摘要：國內外污水處理廠污泥產生、處理及處置分析

關鍵詞：污泥產生 處置分析 污泥處理

1 國內外污泥產生量

隨著我國社會經濟和城市化的發展，城市污水的產生及其數量在不斷增長。目前全國已建成運轉的城市污水處理廠約427余座，年處理能力為113.6億立方米[1]。根據有關預測，我國城市污水量在未來二十年還會有較大增長，2010年污水排放量將達到440×108 m3／d；2020年污水排放量達到536×108 m3／d[2]。 污泥是污水處理后的附屬品、是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。污泥量通常占污水量的0.3%～0.5%（體積）或者約為污水處理量的1%～2%（質量），如果屬于深度處理，污泥量會增加0.5～1倍。污水處理效率的提高，必然導致污泥數量的增加。目前我國污水處理量和處理率雖然不高（4.5%），但城市污水處理廠每年排放干污泥大約30萬噸[3]，而且還以每年大約10%的速度增長[4]。 西方發達國家由于工業化進程早，經濟實力雄厚，所以污水處理技術先進，處理程度較高。但是自從1875年英國倫敦建立世界第一個污水處理廠以來，污泥處理問題便成為市政管理的重要問題之一。隨著城市人口的增長、市政服務設施的不斷完善、污水處理技術的不斷提高，歐、美等發達國家的污泥產量每年大約以5%～10%的速度增長。影響污泥產生的因素來自多方面，污水、污泥處理技術的應用和改善以及人口增長是導致污泥質和量同步增加的主要因素，另外一些環境政策的實施，如禁止污泥陸地填埋、對填埋容量的關注、執行填埋法令后封閉填埋場、禁止填埋場填埋庭院垃圾等政策以及污泥處置費用高昂、污泥產品市場需求等地方經濟發展要求也促進了污泥利用的增加。美國各州以及聯邦法令，尤其是503污泥法令自1991年的實施已經部分地鼓勵了污泥的循環利用而不僅僅是污泥處置。 據美國環保署估計，1998年全美干污泥產量為6.9百萬噸。在過去的20年，美國人口和開展市政污水處理的人口數量皆得到顯著增加，而且自從1972年政府頒布水凈化條例以來，污泥量得到了快速的增加。可以預計，隨著人口水平的持續增加，污泥的產量還會增加，而且污泥產量的年增長速率會超過市政所能提供污水處理服務人口的增長速率。1986～1996年期間，美國只經過1級處理的污水流量減少了4％，而經過二級或更高級處理的污水流量增加了2％。假設這種趨勢發展下去，根據市政所能提供污水處理服務人口的增長和污水二次處理以及污泥產量的輕微改變進行預測，到2005年美國干污泥產量將達到7.6百萬噸，2010年將達到8.2百萬噸。這就是說，從1998年到2010年，污泥產量將增加19％。下表是1998年以后美國污泥產量和處理狀況及預測[57]。

表1美國污泥產量及其預測 年份 1998 2000 2005 2010 有利利用（百萬噸） （干污泥） 土地利用 2.8 3.1 3.4 3.9 先進處理 0.8 0.9 1 1.1 其他有益利用 0.5 0.5 0.6 0.7 小計 4.1 4.5 5 5.7 處置（百萬噸） （干污泥） 地表處置/陸地填埋 1.2 1 0.8 10 焚燒 1.5 1.6 1.5 1.5 其他 0.1 0.1 0.1 0.1 小計 2.8 7.1 7.6 8.2 總計（百萬噸） 6.9 7.1 7.6 8.2 出處：U.S. EPA：Biosolids Generation， Use， and Disposal in the United States.September 1999

（干污泥）

（干污泥）

1990年歐洲干污泥產量為11.07百萬噸，到1999年干污泥產量達17.46百萬噸[4]。到2005年，歐洲將建立許多新污水處理廠，一些國家污泥產量將幾乎增加300％，污泥管理將是一個嚴峻挑戰，選擇處理處置方法也將會具有更大的經濟和環境內涵。由于城市污水處理要求的日益嚴格，歐洲城市污泥產量預計將增加50％。下表為歐洲國家污水處理廠污泥的處理和預測[41]。

