城镇污水处理厂污泥固废属性核查研究*

华绍广，李波

1.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司；2.国家环境保护矿山固体废物处理与处置工程技术中心；3.国家冶金工业铁精矿质量监督检测中心

我国每年产生数千万吨市政污泥(含水率在80%)，预计2020年后我国的市政污泥年产量将达到亿吨级别[1]，城市污水处理厂污泥则是市政污泥中占比最大也是危害性最大的一部分。目前随着工业化进程及城镇化发展，城市污水处理厂的数量和处理能力均在不断增加，因此城市污水处理厂污泥的产量也在节节攀升。通常大部分污水处理厂污泥中均含有多种重金属，如果不对此类污泥进行规范处理与合理处置，则会有二次污染环境的风险，甚至是严重危害人民群众的身体健康。要科学合理地处置城市污水处理厂污泥就必须先弄清楚其固废属性，以便针对性制订处置方案[2]。

一、污泥来源及成分分析

本次研究所用污泥取自一城镇污水处理厂，该厂的设计处理能力为4.5×104/m3日，总体工艺采用A2/O处理工艺。经检测，污泥pH为7.4，限值要求为5～10，重金属含量情况见表1。

表1 污泥重金属含量情况 mg/kg

二、固废属性初判

（一）《固体废物鉴别标准通则》比对分析

对照《固体废物鉴别标准 通则》（GB 34330-2017）中“4.3环境治理和污染控制过程中产生的物质：水净化和废水处理产生的污泥及其他废弃物质”的描述，城镇污水处理厂污泥属于固体废物[3]。

（二）《国家危险废物名录》比对分析

对照《国家危险废物名录》（环境保护部令第39号）（2016年修订）可知，该污泥不属于直接判定危险固体废物之列，需对其进行详细甄别[4-6]。

（三）其他规定比对分析

依据《关于污（废）水处理设施产生污泥危险特性鉴别有关意见的函》（环函［2010］129号）：“一、单纯用于处理城镇生活污水的公共污水处理厂，其产生的污泥通常情况下不具有危险特性，可作为一般固体废物管理[7-9]。”该污水处理厂为单纯用于处理城镇生活污水的公共污水处理厂，据此判断，由于其污泥来源明确，该城镇污水处理厂污泥为一般固体废物。

三、固体废物属性判定

为进一步核查该污水处理厂污泥属性，对污泥相关指标进行了抽检，并将检测结果与 GB5085 相应标准值进行了比对，判别分析如下：

（一）反应性分析

根据《危险废物鉴别标准 反应性鉴别》（GB 5085.5-2007）的相关规定，污泥长期暴露于自然环境中，未体现出反应特性，结合专家判断，可排除其反应性[10]。

（二）易燃性分析

根据《危险废物鉴别标准 易燃性鉴别》（GB 5085.4-2007）规定，污泥的含水率在 70%以上，在标准温度和压力下不易燃烧，并不具备固态易燃性危险废物的鉴别条件，因此可以判定该污泥无易燃性[11]。

（三）腐蚀性分析

根据《危险废物鉴别标准 腐蚀性鉴别》（GB 5085.1-2007）， 对抽检污泥样品的腐蚀性进行检测化验，其检测结果见表2。

表2 腐蚀性检测结果统计表

（四）浸出毒性（硫酸硝酸法）

采用《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）规定的检测方法，对采集污泥样品进行浸出毒性的检测，浸出液的制备按照《固体废物 浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）中规定的要求进行，检测结果统计表见表3。

表3 污泥浸出毒性检测结果统计表（硫酸硝酸法） mg/L

对该污泥进行的浸出毒性的检测结果表明：该污泥样品中重金属检出浓度值均远低于国家标准（GB 5085.3-2007）中规定的浓度限值。

（五）毒性物质含量

采用《危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别》（GB 5085.6-2007）规定的检测方法，对抽检的污泥样品进行毒性物质含量的测定，检测结果统计见表4。

