 | 限 值* |
1 | 烟尘 | mg/m3 | 测定均值 | 65 |
2 | 烟气黑度 | 林格曼黑度 | 测定值** | I级 |
3 | 一氧化碳 | mg/m3 | 小时均值 | 150 |
4 | 氮氧化物 | mg/m3 | 小时均值 | 400 |
5 | 二氧化硫 | mg/m3 | 小时均值 | 260 |
6 | 氯化氢 | mg/m3 | 小时均值 | 75 |
7 | 汞及其化合物 | mg/m3 | 测定均值 | 0.1 |
8 | 镉及其化合物 | mg/m3 | 测定均值 | 1.0 |
9 | 铅及其化合物 | mg/m3 | 测定均值 | 1.0 |
10 | 砷、镍及其化合物 | mg/m3 | 测定均值 | 0.5 |
注:* 本表规定的各项标准限值,均以标准状态下含11%O2的干烟气作为参考值换算。
** 烟气最高黑度时间,在任何1h 内累计不得超过5min。
2)污泥焚烧厂恶臭厂界排放限值
氨、硫化氢、甲硫醇和臭气浓度厂界排放限值根据污泥焚烧厂所在区域,分别按照GB14554表1 相应级别的指标值执行。
3) 污泥焚烧厂工艺废水排放限值
污泥焚烧厂工艺废水必须经过废水处理系统处理,处理后的水应优先考虑循环再利用,必须排放时,废水中污染物最高允许排放浓度按GB8978 执行。
4) 焚烧残余物的处置要求
焚烧炉渣必须与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输。
焚烧炉渣按一般固体废物处理,焚烧飞灰应按危险废物处理。其他尾气净化装置排放的排放的固体废物应按GB5085.3 危险废物鉴别标准判断是否属于危险废物,如属于危险废物,则按危险废物处理。
5) 污泥焚烧厂的噪声控制限值按GB12348 执行。
2.4.3. 特别说明
污泥焚烧产生的热能应尽量回收利用,以减少热污染。污泥焚烧应采用先进和可靠的技术,对焚烧过程中产生的烟气、污水、炉渣、飞灰、臭气和噪声等进行严格控制和处理,防止对环境的污染。污泥焚烧产生的炉渣经鉴别不属于危险废物的,可回收利用或直接填埋,属于危险废物的炉渣和飞灰必须作为危险废物处置。
2.5 建材利用
2.5.1 建材利用方法
2.5.1.1 水泥原料
污泥无机部分的化学特性与水泥生产所用的原料基本相似,污泥焚烧灰中,一般有80 %以上的矿物质是水泥熟料的基本成分(CaO ,SiO2 ,Al2O3 和Fe2O3)。由污泥制造的水泥,与普通硅酸盐水泥相比,在颗粒度、比重、波索等方面基本相似,而在稳固性、膨胀密度、固化时间方面较好。
利用水泥回转窑处理城市污水厂污泥,不仅具有焚烧法的减容、减量化特征,且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分,是一种较好的污泥处理处置方法。
2.5.1.2 陶粒烧结
城市污泥产量巨大,将其用于陶粒生产可取得巨大的经济效益和环境效益。污泥在砖窑中经过1050-1100℃的高温处理,其低密度、热绝缘性能、抗高温性能以及抗压强度完全可与普通的轻质材料相媲美甚至优于普通的轻质材料。 2.5.1.3 砖材
污泥制砖可直接使用干化污泥或污泥焚烧灰。结果表明,经过适当的前处理,降低污泥中的油脂、有机物等含量,提高砖块中的水泥比例,可使试验砖块的物理性能检测合格。
2.5.2技术及污染物控制标准
2.5.2.1 有毒有害物质的控制
污泥焚烧灰中含有一些有毒有害的污染物,如重金属、dioxin、呋喃等,直接利用会对人类健康和环境造成不利影响。我国建材中重金属的控制一般依据《有色金属工业固体废弃物污染控制标准》(GB5085-85),重金属浸出率一般按GB5086-85《有色金属工业固体废物浸出毒性试验方法标准》进行测试。目前尚无污泥、城市焚烧灰渣在建材利用中重金属限制的规范或标准,因此,污泥灰渣中重金属可依据GB5085-85 进行测定,其含量限制可参考欧盟标准。考虑到重金属在烧结中的固定化作用导致其溶出率很低,结合我国污水厂污泥中对人体危害较小的铜、锌含量较高的实际情况,建议对其可适当放宽标准。
