城鎮(zhèn)污水處理廠污泥固廢屬性核查研究*

華紹廣，李波

1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；2.國家環(huán)境保護(hù)礦山固體廢物處理與處置工程技術(shù)中心；3.國家冶金工業(yè)鐵精礦質(zhì)量監(jiān)督檢測中心

我國每年產(chǎn)生數(shù)千萬噸市政污泥(含水率在80%)，預(yù)計2020年后我國的市政污泥年產(chǎn)量將達(dá)到億噸級別[1]，城市污水處理廠污泥則是市政污泥中占比最大也是危害性最大的一部分。目前隨著工業(yè)化進(jìn)程及城鎮(zhèn)化發(fā)展，城市污水處理廠的數(shù)量和處理能力均在不斷增加，因此城市污水處理廠污泥的產(chǎn)量也在節(jié)節(jié)攀升。通常大部分污水處理廠污泥中均含有多種重金屬，如果不對此類污泥進(jìn)行規(guī)范處理與合理處置，則會有二次污染環(huán)境的風(fēng)險，甚至是嚴(yán)重危害人民群眾的身體健康。要科學(xué)合理地處置城市污水處理廠污泥就必須先弄清楚其固廢屬性，以便針對性制訂處置方案[2]。

一、污泥來源及成分分析

本次研究所用污泥取自一城鎮(zhèn)污水處理廠，該廠的設(shè)計處理能力為4.5×104/m3日，總體工藝采用A2/O處理工藝。經(jīng)檢測，污泥pH為7.4，限值要求為5～10，重金屬含量情況見表1。

表1 污泥重金屬含量情況 mg/kg

二、固廢屬性初判

（一）《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則》比對分析

對照《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則》（GB 34330-2017）中“4.3環(huán)境治理和污染控制過程中產(chǎn)生的物質(zhì)：水凈化和廢水處理產(chǎn)生的污泥及其他廢棄物質(zhì)”的描述，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥屬于固體廢物[3]。

（二）《國家危險廢物名錄》比對分析

對照《國家危險廢物名錄》（環(huán)境保護(hù)部令第39號）（2016年修訂）可知，該污泥不屬于直接判定危險固體廢物之列，需對其進(jìn)行詳細(xì)甄別[4-6]。

（三）其他規(guī)定比對分析

依據(jù)《關(guān)于污（廢）水處理設(shè)施產(chǎn)生污泥危險特性鑒別有關(guān)意見的函》（環(huán)函［2010］129號）：“一、單純用于處理城鎮(zhèn)生活污水的公共污水處理廠，其產(chǎn)生的污泥通常情況下不具有危險特性，可作為一般固體廢物管理[7-9]?！痹撐鬯幚韽S為單純用于處理城鎮(zhèn)生活污水的公共污水處理廠，據(jù)此判斷，由于其污泥來源明確，該城鎮(zhèn)污水處理廠污泥為一般固體廢物。

三、固體廢物屬性判定

為進(jìn)一步核查該污水處理廠污泥屬性，對污泥相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了抽檢，并將檢測結(jié)果與 GB5085 相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行了比對，判別分析如下：

（一）反應(yīng)性分析

根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 反應(yīng)性鑒別》（GB 5085.5-2007）的相關(guān)規(guī)定，污泥長期暴露于自然環(huán)境中，未體現(xiàn)出反應(yīng)特性，結(jié)合專家判斷，可排除其反應(yīng)性[10]。

（二）易燃性分析

根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 易燃性鑒別》（GB 5085.4-2007）規(guī)定，污泥的含水率在 70%以上，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下不易燃燒，并不具備固態(tài)易燃性危險廢物的鑒別條件，因此可以判定該污泥無易燃性[11]。

（三）腐蝕性分析

根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 腐蝕性鑒別》（GB 5085.1-2007）， 對抽檢污泥樣品的腐蝕性進(jìn)行檢測化驗，其檢測結(jié)果見表2。

表2 腐蝕性檢測結(jié)果統(tǒng)計表

（四）浸出毒性（硫酸硝酸法）

采用《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB 5085.3-2007）規(guī)定的檢測方法，對采集污泥樣品進(jìn)行浸出毒性的檢測，浸出液的制備按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T 299-2007）中規(guī)定的要求進(jìn)行，檢測結(jié)果統(tǒng)計表見表3。

表3 污泥浸出毒性檢測結(jié)果統(tǒng)計表（硫酸硝酸法） mg/L

對該污泥進(jìn)行的浸出毒性的檢測結(jié)果表明：該污泥樣品中重金屬檢出濃度值均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 5085.3-2007）中規(guī)定的濃度限值。

（五）毒性物質(zhì)含量

采用《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 毒性物質(zhì)含量鑒別》（GB 5085.6-2007）規(guī)定的檢測方法，對抽檢的污泥樣品進(jìn)行毒性物質(zhì)含量的測定，檢測結(jié)果統(tǒng)計見表4。

