《城镇污水处理厂污泥处置》系列标准解读

张利华

随着我国城镇化进程的加快,环境保护要求的提升,建设资源节约型环境友好型社会理念的确立,城镇污水处理率逐年提高,随之产生的城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。

污泥处理过程中,一方面,因为污泥中含有大量病原菌、寄生虫,以及较多的重金属和有毒有害有机物,需要谨慎对待。另一方面,污泥也含有氮磷等营养物质和大量有机质,使其具备了制造肥料和作为燃料的基本条件。因此污泥处置具有典型的双重性。

污泥处置系指污泥处理后的消纳过程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧等,其中土地利用又可分为:农用、园林绿化和土地改良;建筑材料利用的形式也多种多样。污泥资源化利用的这种多元化发展,对标准和政策提出了更高的要求,如果不进行规范化管理,就容易造成环境的二次污染。而我国标准规范体系中,涉及污泥处置方面的内容非常有限,2007年之前仅有3项标准规范在参照执行。这3项标准中,GB 4284—1984《农用污泥中污染物控制标准》为1984年制定颁布,其中重金属指标需要重新研究,病原菌指标空白,具体的操作规范和管理措施欠缺,已经不能满足使用要求,更起不到控制污染的作用;CJ/T 3025—1993《城市污水处理厂污水污泥排放标准》,是控制城市污水处理厂污泥排放的标准。其中多是原则性的文字,仅对脱水后污泥含水率有明确的要求(小于80%),而对有机污染物、病原菌并没有明确、完整的指标,对重金属更是没有任何的限制;GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》是最新的比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,对农用污泥中重金属和有机污染物提出了限值,但是对于污泥稳定化指标缺乏测试手段相配合,从而实际上无法检验。由于没有一个健全科学的污泥处置标准体系知道污泥处置工作的开展和污泥处置的工程实践,众多污水处理厂的污泥无序外运,随意丢弃,严重污染了本来就很脆弱的生态环境。

鉴于此,从2005年起,在原建设部的牵头下,国内从事城镇污水处理厂设计和运行的多家单位联合开展了标准研究,启动了《城镇污水处理厂污泥处置》系列标准的制定工作。截至2011年,已经发布实施的城镇污水处理厂污泥处置标准共计10项。这一系列标准从技术层面上明确了城镇污水处理厂污泥处置技术发展的方向和原则,填补了我国污泥处置标准的空白。对城镇污水处理厂污泥安全处理和资源化利用提供了技术依据。下面本文就该系列标准做一简要解读。

1.GB/T 28484—2009《城镇污水处理厂污泥处置 分类》

由于污泥处置具有典型的双面性,即资源化和危害性,污泥安全处置标准应运而生。标准由国家住房和城乡建设部于2007年批准发布,2009年转化为国家标准。作为这一系列标准中的第一项,它规定了城镇污水处理厂污泥处置的分类和范围,是城镇污水处理厂污泥处置系列标准的总则。标准给出了污泥处理、污泥处置、污泥填埋等一些基本概念,规定污水处理厂的污泥按照污泥的消纳方式分为:污泥土地利用(包括园林绿化、土地改良以及农用,其中农用包括进食物链利用和不进食物链利用)、污泥填埋(包括单独填埋和混合填埋)、污泥建筑材料利用(制水泥、制砖、制轻骨料等)、污泥焚烧(包括单独焚烧、与垃圾混合焚烧以及污泥燃料利用)。

当然,不可否认,本分类在现在的技术条件是先进和全面的,但随着对污泥处置技术研究的深入,未来还可能出现一些新的工艺不包括在本分类中。

2.GB 24188—2009《城镇污水处理厂污泥泥质》

标准由国家住房和城乡建设部于2007年批准发布,2009年转化为国家标准。标准适用于污水处理厂和居民小区污水处理设施产生的污泥,不适用于医院污水处理设施和其他工业企业污水处理设施产生的污泥。作为一个强制性标准,标准规定了15项污泥泥质的控制指标及限制,其中表1规定的4项泥质基本控制指标和限制(包括pH值、含水率、类大肠菌群菌值以及细菌总数)是强制性条文。另外,标准还规定了污泥取样和监测分析方法,但没有明确规定污泥泥质的监测频率,各地方可以根据具体情况确定日常监测频率和抽查频率。

3.GB/T 23486—2009《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》

污泥园林绿化利用一般包括:园林绿化介质土和园林绿化肥料。为更好地规范污泥园林绿化利用工作,国家住房和城乡建设部于2007年批准发布,作为强制性城镇建设行业标准,2009年转化为推荐性国家标准。转化后的标准除将原行标中的强制性条款变为推荐性外,其余大部分指标趋向一致,比如对外观、嗅觉,以及稳定化和其他理化指标、营养指标都做了规定。部分指标中国标还较行标稍宽松些,比如污染物控制方面,这也符合我们国家制定国标和行标时,行标要严于国标的原则。当然,国标也有个别指标更为严格,比如将种子发芽指数提高了10%。另外,本标准也规定了污泥泥质的取样和分析方法,为最大可能地减少污泥园林绿化利用所带来的风险提供了技术依据。