污泥建材利用中还应考虑其他污染物如放射性污染物、有机污染物等。放射性污染物可根据《建筑材料用工业废渣放射性物质限制标准》(GB 6763-86)执行。由于污泥制建材过程中,常需进行高温处理,按日本有关方面研究,有机污染物如二恶英等含量很低,基本上可不予考虑。
表-12 污泥建材利用重金属浸出(GB5085-85)限制标准及灰渣中限制建议值
项目 | 浸出液最高允许浓度(mg/L) | 灰渣中允许的最高含量建议值(mg/Kg) | |
Z0 | Z1 | ||
Hg | 0.05 | 0.2 | 2.0 |
Cd | 0.3 | 0.6 | 2.0 |
As | 1.5 | 20 | 30 |
Cr | 1.5 (Cr6-) | 50 | 100 |
Pb | 3.0 | 20 | 200 |
Cu | 50 | 100 | 1000 |
Zn | 50 | 300 | 1000 |
Ni | 25* | 40 | 200 |
Be | 0.1* | - | - |
F | 50 | - | - |
注:* 为试行标准;Z0建材可应用于各种场合;Z1建材应用于特殊场合,如公园、工业区;Z2建材应用于具
有严格环境条件的场合,如地下水防护等。
2.5.2.2 理化性能
以污泥为原料制作成的建材,除上述提及的污染物需要按一定的规范进行控制外,还需按建材方面的有关规范和标准进行衡量。在砖块制作上,可遵循《中华人民共和国国家标准烧结普通砖》(GB5101-93),其主要衡量指标有抗压强度、抗折强度、吸水率、抗风化性能、干质量损失率等,而对原料并无化学组成上的要求。在陶粒制作上,可循的标准是《超轻陶粒和陶砂》(JC487-92),该标准对密度级别、质量等级、最大粒径作出了要求;如果用污泥替代混泥土中的砂,则应遵循《硅酸盐建筑制品用砂》(JC/T622-1996)标准(表13 所示)。在水泥制作上,我国也有相应的标准即《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-92)可供参考。
表13 硅酸盐建筑制品用砂标准
项 目 | 等 级 | |||
优等品 | 一等品 | 合格品 | ||
SiO2 质量分数,% | ≥ | 85 | 75 | 65 |
K2O+NaO 质量分数,% | ≤ | 1.5 | 3.0 | 5.0 |
有机物 | 合格 | |||
云母质量分数,% | ≤ | - | 0.5 | 1.0 |
硫化物与硫酸(以SO3计)% | ≤ | - | 1.0 | 2.0 |
泥质量分数,% | ≤ | 3.0 | 5.0 | 8.0 |
含水率,% | ≤ | 8 | ||
夹杂物(树皮、草根等) | 无 | |||
PSD | 无 | |||
2.5~5.0mm(圆孔)% | ≤ | 0 | 0 | |
15~2.5 mm(方孔)% | ≥ | 10 | 10 | |
0.16~1.25mm(方孔)% | ≤ | 60 | 45 | |
<0.16(方孔)% | ≤ | 30 | 45 |
2.5.3 特别说明
污泥中重金属含量普遍偏高,若采用欧盟标准,大部分污水厂的污泥不能进行建材化利用,但是,从目前其他国家建材中有毒有害物质的浸滤效果看,污泥制作成建材的安全性比较高。
2.6 监测和记录
应该严格按照国家相关标准和规定进行监测。