表2歐洲污水處理廠污泥的處理和預測（干泥） 單位：103噸重／年 年份 處置 比利時 丹麥 德國 希臘 法國 愛爾蘭 盧森堡 荷蘭 奧地利 葡萄牙 芬蘭 瑞典 英國 合計 1992 水體消納 ／ ／ ／ ／ ／ 14 ／ ／ ／ ／ ／ ／ 282 296 循環利用 17 110 1018 1 402 4 5 134 63 38 87 ／ 472 2351 填埋 34 25 846 65 131 16 4 177 58 75 63 ／ 130 1624 焚燒 ／ 40 274 ／ 110 ／ ／ 12 66 ／ ／ ／ 90 592 其它 8 ／ 70 ／ ／ 3 ／ 1 3 13 ／ ／ 24 122 合計 59 175 2208 66 643 37 9 324 190 126 150 243 998 5228 1995 水體消納 ／ ／ ／ ／ ／ 15 ／ ／ ／ ／ ／ ／ 267 282 循環利用 22 120 1151 1 489 7 7 95 63 44 86 120 648 2853 填埋 39 25 857 65 114 14 3 192 58 88 72 106 114 1747 焚燒 ／ 40 411 ／ 161 ／ ／ 56 66 ／ ／ ／ 110 844 其它 17 ／ 93 ／ ／ 4 ／ 23 3 15 ／ 11 19 185 合計 78 185 2512 66 764 40 10 366 190 147 158 236 1158 5910 1998 水體消納 ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 240 240 循環利用 33 125 1270 4 572 25 9 100 68 74 85 ／ 672 3037 填埋 37 25 744 82 92 17 1 108 58 147 65 ／ 118 1494 焚燒 11 50 558 ／ 214 ／ 3 150 66 ／ ／ ／ 144 1196 其它 32 ／ 89 ／ ／ 1 ／ 23 4 25 ／ ／ 19 193 合計 113 200 2661 86 878 43 13 381 196 246 150 ／ 1193 6160 2000 水體消納 ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 0 循環利用 40 125 1334 6 640 65 9 110 68 104 90 ／ 1014 3605 填埋 43 25 608 90 71 35 1 68 58 209 60 ／ 111 1379 焚燒 11 50 732 ／ 269 ／ 3 200 66 ／ ／ ／ 326 1657 其它 37 ／ 62 ／ ／ ／ ／ 23 4 35 ／ ／ 19 180 合計 131 200 2736 96 980 100 13 401 196 348 150 ／ 1470 6821 2005 水體消納 ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 0 循環利用 47 125 1391 7 765 84 9 110 68 108 115 ／ 1118 3947 填埋 40 25 500 92 ／ 29 1 68 58 215 45 ／ 114 1187 焚燒 14 50 838 ／ 407 ／ 4 200 65 ／ ／ ／ 332 1910 其它 58 ／ 58 ／ ／ ／ ／ 23 4 36 ／ ／ 19 198 合計 159 200 2787 99 1172 113 14 401 195 359 160 ／ 1583 7242

到2005年，歐洲15個成員國干污泥產量預計可能由1992年的660萬噸上升到至少940萬噸。歐委會希望：到2005年污泥農用比例上升73％達到污泥總產量的53％；污泥焚燒比例達到總產量的25％，比目前增加大約300％；到2005年填埋數量比目前下降24％[45～47]。

2 污泥對環境的影響

2.1 污泥有機養分及其土地利用的有效性 污泥中含有大量的N、P、K、Ca及有機質，而且N、P以有機態為主，同時污泥中還有許多植物所必須的微量元素，可以緩慢釋放，具有長效性。因此，污泥是有用的生物資源，是很好的土壤改良劑和肥料。 下表是我國沈陽、杭州、北京、廣州、天津、蘇州、香港、深圳、太原、無錫、常州、常熟、昆明等城市21個污水處理廠污泥營養成分的調查統計結果[22～40]。

表3我國21個污水處理廠污泥中營養物質成分統計結果 單位：％ 項目 有機質 TN TP TK 平均值 37.18 3.03 1.52 0.69 最大值 62.00 7.03 5.13 1.78 最小值 9.2 0.78 0.13 0.23 中值 35.58 2.9 1.3 0.49

