社区：
Survey on Sludge Disposal and Treatment in Europe
L I Jin2hong , HE Qun2biao
( School of Envi ronmental Science and Engineering , Tongji University , S hanghai 200092 ,
China)
1 污泥产生现状
近年来,欧洲的污泥产量增长趋势明显,一方面是因为污水管网的服务人口不断增加,另一方面是因为水质排放标准越来越严格[1 ] 。欧洲部分国家的污泥产量以及处置方法见表1[2 ] 。
表1 污泥产生量和处理方式
Tab. 1 Status of sludge production and treatmentin Europe (1997)
国别 (103 产量/ t 干泥·a - 1) 各处理方法所占比例/ %
农用 焚烧 填埋 投海 其他
瑞士 270 45 25 30
德国 2 681 27 14 54 5
丹麦 170 54 24 20 2
芬兰 150 25 75
瑞典 200 40 60
挪威 95 56 44
荷兰 335 26 3 51 20
奥地利 170 18 34 35 13
卢森堡 8 12 88
英国 1 107 44 7 8 30 11
法国 865 58 15 27
意大利 816 33 2 55 10
爱尔兰 37 12 45 35 8
西班牙 350 50 5 35 10
比利时 59 29 15 55 1
希腊 48 10 90
波兰 25 58 29 2 11
由表1 可以看出,法国、德国、意大利和英国的污泥产量较大(占74. 3 %) ,而德国的污泥产生量占这四国总产生量的48. 9 %。各国的污泥产生量与污水厂的服务人口有关,此外污水处理系统发达国家的污泥产率较高。
2 相关的法规体系
欧盟( EU) 已制定了水和废弃物管理的相关法规体系(见图1) ,旨在严格地控制与废弃物相关的活动,以保护水系免受这些活动的危害[3 ] 。
图1 与污水厂污泥相关的指令法规体系
Fig. 1 Regulations on sludge in EU
欧盟委员会根据增长趋势预计2005 年的干污泥年产量将达9. 4 ×106 t 。污泥量的增加给环境带来沉重的负担,而且极为严格的相关法规也加重了污泥的处理处置难度,欧洲正面临着进退两难的困境:一方面,为使污水厂出水水质更加安全的相关标准更为严格;另一方面,严格的污水处理法规也导致了污泥产量的明显增加,因此需要新建污泥处理处置设施或对现有设施进行改造。
当污泥投海的处置出路被越来越广泛地禁止后,其他处置方法所占份额有所增长,迄今为止土地填埋仍是较便宜的处置方法,然而相关的填埋限制和法令降低了其经济性。在欧洲,含有可生物降解有机物的固体废弃物将不允许填埋,丹麦、瑞士已分别于1997 年7 月1 日和2000 年1 月1 日实施了该项禁令,德国也将于2005 年6 月1 日实行该法令。欧盟于1999 年公布了固体废弃物土地填埋法令(于2006 年起实施) ,要求所有欧洲国家用于土地填埋的固体废弃物中有机物含量必须逐年递减,其中污水厂污泥也是该法令规定的固体废弃物种类之一。填埋工艺不仅受到填埋场所的限制,而且产生的气体和渗滤液对环境影响较大。对于污泥的填埋在城镇垃圾技术规范附录B 中已有了相应的规定[4 ] ,其中对污泥填埋能力的评估规定了两类重要参数: ①强度参数,横向剪切强度> 25 kN/ m2 ,单轴压强> 50 kN/ m2 ; ②干固体中的有机物比例, I 类填埋场(惰性废物填埋场) 的灼烧减量< 3 % , II 类填埋场(生活垃圾填埋场) 的灼烧减量< 5 %。对灼烧减量的规定意味着干燥污泥需进行焚烧才能满足填埋要求。近十年来,发达国家从环境安
全与土地保护的角度对污泥填埋提出了更高的管理要求,包括选址、工艺和污染物处理标准等,这导致了污泥填埋成本的显著上升(超过了污泥的土地利用,为污泥焚烧成本的1/ 2 左右) 。另外,由于污泥中含有许多有害物质,在农用过程中可能会对土壤
—植物系统、地表水、地下水系统产生影响,因此污泥农用的前景不容乐观。
根据欧盟1997 年的统计数据,36. 6 %的污泥用于农用,41. 5 %的污泥用于填埋,但是这两种主要出路在目前正面临着法规和公众的压力。相比之下,焚烧作为减量化最大的处置方式,在各种处理工艺中具有较大优势,如焚烧后的剩余物质是很稳定的灰质、可适用于不同的规模等[5 ] 。
3 工艺现状分析