表4 毒性物质含量检测结果统计表 mg/kg

根据《危险废物鉴别技术规范》（HJ/T 298-2007）要求，分别筛选出分子量最大且鉴别标准值最低的化合物进行毒性物质含量计算。计算所得结果表明，该污泥的单因子指标生殖毒性物质、致癌性物质、剧毒物质、致突变性物质含量均未超出相关国家标准（GB 5085.6-2007）中规定的标准限值，累积毒性远远低于标准限值[12]。

（六）浸出毒性（水平振荡法）

采用《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》（HJ 557-2010）中规定的方法，对采集的样品进行浸出毒性的检测。采用水平振荡法进行浸出毒性的测试主要是判别该固体废物是否属于第I类一般工业固体废物或是第II类一般工业固体废物。检测结果汇总见表5。

表5 污泥浸出毒性检测结果汇总表（水平振荡法） mg/L

表明：污泥的浸出液（水平振荡法）指标中总铜、总铅、总锌、总镉、总镍、总砷、总铬、总银、总硒、总汞、六价铬、总铍、总锰、CODCr含量均未超出《污水综合排放标准》（GB8978-1996）最高允许排放浓度限值要求。

四、结论与建议

（一）结论

（1）对照《固体废物鉴别标准通则》（GB 34330-2017），城镇污水处理厂产生的污泥属于固体废物。

（2）对照《国家危险废物名录》（环境保护部令第39号）（2016年修订），城镇污水处理厂产生的污泥不在国家危险废物名录中。

（3）依据环函［2010］129号，该城镇污水处理厂污泥为一般固体废物。

（4）根据《危险废物鉴别标准》（GB 5085.1-7）和《危险废物鉴别技术规范》（HJ/T 298-2007），可以排除该城镇污水处理厂污泥的反应性、易燃性、腐蚀性、毒性等危险特性，该城镇污水处理厂产生的污泥不属于危险固体废物。

（5）根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB 18599-2001）中第I类和第II类一般工业固体废物的规定以及相应的检测结果，该城镇污水处理厂产生的污泥固废属性为第I类一般固体废物[13]。

（二）建议

本次城镇污水处理厂污泥固废属性核查结果是建立在该污水处理厂为单纯用于处理城镇生活污水的公共污水处理厂，对于工业污水处理及生活与工业混用污水处理厂产生的污泥，其固废属性存在多方面的不确定性，不能盲目参照既有研究进行直接判定，而应该按照《危险废物鉴别标准》要求开展污泥的属性鉴别工作，根据鉴别结果确定其最终的处理方式，以实现污泥的安全、高效处置和利用。如可以采取污泥制肥法等。因污水处理厂中所产生的污泥中含有一定量的有机物、N、P等营养成分，但是在脱水处理以后，由于颗粒比较细微，在含水率方面相对较高，且在干化以后呈现硬块、粉灰状等，如果想要直接进行施肥使用还是存在一定难度。而在我国主要是借助高温干化造粒法或是将农业秸秆等进行混合发酵处理，将其转变成为有机肥料等。虽然前者在工艺方面相对简单，但是在耗能方面相对较大，加之成本投入较高，所以局限在少数国家。而对于后者来讲因其设备相对较少，在耗能方面相对较低，虽然占地面积较大，但是在成本方面相对较低，有着广泛的运用。目前污泥肥料土地有着广泛的运用，通过对污泥的处理、处置方式等进行研究，已经取得了理想的成效，并得到了广泛的关注。第一，生污泥堆肥。对于生污泥来讲其实就是尚未经过好氧、厌氧等处理的污泥，在有机物含量方面相对较好，加之其中存在一定的寄生虫卵以及病原菌等，就需要增加生石灰粉等进行调整，适当增加热值以及污泥发酵初期的温度等。第二，熟污泥堆肥。对于熟污泥来讲则是对经过中温消化处理后的污泥来说的，有机物在消化中逐渐被分解，加之大部分病原菌已经被消灭，使得污泥呈现一定的稳定性，在脱水与干化处理后可以直接用于林业、果园等方面。