由上表說明，我國污泥的有機質平均含量為37.18％、總氮、總磷、總鉀平均含量分別為3.03％、1.52％、0.69％，均超過國家堆肥需要的養分標準，所以污泥是很好的有機肥源。 另外，統計結果還說明：不同地區污水處理廠污泥的養分含量相差很大。經濟不發達地區（如太原污水處理廠）有機質含量較低，而經濟發達地區（如北京、深圳等）污水處理廠污泥中有機質含量較高。各地城市污泥氮含量沒有明顯的規律性。南方城市污水處理廠污泥中磷含量普遍比北方污水處理廠高。同一地區城市污泥中鉀的含量變化并不大。 由于受到來源和生產日期影響，污泥成分差異較大，這與我國不同地區生活水平和生活習慣有關。從長遠來看，我國污水廠污泥中氮、磷的含量將隨著脫氮脫磷等二級污水處理工藝的增加而增加，這將有利于污泥土地利用和堆肥處理。 我國城市污泥中有機物（VSS）含量約為55%～60％，而歐美等國可達70-80%（均指初次沉淀池污泥）。一般來說，新鮮污泥中有機物含量越高，消化分解的程度越高。污泥中有機養分和微量元素可以明顯改變土壤理化性質、增加氮、磷、鉀含量，改善土壤結構，促進團粒結構的形成，調節土壤pH和陽離子交換量，降低土壤容重，增加土壤孔隙和透氣性和田間持水量和保肥能力等，城市污泥還可以增加土壤根際微生物群落生物量和代謝強度、抑制腐爛和病原菌[3，5～8]。污泥用作肥料，可以減少化肥施用量，從而減少農業成本和化肥對環境的污染。 2.2污泥對環境的污染 盡管污泥含有豐富的養分，但是也含有大量病原菌、寄生蟲（卵），銅、鋅、鉻、汞等重金屬、鹽類以及多氯聯苯、二噁英、放射性核素等難降解的有毒有害物。這些物質對環境和人類以及動物健康有可能造成較大的危害。 2.2.1污泥鹽分污染 污泥含鹽量較高，會明顯提高土壤電導率，破壞植物養分平衡、抑制植物對養分的吸收，甚至對植物根系造成直接的傷害，而且離子間的拮抗作用會加速有效養分的淋失[9]。 2.2.2病原微生物 污水中的病原體（病原微生物和寄生蟲）經過處理還會進入污泥。新鮮污泥中檢測得到的病原體多達千種，其中危害較大的是寄生蟲。Polan和Jones（1992）認為污泥中病原體對人類或動物的污染途徑大致有4條：① 直接與污泥接觸；② 通過食物鏈與污泥直接接觸而感染；③ 水源被病原體污染；④ 病原體首先污染了土壤，然后污染水體。污泥農用引起的潛在疾病的流行，被認為主要與沙門氏菌和絳蟲卵有關[10]。 2.2.3氮磷等養分的污染 在降雨量較大地區的土質疏松土地上大量施用富含N、P等的污泥之后，當有機物分解速度大于植物對N、P的吸收速度時，N、P等養分就有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營養化，進入地下引起地下水的污染。所以N、P等養分遷移對環境影響是一個需長期監測研究的工作[9]。 2.2.4有機物高聚物污染 城市污泥中主要的有苯、氯酚等。盡管目前國內外對城市污泥中有機污染物的研究并不多，但是一些國家對農用城市污泥中有機污染物的特征及其在農業環境中的行為、生態效應和調控措施等方面進行了一定的研究。西方發達國家對污泥中有機污染物的濃度進行了一定的限制，并對PCBs、PCDD／Fs等提出了一些限量建議，但是除苯并（a）芘制定了控制標準外，我國還未能制訂出較完善的城市污泥有機污染物限制標準[11，13]。迄今為止的試驗研究表明，通過根部有效的吸收和在植物中轉移的二噁英/呋喃及6種重要的PCB衍生物的量很少，即使土壤中PCDD／PCDF含量很高、污泥過量施用也不會顯示出這些有機污染物的有害毒性[13]。 2.2.5重金屬污染 在污水處理過程中，70％～90％的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉移到污泥中。一些重金屬元素主要來源于工業排放的廢水如鎘、鉻；一些重金屬來源于家庭生活的管道系統如銅、鋅等重金屬。重金屬是限制污泥大規模土地利用的重要因素，因為污泥施用于土壤后，重金屬將積累于地表層。另外重金屬一般溶解度很小，性質較穩定、難去除，所以其潛在毒性易于在作物和動物以及人類中積累。 下表為我國沈陽、杭州、北京、廣州、南京、西安、蘭州、天津、蘇州、香港、武漢、黃石、佛山、深圳、太原、重慶、無錫、蘇州、常州、常熟、昆明、桂林、上海、山東、浙江、湖南等44個城市污水處理廠污泥中重金屬含量統計結果。

