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取各国 2012 年的数据(特别的,丹麦、西班牙和意大利为 2010 年)污泥产生量约 800 万 t,计算人均污泥产生量 (以全国人口数量计和以管网服务人数计),作表 2,并用图 1 表示欧洲各国污泥产生总量占欧盟 15 国总量的比例,图 2 分析各国人均污泥产生量。
可以看到,污泥产生量最大的国家依次为德国(23 %)、西班牙(15 %)、英国(14 %)、意大利(14 %)和法国(12 %),产量占欧盟 15 国总产量的 78 %。 人均产泥量最大的国家为奥地利(32.3kg/人/年)和瑞典(32.2 kg/人/年)。
一方面,两种计算方法得到的人均污泥产量的差距越小,污水管网连接到的人群越全面,污水的收集处理率就越高。另一方面,由于人们使用的污水量和污水处理产生的污泥量变化不会太大,因此人均污泥产生量可以间接反映该国污水的处理量比例,人均污泥产量越高,收集率和处理率就越高。 根据统计[5],中国 2004 年的污泥产生量为203.6 万 t,人口以 13 亿计,人均污泥产生量为 1.6kg/人/年;2014 年我国城镇污泥产生量为 2801.47万吨,人口以 13.68 亿计,人均污泥产生量为 20.5kg/人/年; 中国污水收集率经过 10 年的发展已基本上达到欧洲国家水平。随着污水问题的解决,带来的污泥问题逐渐需要引起重视。
2 欧洲国家污泥政策研究
依据城市污水处理指令 (Urban Waste Water Treatment Directive 91/271/EC)[3],对于人口数大于2000 人的住宅区,强制进行污水收集与处理。 并 从 1998 年 12 月 31 日起, 鼓励污泥资源化利用;严禁将污泥处置于地表水中。 对于原先的欧盟 15国,该指令的最晚实施时间为 2005 年,对 2004 年后加入欧盟的国家可推后到 2015 年。
关于污泥的问题,欧盟三个重要指令出台。Decision 2001/118/EC[6]将污泥定义为非危险废物(non hazardous wastes),根据欧盟的政策,对于此类废物的管理流程应该是 “预防-准备再利用-回收利用-其他回收(例如,能量回收)-处置。
依据这些原则, 填埋指令 (Landfill Directive99/31/EC)[3]严禁将液体和未处理废物处置在填埋场,并限制可生化性的城市固废(例如污泥)进入填埋场的门槛。 除了欧盟的法令政策,某些成员国家的本国政策对污泥进入填埋场的问题, 在有机物质和总有机碳指标上有更严格的限制, 极大限制了污泥的填埋处置。 具体的说,奥地利要求总有机碳(TOC)小于 5 %,法国要求干基含量(DS)大 于 30 %(即污泥含水率小于 70 %), 德国要求有机物质小于 5 %, 意大利禁止废物未回收利用而进入填埋场,荷兰要求有机物质小于 5 %,瑞典不允许有机废物进入填埋场[7]。
涉及污泥管理的主要文件是污水污泥指令(Sewage Sludge Directive 86/278/EEC)[8],该指令鼓励污泥在农业中的安全利用, 并通过管理预防其对土壤、植物、动物和人类的有害影响,并对重金属的浓度提出要求。 对于 15 个成员国,具体的说, ①对于农用的污泥重金属含量,希腊、爱尔兰、意大利、卢森堡、葡萄牙、西班牙的限制值与欧盟政策一致,奥地利、比利时、法国、德国比欧盟政策更低一些,丹麦、芬兰、荷兰、瑞典比欧盟政策低很多。 ②对于农用的土壤重金属含量,奥地利、比利时(荷兰语区)、法国、德国、希腊、爱尔兰、意大利、卢森堡采用与欧盟政策一致的含量,比利时(法语区)、丹麦、芬兰、荷兰、瑞典的门槛值比欧盟政策低,葡萄牙和西班牙目前门槛值比欧盟政策高。③对于重金属的最大年负荷量,除了希腊、卢森堡、葡萄牙、西班牙外,其他欧盟国家的政策比欧盟政策更严格。 ④指令中并没有规定污泥农用处置中重金属铬、致病菌和有机物的含量,然而,所有的欧盟 15 国对污泥、土壤中的铬含量和铬的年负荷量做出要求,奥地利、丹麦、芬兰、法国、意大利、卢森堡、葡萄牙对致病菌极限值做出要求,奥地利、比利时、法国、德国、西班牙对有机物极限值做出要求。 ⑤只有法国和瑞典允许污泥未经处理在获得授权前提下进行污泥农用,特别的,奥地利规定污泥需经过生物稳定性处理, 丹麦规定污泥需经过稳定化、好氧生物处理或高温消毒处理,芬兰规定污泥需经过厌氧消化或石灰稳定化, 其他国家也都规定需要经过某些预处理后才能将污泥农用。 ⑥对于污泥是否能处置于森林、绿地中,某些国家也做出了规定。 奥地利和比利时严禁将污泥处置于森林, 德国和荷兰严禁将污泥处置于森林和绿地, 丹麦规定只有经过高温消毒的污泥能处置于绿地,法国允许风险最低时的森林处置,但严禁污泥处置于矿山和矿场, 卢森堡对污泥的森林处置提出了附加要求[9]。
除了污泥的填埋和农用,目前欧盟对于污泥的其他处理处置方式,还没有官方的法令规定,只有某些指导和参考意义的文件。
在我国,目前的讨论焦点是应将污泥定义为垃圾还是资源的问题上[10][11],还没有发布标准性文件, 欧盟的这些指令也许能对我国的污泥管理提供借鉴作用。
3 欧洲国家污泥稳定化处理研究
欧盟 15 国的污泥的处理包括稳定化处理(好氧稳定、厌氧稳定、石灰稳定、生物堆肥稳定)、调质处理(石灰调质、其他无机药剂调质、聚合物调质、热调质)、脱水处理(干化床、压滤、离心、带式压滤)、其他处理(热干化、太阳能干化、消毒、长期存储、冷发酵、布袋填料),每个欧盟国家综合上述处理方法,如表 3-表 5 所示[6,12]。
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