污泥的土地利用执行《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)和城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)。
污泥的填埋参照执行《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—1997)。
污泥的焚烧参照执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》和本文2.4 节中的具体要求。
污泥的建材利用参照本文2.5 节的内容执行。
在有可能造成危害时,有必要加强监测频率。
污泥土地利用过程中应该详细记录污泥施用的时间、地点、污泥中重金属浓度、污泥中病原体数量、污泥施用量、累积施用量、施用人;污泥填埋过程中应该详细记录污泥的重金属浓度和病原体数量;污泥焚烧过程中应该详细记录焚烧炉高度、焚烧炉内实际温度、污泥中重金属的浓度、空气净化设备的运行情况;建材中的重金属浓度,以上所有记录至少保存5年。
3. 管理政策
3.1 污泥运输暂行管理办法
第一条 收集、运输的污泥必须符合下列规定:
(一)污泥应进行稳定化处理,稳定化处理后的污泥应达到表15的规定。
表15 污泥稳定化控制指标
稳定化方法 | 控制项目 | 控制指标 |
厌氧消化 | 有机物降解率(%) | >40 |
好氧消化 | 有机物降解率(%) | >40 |
含水率(%) | <65 | |
好氧堆肥 | 有机物降解率(%) | >50 |
蠕虫卵死亡率(%) | >95 | |
粪大肠菌群菌值 | >0.01 |
(二)污泥应进行污泥脱水处理,脱水后污泥含水率应小于80%。
第二条 从事污泥收集、运输的单位和个人必须遵守下列规定:
(一)向市政管理行政部门申请办理运输车辆准运证件。
(二)运输污泥时,必须使用有准运证件的运输车辆。
(三)设专人负责运输车辆的管理,制定运输车辆管理责任制度并组织实施,加强对驾驶人员的教育和管理。
(四)建立运输车辆使用、维修、检查制度,加强对运输车辆的日常检查和维修,严禁使用不符合条件的车辆运输。
(五)运输车辆不得超量装载。
(六)运输车辆驶出装载现场前,必须将车辆槽帮和车轮冲洗干净,不得车轮带泥行驶。
(七)运输车辆必须按照市政管理行政部门依法批准的运输线路、时间、装卸地点运输和卸倒。
(八)运输污泥的车辆必须密封、不得沿途泄漏。
(九)运输时发现自身有泄漏的,必须及时清扫干净。
第三条 运输车辆必须符合下列规定:
(一)有市政管理行政部门核发的准运证件。
(二)运输污泥的车辆,四周槽帮牢固可靠,无破损,挡板严密。
(三)运输污泥的车辆应当安装符合技术标准的运输装置,并保持密封完好。
(四)运输污泥的车辆,必须使用不渗漏的容器装载运输。
第四条 运输车辆的使用单位必须遵守下列规定:
(一)使用有准运证件的车辆从事污泥的运输。
(二)与运输单位签订防止车辆运输泄漏协议书,对运输单位和运输车辆进行督促检查。
第五条 对违反本规定的,由城市管理综合执法组织给予处罚:
(一)使用无准运证件或者不符合规定要求的运输车辆从事运输的,责令改正,并处500元以上3000 元以下罚款。
(二)运输污泥的车辆未密封、泄漏的,责令清除,并处500 元以上3000 元以下罚款,情节严重的,处3000 元以上3 万元以下罚款。
(三)运输污泥的车辆不符合规定技术标准,造成泄漏的,责令清除,并处500 元以上3000元以下罚款,情节严重的,处3000 元以上3 万元以下罚款。
(四)运输车辆沿途泄漏的,责令清除,并处500 元以上3000 元以下罚款,情节严重的,处3000 元以上3 万元以下罚款。
(五)运输车辆车轮带泥行驶的,责令改正,并处500 元以上3000 元以下罚款。