統計結果說明：我國城市重金屬污染主要以Zn和Cu為主，其他重金屬含量較低。我國城市大量使用鍍鋅管道是生活污水污泥中Zn含量較高的原因之一。一些城市的生活污水與工業污水混合處理，導致Cr（皮革業污水），Cd（電鍍污水），Pb（冶煉污水），Hg（塑料行業污水）的含量較高。

3 世界各國污泥處理處置方法

3.1衛生填埋 衛生填埋操作相對簡單，投資費用較小，處理費用較低，適應性強。但是其侵占土地嚴重，如果防滲技術不夠，將導致潛在的土壤和地下水污染。污泥衛生填埋始于20世紀60年代，到目前為止已經發展成為一項比較成熟的污泥處置技術。污泥填埋是歐洲特別是希臘、德國、法國在前幾年應用最廣的處置工藝。由于滲濾液對地下水的潛在污染和城市用地的減少等，對處理技術標準要求越來越高（例如德國從2000年起，要求填埋污泥的有機物含量小于5％），許多國家和地區甚至堅決反對新建填埋場。1992年歐盟大約40％的污泥采用填埋處置，近年來污泥填埋處置所占比例越來越小，例如英國污泥填埋比例由1980年的27％下降到1995年的10％，預計到2005年將繼續下降到6％[43]。 據Biocycle雜志的調查表明：2000年美國大部分污泥被有效利用，21個州的50％以上的污泥被循環利用，4個州的50％以上的污泥被填埋，5個州的50％以上的污泥被焚燒。調查的40個州中，有5個州沒有污泥陸地填埋處置，17個州沒有污泥焚燒處理[42]。由此表明：美國的污泥的主要處置方法是循環利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美國許多地區甚至已經禁止污泥土地填埋。據美國環保局估計，今后幾十年內美國6500個填埋場將有5000個被關閉。這意味著填埋并不能最終避免環境污染，而只是延緩了產生的時間[1]。 另外，自從1996年10月，英國對污泥陸地填埋處理征收一定的稅收，結果污泥農用重新引起了人們的興趣，因為它是一種經濟可行的方法[44]。 3.2污泥農用 污泥農用投資少，能耗低，運行費用低，其中有機部分可轉化成土壤改良劑成分，因此污泥土地利用被認為是最有發展潛力的一種處置方式。這種處置方式是把污泥應用于農田、菜地、果園、林地、草地、市政綠化、育苗基質及嚴重擾動的土地修復與重建等。科學合理地土地利用，可減少污泥帶來的負面效應。林地和市政綠化的利用是一條很有發展前途的利用方式，因為它不易造成食物鏈的污染。污泥還可以用于嚴重擾動的土地如礦場土地、建筑排廢深坑、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區等需要復墾的土地。這些污泥利用方式減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥、又恢復了生態環境[9]。 影響污泥農用的主要因素是重金屬污染、病原體、難降解有機物及N、P的流失對地表水和地下水的污染。目前對重金屬污染研究較多，主要集中在污泥農用后土壤耕作層重金屬的變化，作物各部位富積量，存在形態及其影響等。大量的研究表明：近十幾年來，城市污泥中重金屬含量呈下降趨勢，只要嚴格控制污泥堆肥質量，合理施用，一般不會造成重金屬污染。 為提高污泥農用效率、減少有害物的含量可采取將污泥制成有機－無機復合肥料，適當添加鉀肥以補充肥料中鉀的不足，另外，在經濟政策上應當給予生產污泥復合肥的單位和個人以優惠[16]。 污泥農用正在成為世界各國主要的污泥處置方法。英、美、法等許多國家城市污泥的農用率在70％以上，有的高達80％以上[12]。下表為1998年世界各國污泥產量和處理狀況[44]。