表4 毒性物質(zhì)含量檢測結(jié)果統(tǒng)計表 mg/kg

根據(jù)《危險廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 298-2007）要求，分別篩選出分子量最大且鑒別標(biāo)準(zhǔn)值最低的化合物進(jìn)行毒性物質(zhì)含量計算。計算所得結(jié)果表明，該污泥的單因子指標(biāo)生殖毒性物質(zhì)、致癌性物質(zhì)、劇毒物質(zhì)、致突變性物質(zhì)含量均未超出相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 5085.6-2007）中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值，累積毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值[12]。

（六）浸出毒性（水平振蕩法）

采用《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》（HJ 557-2010）中規(guī)定的方法，對采集的樣品進(jìn)行浸出毒性的檢測。采用水平振蕩法進(jìn)行浸出毒性的測試主要是判別該固體廢物是否屬于第I類一般工業(yè)固體廢物或是第II類一般工業(yè)固體廢物。檢測結(jié)果匯總見表5。

表5 污泥浸出毒性檢測結(jié)果匯總表（水平振蕩法） mg/L

表明：污泥的浸出液（水平振蕩法）指標(biāo)中總銅、總鉛、總鋅、總鎘、總鎳、總砷、總鉻、總銀、總硒、總汞、六價鉻、總鈹、總錳、CODCr含量均未超出《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）最高允許排放濃度限值要求。

四、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

（1）對照《固體廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則》（GB 34330-2017），城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥屬于固體廢物。

（2）對照《國家危險廢物名錄》（環(huán)境保護(hù)部令第39號）（2016年修訂），城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥不在國家危險廢物名錄中。

（3）依據(jù)環(huán)函［2010］129號，該城鎮(zhèn)污水處理廠污泥為一般固體廢物。

（4）根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5085.1-7）和《危險廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 298-2007），可以排除該城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的反應(yīng)性、易燃性、腐蝕性、毒性等危險特性，該城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥不屬于危險固體廢物。

（5）根據(jù)《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18599-2001）中第I類和第II類一般工業(yè)固體廢物的規(guī)定以及相應(yīng)的檢測結(jié)果，該城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥固廢屬性為第I類一般固體廢物[13]。

（二）建議

本次城鎮(zhèn)污水處理廠污泥固廢屬性核查結(jié)果是建立在該污水處理廠為單純用于處理城鎮(zhèn)生活污水的公共污水處理廠，對于工業(yè)污水處理及生活與工業(yè)混用污水處理廠產(chǎn)生的污泥，其固廢屬性存在多方面的不確定性，不能盲目參照既有研究進(jìn)行直接判定，而應(yīng)該按照《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》要求開展污泥的屬性鑒別工作，根據(jù)鑒別結(jié)果確定其最終的處理方式，以實(shí)現(xiàn)污泥的安全、高效處置和利用。如可以采取污泥制肥法等。因污水處理廠中所產(chǎn)生的污泥中含有一定量的有機(jī)物、N、P等營養(yǎng)成分，但是在脫水處理以后，由于顆粒比較細(xì)微，在含水率方面相對較高，且在干化以后呈現(xiàn)硬塊、粉灰狀等，如果想要直接進(jìn)行施肥使用還是存在一定難度。而在我國主要是借助高溫干化造粒法或是將農(nóng)業(yè)秸稈等進(jìn)行混合發(fā)酵處理，將其轉(zhuǎn)變成為有機(jī)肥料等。雖然前者在工藝方面相對簡單，但是在耗能方面相對較大，加之成本投入較高，所以局限在少數(shù)國家。而對于后者來講因其設(shè)備相對較少，在耗能方面相對較低，雖然占地面積較大，但是在成本方面相對較低，有著廣泛的運(yùn)用。目前污泥肥料土地有著廣泛的運(yùn)用，通過對污泥的處理、處置方式等進(jìn)行研究，已經(jīng)取得了理想的成效，并得到了廣泛的關(guān)注。第一，生污泥堆肥。對于生污泥來講其實(shí)就是尚未經(jīng)過好氧、厭氧等處理的污泥，在有機(jī)物含量方面相對較好，加之其中存在一定的寄生蟲卵以及病原菌等，就需要增加生石灰粉等進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)增加熱值以及污泥發(fā)酵初期的溫度等。第二，熟污泥堆肥。對于熟污泥來講則是對經(jīng)過中溫消化處理后的污泥來說的，有機(jī)物在消化中逐漸被分解，加之大部分病原菌已經(jīng)被消滅，使得污泥呈現(xiàn)一定的穩(wěn)定性，在脫水與干化處理后可以直接用于林業(yè)、果園等方面。