对于道路上泄漏物,当事人拒不清除或者没有条件清除的,城市管理综合执法组织可以代为委托市容环境卫生专业作业企业代为清除,所需费用由当事人承担,对不支付费用的,可以依法申请人民法院执行。
第六条 公安交通管理部门应当配合城市管理综合执法组织对车辆运输泄漏的查处。
第七条 公安交通管理部门对运输车辆运输途中泄漏的,可对驾驶员吊扣一个月以下驾驶证。
第八条 任何单位和个人对运输车辆泄漏的行为有权举报。经查证属实的,有关部门应当给予举报单位和个人表扬和奖励。
第九条 城市管理综合执法组织的工作人员应当认真履行职责,加强执法。对玩忽职守、滥用职权、徇私舞弊的,或者因执法不严而使其责任区内运输车辆泄漏现象严重的,由其所在单位或者上级主管机关给予行政处分。
3.2 污泥处理处置暂行管理办法
3.2.1 污泥处理处置特许经营暂行管理办法
第一条 为了加快推进污泥处理处置的市场化,规范污泥处理处置特许经营活动,促进污泥处理处置健康发展,根据国家有关法律、法规,制定本办法。
第二条 本办法所称污泥处理处置特许经营,是指政府按照有关法律、法规规定,通过市场竞争机制选择污泥处理处置投资者或者经营者,明确其在一定期限和范围内经营污泥处理处置相关业务。
第三条 实施污泥处理处置特许经营,应当遵循公开、公平、公正和公共利益优先的原则。
第四条 参与特许经营权竞标者应当具备以下条件:
(一)依法注册的企业法人;
(二)有相应的注册资本金和设施、设备;
(三)有良好的银行资信、财务状况及相应的偿债能力;
(四)有相应的从业经历和良好的业绩;
(五)有相应数量的技术、财务、经营等关键岗位人员;
(六)有切实可行的经营方案;
(七)地方性法规、规章规定的其他条件。
第五条 市主管部门应当依照下列程序选择投资者或者经营者:
(一)提出污泥处理处置特许经营项目,报市人民政府批准后,向社会公开发布招标条件,受理投标;
(二)根据招标条件,对特许经营权的投标人进行资格审查和方案预审,推荐出符合条件的投标候选人;
(三)组织评审委员会依法进行评审,并经过质询和公开答辩,择优选择特许经营权授予对象;
(四)向社会公示中标结果,公示时间不少于20 天;
(五)公示期满,对中标者没有异议的,经直辖市人民政府批准,与中标者(以下简称“获得
特许经营权的企业”)签订特许经营协议。
第六条 特许经营协议应当包括以下内容:
(一)特许经营内容、区域、范围及有效期限;
(二)产品和服务标准;
(三)价格和收费的确定方法、标准以及调整程序;
(四)设施的权属与处置;
(五)设施维护和更新改造;
(六)安全管理;
(七)履约担保;
(八)特许经营权的终止和变更;
(九)违约责任;
(十)争议解决方式;
(十一)双方认为应该约定的其他事项。
第七条 市主管部门应当履行下列责任:
(一)协助相关部门核算和监控企业成本,提出价格调整意见;
(二)监督获得特许经营权的企业履行法定义务和协议书规定的义务;
(三)对获得特许经营权的企业的经营计划实施情况、服务的质量以及安全生产情况进行监督;
(四)受理公众对获得特许经营权的企业的投诉;
(五)向市政府提交年度特许经营监督检查报告;
(六)在危及或者可能危及公共利益、公共安全等紧急情况下,临时接管特许经营项目;
(七)协议约定的其他责任。
第八条 获得特许经营权的企业应当履行下列责任:
(一)科学合理地制定企业年度生产计划;
(二)按照国家安全生产法规和行业安全生产标准规范,组织企业安全生产;
(三)履行经营协议,为社会提供足量的、符合标准的产品和服务;
(四)接受市主管部门对产品和服务质量的监督检查;
(五)按规定的时间将中长期发展规划、年度经营计划、年度报告、董事会决议等报市主管部门备案;
(六)加强对生产设施、设备的运行维护和更新改造,确保设施完好;
(七)协议约定的其他责任。