表5世界主要國家污泥產量和處置狀況 國家 產量(干污泥)(百萬噸固體/年) 處置方法（％） 土地利用 陸地填埋 焚燒 其他 奧地利 320 13 56 31 0 比利時 75 31 56 9 4 丹麥 130 37 33 28 2 法國 700 50 50 0 0 德國（西德） 2500 25 63 12 0 希臘 15 3 97 0 0 愛爾蘭 24 28 18 0 54 意大利 800 34 55 11 0 盧森堡 15 81 18 0 1 荷蘭 282 44 53 3 0 葡萄牙 200 80 13 0 7 西班牙 280 10 50 10 30 瑞典 180 45 55 0 0 瑞士 215 50 30 20 0 英國(1991年) 1107 55 8 7 30 美國 6900 41 17 22 20 日本a 171 9 35 55 1

注:“a”資料來源：趙麗君等，污泥處理與處置技術的進展，中國給水排水，2001，Vol.17.No.6:23-25.）

由上表可以看出：大部分歐洲國家的污泥以填埋為主，美國和英國的污泥以農用為主，日本的污泥則以焚燒為主，而我國污泥處理處置大部分以農用、簡易填埋處理為主。 總之，污泥農用和陸地填埋是大多數國家污泥處置的兩種最主要方法。農用和陸地填埋方案的選擇很大程度上取決于各國政府有關的法律、法規和污染控制狀況 ，同時也與國家的大小和農業發展情況有關。 近年來，隨著污泥農用標準（如合成有機物和重金屬含量）日益嚴格的趨勢，許多國家，如德國、意大利、丹麥等污泥農用的比例不斷降低，而污泥填埋的比例有增加的趨勢。但也有一些國家，如美國、英國和日本等污泥農用的比例呈增加趨勢，填埋呈減少趨勢[15]。 3.3污泥焚燒 以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積，但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高，有機物焚燒會產生二噁英等劇毒物質。自1962年德國率先建議并開始運行了歐洲第一座污泥焚燒廠以來的20年中，焚燒的污泥量大幅度增加[14]。在國外，特別是西歐和日本已得到了廣泛的應用，在日本，污泥焚燒處理已經占污泥處理總量的60％以上，歐盟也在10％以上。 為防治焚燒產生二噁英等有害氣體，要求焚燒溫度高于850℃。焚燒后產生的焚燒灰可以改良土壤、筑路，制磚瓦、陶瓷、混凝土填料等。此外，已經有一些公司正在開發將脫水污泥制成燃料以發電的新技術[16]。在國內由于其一次性投資和處理成本大、焚燒煙氣需進一步處理等問題而一直未得到應用[17]。 3.4污泥干化和熱處理 污泥干化能使污泥顯著減容，體積可以減少4～5倍，產品穩定、無臭且無病原生物，干化處理后的污泥產品用途多，可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源等。早在20世紀40年代，日本和歐美就已經用直接加熱鼓式干燥器來干燥污泥，經過幾十年的發展，污泥干化技術的優點正逐步顯現出來[18]。 由于污泥熱干燥技術要求和處理成本較高，管理較復雜，所以這項技術直到20世紀80年代末期瑞典等國家的成功應用之后才在西方發達國家推廣。污泥低溫熱處理技術無害化和減量化徹底，其地位已經逐漸增強，研究表明：低溫熱解是能量凈輸出過程，成本低于直接焚燒[19]。 3.5污泥堆肥 堆肥化技術是國際上從60年代迅速發展起來的一項新興生物處理技術。70年代以后由于污泥產生的環境問題和填埋技術的缺點日益突出，污泥堆肥技術引起了世界各國的廣泛重視，并成為環保領域的一個研究熱點，這時人們開始考慮利用堆肥化技術取代部分傳統的物理化學方法。進入80年代之后，日本、韓國以及歐美一些國家相繼研究開發出封閉式發酵系統，以機械方式進料、通風和排料，雖然設備投資較高，但是由于自動化程度高、周期短，日處理量大，污泥處理后質量穩定，容易有效利用，而且可以有效控制臭氣和其他污染環境的因素，所以綜合效應好，日本神戶、大阪等地已經開發出多種發酵倉工藝系統[16，20]。 各種堆肥工藝各有優、缺點，都在不斷地完善和發展。美國20世紀80年代初開發了比較完善的Beltsville好氧堆肥法。污泥連續發酵工藝是目前國際上較為先進也是較為普遍使用的處理方法，已在美國、日本、歐洲廣泛采用。在美國、德國、荷蘭等發達國家，污泥堆肥大多由污水處理廠出資，國家資助并交專業公司承包產業化經營，污泥處理和處置按照市場經濟規律運轉，發展趨勢良好。日本于1954年建立第一座污泥堆肥中心，到20世紀90年代末已建成了35座堆肥廠，許多大型的堆肥廠的發酵倉和生產線以及袋裝產品很具規模，且機械化、自動化程度較高。美國1973年只有少數幾家污泥堆肥廠，到目前為止美國已經建成數以百計的污泥堆肥廠。雖然國外將污泥堆肥處理后制成復合肥已經相當普遍，但是國內污泥堆肥的商品化生產正在蓬勃地發展中[14]。我國的深圳、太原、石家莊、西安等地已經出現了污泥堆肥產品。 污泥循環利用主要當作肥料用于農業或林業。但是，對食品的清潔生產和人類無污染食品消費的關注可能會增加對污泥處理問題的爭論。一方面，公眾將鼓勵循環利用計劃，而另一方面，對潔凈和健康食品的需求將會增加對污泥利用的限制[48]。 3.6海洋傾倒 海洋傾倒操作簡單、對于沿海城市來說其處理費用較低，但是，隨著生態環境意識的加強，人們越來越多地關注污泥海洋傾倒對海洋生態環境可能存在的影響。美國于1988年已禁止污泥海洋傾倒，并于1991年全面加以禁止。日本對污泥的海洋投棄作了嚴格的規定。中國政府于1994年初接受3項國際協議，承諾于1994年2月20日起不再海上處置工業廢物和污水污泥[3]。海洋傾倒在英國尤其流行，因為與其他方法相比，其費用相當低。但是從1998年底，歐共體城市廢水處理法令（91／271／EC）已經禁止其成員國向海洋傾倒污泥[44]。 3.7污泥處理處置費用分析 污泥處理及處置費用是昂貴的，約占全部基建費用的20～50%，甚至為70%。在我國城市污水處理廠中，傳統的污泥處理工藝處理費用約占污水處理廠總運行費用的20%～50%，其投資占污水處理廠總投資的30%～40%[15]。 歐洲國家花在污泥管理方面的費用超過100億歐元，其中15億歐元花在污水處理廠污泥以及數目不詳的類似污水污泥的工業污泥處理上。由于污泥農業利用難度的增加，所以有必要建設一些焚燒廠，從而使處理費用升高3～4倍[48]。 限制污泥農用的經濟后果是相當大的。如果依靠限制的可供選擇的處理方法，處理成本將由農用的75歐元／噸上升到焚燒的400歐元／噸。據德國的數據顯示：污泥熱處理費用將達到600歐元／噸。因此，排除有問題的化合物可能是經濟的解決辦法[45～47]。 總之，各國應當根據自己的地理位置、環境狀況，經濟實力、交通等因素來綜合確定哪一種處理方法較為適合。