欧盟的最新统计数据(见图2) 表明,由于法规政策的导向作用使污泥处置方式有了很大的变化,污泥填埋所占比例大幅度下降(从1997 年的41 %下降到2003 年的7 %) ,这是由于欧盟提高了污泥填埋标准所致;污泥农用所占比例(25 %) 也有12 %的下降,这是由于污泥农用受到了农民以及食品业的抵制;与此同时焚烧从1997 年的11 %上升到了36 % ,成为替代工艺。从2003 年的数据还可知,有10 %的污泥回用于建造业,反映了污泥循环利用的趋势。
图2 污泥处置方式所占比例(2003 年)
Fig. 2 Status of sewage sludge treatment in 2003
在德国,污水厂污泥被划分为固体废弃物类,
近十多年来其填埋比例也大幅下降,焚烧比例则明
显升高(相关的法律和法规也推介污泥焚烧技术) 。
德国的污泥处置情况见图3 。
图3 德国的污泥处置情况
Fig. 3 Suldge disposal in Germany
纵观污泥处理处置的技术发展,其工艺依然是
基本的三类:填埋、焚烧、土地利用(农用) 。随着禁止污泥海洋处置法规的生效(1998 年12 月31 日) ,欧盟全部的污水厂污泥均须在陆上进行处置。由于受多方面因素的限制,农用所占比例出现了小幅度下降,填埋所占份额则大幅度削减,而焚烧所占份额急增。简言之,相关法规的日趋严格导致了处置工艺所占比例的变化,但没有出现革新的处理处置工艺。从可持续发展的角度来说,污泥焚烧将是最终出路,它不但能实现污泥减量的最大化,同时基于预干燥—流化床焚烧技术的污泥焚烧厂几乎不再需要使用矿物燃料助燃,且产生的余热可用于供暖发电。但是近十年来污泥中重金属含量的大幅度下降,可能使污泥农用所占比例在未来有所增加,保证农用量增加的措施有:发展污泥农用环境质量保障体系、推广最佳污泥农用实践方法、施用污泥堆肥化产物等。
4 污泥管理政策
欧盟的废物管理基于以下三个准则: ①源头控制,废物预防,这是废物管理政策的关键因素。如果能从源头上控制废物的产生,则废物处理就简单了许多。②循环利用。③加强最终处置和管理。当不能对废弃物进行回收和循环利用时应尽可能对废弃物进行焚烧处理,而填埋仅仅作为最终的处置工艺,同时需对所有工艺过程进行严密的监测。这三个原则对我国的污泥管理具有重要的借鉴意义。首先,对污泥的产生必须进行源头控制。处理生活污水过程中产生的污泥经过简单处理后就是肥效较高、环境风险较小的农肥,不会有重金属污染之虞。然而,许多工业废水处理未达标就排入了市政管网,这不仅给污水处理厂带来了冲击负荷,而且也增加了后续污泥处置的难度。因此应加大工业废水的处理力度,只有达标方可排入市政管网。其次,应尽可能对污泥进行回用,这需要有严格的法规、标准作保证,以便将其对环境的危害降到许可程度。
土地利用是目前经济可行的方法,我国可以借鉴国外的立法经验,在相关法规的保障下推进污泥农用。最后,应为不能回收利用的污泥找到安全可行的处置出路。受我国经济水平的限制,短时间内污泥焚烧所占份额不会增长太多,土地填埋在一定时期内还将占有较大比例。为此应制定相应的法规、标准,保证污泥处置的安全性。
参考文献:
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Waste Management ,2001 ,20 :17 - 31.
[2 ] Gerhardt T ,Spliethoff H , Hein K. Thermische Nutzung
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[3 ] 何品晶,顾国维,李笃中. 城市污泥利用与处理[M] .
北京:科学出版社,2003.
[4 ] 姚刚. 德国污泥利用和处置II[J ] . 城市环境与城市生
态,2000 ,13 (2) :24 - 26.
[5 ] Tay Joo2Hwa , Show Kuan2Yeow. Resource recovery of
sludge as a building and construction material —a future
trend in sludge management [J ] . Wat Sci Tech ,1997 ,36
(11) :259 - 266.
电话: (021) 65981372 65984566
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收稿日期:2004 - 07 - 31