第九条 特许经营期限应当根据行业特点、规模、经营方式等因素确定,最长不得超过30年。
第十条 获得特许经营权的企业承担政府公益性指令任务造成经济损失的,市政府应当给予相应的补偿。
第十一条 在协议有效期限内,若协议的内容确需变更的,协议双方应当在共同协商的基础上签订补充协议。
第十二条 获得特许经营权的企业确需变更名称、地址、法定代表人的,应当提前书面告知市主管部门,并经其同意。
第十三条 特许经营期限届满,市主管部门应当按照本办法规定的程序组织招标,选择特许经营者。
第十四 条获得特许经营权的企业在协议有效期内单方提出解除协议的,应当提前提出申请,市主管部门应当自收到获得特许经营权的企业申请的3 个月内作出答复。在市主管部门同意解除协议前,获得特许经营权的企业必须保证正常的经营与服务。
第十五条 获得特许经营权的企业在特许经营期间有下列行为之一的,市主管部门应当依法终止特许经营协议,取消其特许经营权,并可以实施临时接管:
(一)擅自转让、出租特许经营权的;
(二)擅自将所经营的财产进行处置或者抵押的;
(三)因管理不善,发生重大质量、生产安全事故的;
(四)擅自停业、歇业,严重影响到社会公共利益和安全的;
(五)法律、法规禁止的其他行为。
第十六条 特许经营权发生变更或者终止时,市主管部门必须采取有效措施保证市政公用产品供应和服务的连续性与稳定性。
第十七条 市主管部门应当在特许经营协议签订后30 日内,将协议报上一级市主管部门备案。
第十八条 在项目运营的过程中,市主管部门应当组织专家对获得特许经营权的企业经营情况进行中期评估。
评估周期一般不得低于两年,特殊情况下可以实施年度评估。
第十九条 市人民政府有关部门按照有关法律、法规规定的原则和程序,审定和监管企业产品和服务价格。
第二十条 未经市人民政府批准,获得特许经营权的企业不得擅自停业、歇业。获得特许经营权的企业擅自停业、歇业的,市主管部门应当责令其限期改正,或者依法采取有效措施督促其履行义务。
第二十一条 市主管部门实施监督检查,不得妨碍获得特许经营权的企业正常的生产经营活动。
第二十二条 市主管部门应当建立特许经营项目的临时接管应急预案。
对获得特许经营权的企业取消特许经营权并实施临时接管的,必须按照有关法律、法规的规定进行,并召开听证会。
第二十三条 社会公众对污泥处理处置特许经营享有知情权、建议权。
市人民政府应当建立社会公众参与机制,保障公众能够对实施特许经营情况进行监督。
第二十四条 政府建设主管部门应当加强对污泥处理处置特许经营活动的监督检查,及时纠正实施特许经营中的违法行为。
第二十五条 对以欺骗、贿赂等不正当手段获得特许经营权的企业,市主管部门应当取消其特许经营权,被取消特许经营权的企业在三年内不得参与污泥处理处置特许经营竞标。
第二十六条 市主管部门或者获得特许经营权的企业违反协议的,由过错方承担违约责任,给对方造成损失的,应当承担赔偿责任。
第二十七条市主管部门及其工作人员有下列情形之一的,由对其授权的市人民政府或者监察机关责令改正,对负主要责任的主管人员和其他直接责任人员依法给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任:
(一)不依法履行监督职责或者监督不力,造成严重后果的;
(二)对不符合法定条件的竞标者授予特许经营权的;
(三)滥用职权、徇私舞弊的。
3.3.2 关于推进污泥资源化利用的若干政策
第一条 为了加快推进污泥资源化利用的发展,规范污泥资源化利用经营活动,促进污泥资源化利用产业的健康发展,根据国家有关法律、法规,制定本办法。
第二条 坚持污泥的资源化利用为首要目标的方针,树立“泥水并重”的观念。实现污泥的稳定化、减量化、无害化处理处置与资源化利用。