4 世界污泥處理處置標準

制定污泥利用標準應當根據土地利用情況、取樣深度以及土壤pH值等因素進行調整。歐美國家根據各自具體情況制定了城市污泥土地利用技術標準。 英國的標準主要包括污泥中各項有毒有害物質、pH指標、污泥無害化、衛生化、穩定化處理后各項指標值，土地類型及其性質的測定，處理后污泥的土地使用范圍。 美國聯邦政府對城市污泥土地利用有嚴格的規定，在《有機固體廢棄物（污泥部分）處置規定》中，將污泥分為A和B兩大類：經脫水、高溫堆肥無菌化處理后，各項有毒有害物質指標達到環境允許標準的為A類，可作為肥料、園林植土，生活垃圾填埋覆蓋土等；經脫水或部分脫水簡單處理的為B類污泥，只能林業用土，不直接用于改良糧食作物耕地[14]。自從1992年以來美國沒有污泥傾倒入海洋，這是符合1988年制訂的禁止污泥海洋傾倒公約的，結果許多將污泥傾倒入海洋的城市與其他城市聯手將污泥制成土壤調理劑和肥料，以便用于農業土地和庭院。但是，為了避免污泥的負面效應，對應用于土地的污泥中化學物質進行了一些限制。這些限制源于化學物質從修復的土壤向植物、動物、和人類遷移的14條途徑的冗長的風險評價。As、Cd、Pb、Hg和Se的濃度是為防止直接吸入污泥的兒童患病而制訂的。對于這些元素，其他到達人類的途徑和對動物和植物的所有影響都作為這些化學物質的濃度上限。對Cr、Cu、Ni、Zn的濃度限制是為防止其對作物的毒性而制訂的。部分有機物的限制也加以考慮，因為這些物質已經被美國禁用或者被調查監測到已經超過了接受限[49]。