4.GB/T 23485—2009《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋泥质》

目前我国城镇污水处理厂污泥的填埋方式一般采用与生活垃圾混合卫生填埋,但由于污泥的黏度高、含水率大并且具有易流变性,填埋过程中容易发生变形和滑坡,给填埋工作带来困难,而且给填埋场带来很大安全隐患。因此,制定混合填埋的污泥准入标准是很有必要的。标准对作为填埋用泥质的基本指标:污泥含水率、pH值、混合比例(污泥与生活垃圾混合填埋时,污泥与生活垃圾的质量比)作了相应规定;同时也规定了用做垃圾填埋场覆盖土添加料的污泥的基本指标:含水率、臭气浓度及横向剪切强度限值,标准还另外规定了施用污泥后苍蝇的密度。除基本指标外,标准也对污染物限制和卫生防疫安全作了规定,同时也规定了污泥的取样和监测分析方法。本标准的发布实施对我国城市污水处理厂污泥处置提供了重要的技术依据。

5.GB/T 25031—2010《城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质》

污泥制砖是在制砖原料组分中掺配一定比例的污泥,利用污泥代替部分黏土等有用资源。污泥制砖的利用价值体现在热能利用和物质利用两个方面,既可以节约能源又可以节约黏土,是一条低成本、无害化的污泥处置途径,相对经济、安全,社会效益明显。

本标准规定了制砖用泥质要求、取样和监测方法等。其中要求制砖用污泥无明显刺激性臭味,另外考虑到含水率、pH值以及污泥与其他制砖原料的混合比例对污泥的运输以及成品砖质量可能产生的影响,本标准将这3项指标作为基本指标。另外还有污染物浓度、卫生学指标以及大气污染物排放指标等。

6.GB/T 24602—2010《城镇污水处理厂污泥处置 单独焚烧用泥质》

污泥焚烧处置工艺的原理,是在一定的温度和有氧的条件下,是污泥中的有机物发生燃烧反应,污泥中的有机物转化为二氧化碳、水和氮气等。污泥单独焚烧是指处理后的污泥用于单一的自持焚烧、助燃焚烧和干化焚烧。本标准规定了城镇污水处理厂污泥单独焚烧的质量准入标准,具体包括:污泥的外观、理化指标和污染物指标。另外,标准还规定了污泥焚烧后的污染物排放标准以及污泥的取样和检测方法,并规定对污泥的监测频率应为每季度一次(二英类应根据需要进行检测)。

7.GB/T 24600—2009《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》

标准规定了用于土地(盐碱地、沙化地、废弃矿场土壤)改良用的污泥泥质的指标,规定了污泥施用时的技术要求和注意事项。由于污泥的土地利用具有双面性:一方面有能耗低、可回收污泥中养分等优点;另一方面污泥中含有大量有毒有害物质。所以污泥土地利用时,除必须经过无毒无害化处理外,最重要的是应严格控制污泥泥质的准入条件,主要项目包括:重金属、病原菌、有机质及营养养分等。本标准在第4章中对这些关键指标作了详细规定,为我国污泥土地利用提供了具体技术支持。

8.CJ/T 309—2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》

污泥农用指污泥经过无害化处理后用于农田、果园和牧草地等。1984年我国曾经颁布GB 4284—1984《农用污泥中污染物控制标准》,20多年过去了,该标准已经不能满足使用要求,制定新的农用泥质标准势在必行。本标准规定了污泥经过稳定化处理和脱水处理后用于农业用地过程时,污泥要达到的质量标准,包括重金属、有机污染物、物理性质、卫生学指标、养分和有机质、种子指数等。标准根据污泥中污染物浓度,将污泥分为A级和B级,并规定了A级和B级污泥的施用范围。具体施用情况由城建、农业和环保部门进行监督,发现因使用污泥导致土壤污染、水源污染或影响农作物生长时,应立即停止施用污泥。

9.CJ/T 314—2009《城镇污水处理厂污泥处置水泥熟料生产用泥质》

污泥用做水泥添加料是指用水泥窑中的高温能将污泥焚烧,并通过一系列物理化学反应使焚烧产物固化在水泥熟料的晶格中,成为水泥熟料的一部分。目前,这项技术已经基本成熟,但为了规避环境风险,需要为污泥用于水泥添加料制定准入标准。标准规定污泥用于水泥熟料时,按水泥生产工艺、熟料的产量以及污泥的含水率来确定污泥的添加比例,最多不超过30%。标准还规定了污泥的取样和检测方法,具体由各级建设行政主管部门负责实施监督。

10.CJ/T 362—2011《城镇污水处理厂污泥处置 林地用泥质》

这里所说的林地是指成片的天然林、次生林和人工林覆盖的土地,包括用材林、经济林、薪炭林和防护林等各种林木的成林、幼林、苗圃等所占用的土地,不包括农业生产中的果园、桑园和茶园以及园林绿化用地。本标准规定了林地用泥质的理化指标、养分指标、卫生学和污染物指标以及种子发芽率等,另外还规定了林地年施用量累计每公顷不超过30 t,连续施用不应超过15年。封闭水体和敏感性水体周围1 km内禁止施用污泥,坡地慎用污泥,并有防雨水、径流措施。