第三条 污泥资源化利用实行与污水处理厂设施同步规划、同步设计、同步施工、同步验收、同步运营和捆绑招标的政策,切实把“泥水并重”落到实处。
第四条 把污泥资源化放在首位,坚持污泥综合处理处置的发展方向。根据不同工艺,鼓励生物资源化,推荐其他方式的资源化,限制生污泥填埋、非标外运、排放和禁止净泥直排。
第五条 充分发挥社会主义市场机制作用,把污泥资源化利用的投资、建设、运行推向市场市场,引入竞争机制,鼓励国外、境外和社会投资主体多元化。
第六条 加大政策扶持力度,加快上海污泥资源化利用的发展。
(一)各级政府要加大投入力度,市财政每年应安排xxx 万元专项资金,区县财政每年应安排xxx 万元专项资金,用于制定污泥资源化利用专业规划、政策研究、技术进步及前期工作的补贴等。
(二) 在开征污水处理费的同时明确将污泥的处理处置费用纳入污水处理费支出范围,单独核算。
(三) 要建立与完善污泥处理处置费用的核算办法,鼓励降低运行成本,提高经济效益。污泥资源化利用产品的市场销售收入可按适当的比例弥补污泥处理处置运营补贴费用的不足。
(四)政府鼓励城市园林绿化使用污泥资源化利用产品,同等条件下优先采购。
(五)鼓励污水、污泥的资源化利用,生产用电费按民用价格缴纳,其运营、产品销售减免有关税赋。
(六)政府对新建城市污水处理厂污泥资源化利用设施及原有污水处理厂的污泥处理处置设施的改造采取行政划拨方式提供项目建设用地。
第七条 完善制度,加强政府和行业监管。
(一)承担本市相应污泥资源化利用建设、运营、维护业务的,必须持有政府行政管理部门办法的相应的资质或基本条件证书。
(二)有关政府主管部门核定的污泥处处置费用应在财政局设立专户,独立核算,专款专用于城市污泥资源化利用的建设、运营、维护。
(三)各级政府要将征收的城市基础设施维护费和住宅市政配套费的三分之一资金用于污水管网建设和建立城市污水处理项目补偿基金,用于补偿污水处理和污泥处理处置费用的不足。
(四)加强对污泥资源化利用设施的建设、运营市场化管理。根据污泥资源化利用设施的产业政策,加强对污泥资源化利用设施项目管理,监督污泥资源化利用设施建设、运营市场化过程中操作程序的合法性,维护公正、公平、公开的市场竞争环境。
(五) 建立市场准入机制。承担城市污泥资源化利用设施特许经营的企业, 其注册资本不低于承包设施年运行总成本的50% ,特许承包经营期一般不超过10 年,特许经营期或承包运营期满后重新招标。获得污泥资源化利用设施运营权的企业,在合同有效期内其运营权转让必须得到资产所有者同意,运用市场化方式进行。
(六)加强污泥处置的监控。不允许将未经稳定化处理的污泥外运填埋。污泥填埋场,必须严格执行国家和地方标准,加强对场地选择、防漏措施、渗沥液与填埋气体收集与处理、环境影响和安全进行检查和监控。
(七)严格监管污泥资源化利用及其终端产品应用的全过程。政府主管部门除了制定相应的鼓励政策外,还应该对其资源化利用全过程加强监管,以保证不因资源化利用而造成二次污染或者危害。
(八)建立污泥动态信息收集上报系统,包括各个污泥源的产生量、中间环节的处理处置量以及终端土地利用情况,形成一系列数据报表及数据库, 为数字化管理提供信息基础;在现有管理办法基础上,逐步建立基于污泥监测、检查、监督、执法的相关地方法规、条例、标准、制度等政策体系。
(九)市政府有关部门要密切配合,各司其职,逐步规范城市污泥资源化利用产业化管理。
4. 总结
许多发达国家已经对污泥的处置制定了法律法规,对污泥的标准、使用地点的选择、水源的保护、病原菌的控制、重金属的允许施用量和运输等都作出了相应的规定,目前,我国相关法律法规还不完善,根据自身情况,上海市起草了《上海市污水污泥处理处置指南与管理政策》,本文简要介绍了总体思路和框架,有待于在科学研究指导下进一步完善。