表6國外污泥利用標準（最大施用量）[6，50～55] 單位：mg／kg 國家 年 Cd Cu Cr Ni Pb Zn Hg As 歐盟 1986 1～3 50～140 100～150a 30～75 50～300 150～300 1～1.5 法國 1988 2 100 150 50 100 300 1 德國 1992 1.5 60 100 50 100 200 1 意大利 3 100 150 50 100 300 ／ 西班牙 1990 1 50 100 30 50 150 1 荷蘭 凈土參考值 0.8 36 100 35 85 140 0.3 干擾值 12 190 380 210 530 720 10 英國 1989 3 135 400a 75 300 200 1 丹麥 1990 0.5 40 30 15 40 100 0.5 芬蘭 1995 0.5 100 200 60 60 150 0.2 挪威 1 50 100 30 50 150 1 瑞典 0.5 40 30 15 40 100 0.5 美國 1993 20 750 1500 210 150 1400 8 中國（GB4284） 5／20 250／500 600／1000 100／200 300／1000 500／1000 5／15 75／75 日本 5 2 50 加拿大 20 500 1000 500 200 2000 2000

由表6說明：歐共體的成員國污泥利用標準是不同的。1986年6月12日，歐共體通過了“歐洲議會環境保護、特別是污泥農用土地保護準則”。目前，歐洲委員會正在考慮對重金屬和可能的有機污染物進行限制，但是，這將會限制污泥循環利用的潛力。幾個成員國已經建立了更為嚴格的污泥重金屬含量的限制，一些國家已經引進了污泥中有機污染物含量的限制。 德國1972年6月通過了第一部廢物處置法，于1982年1月15日在廢物處置法下通過了一項有關農業、林業及園藝用地上使用污泥的法律條令，1992年4月15日對其進行了修改，1994年7月8日又通過了物質循環管理－垃圾法，并于1996年9月生效[13]。 目前我國關于污水處理廠污泥處理處置國家標準只有“農用污泥質量標準”（GB4284－84），此外還有部級標準“城市污水處理廠污水污泥排放標準”（GJ3025－93）。 歐盟成員國污泥污染調查結果顯示：重金屬使用越少，污泥污染越小，因此，越有利于污泥的循環利用。增加污泥的作為肥料的施用需要考慮農業土地污染不會影響食物質量、也不能導致環境破壞。 最近好的跡象顯示：由于丹麥、德國、法國以及芬蘭采用了更有效的污水處理技術，所以重金屬含量下降了，而氮、磷的含量增加了[45～47]。

5 我國污泥處理、處置存在的問題和展望

污水處理中的污泥處理和處置技術在我國還剛剛起步，在全國現有污水處理設施中有污泥穩定處理設施的還不到1／4，處理工藝和配套設備較為完善的還不到1／10，能夠正常運行的為數不多，污泥直接排放造成的二次污染必須予以充分的重視[15]。我國傳統的污泥處理處置基建投資大、負荷低、安全性要求高，運行管理難度大、運行經驗缺乏等問題，所以造成設備閑置，浪費極大[1]。我國存在大量小型污水處理廠，其污泥絕大部分未能得到妥善處置，污泥處置已經成為污水處理廠設計、運行中必須優先考慮的重要環節。污泥處理和處置不僅是我國而且是世界面臨的技術挑戰。 對于污水處理廠的污泥處理、處置系統的裝備，發達國家在20世紀60年代就已經達到先進的成套化水平，而我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚，而且對污泥處理處置重視不夠。雖然80年代中期建設了大型污水處理廠，污泥處理也采用中溫厭氧消化，但是污泥處理技術和設備幾乎全部需要引進。近十多年來，城市污泥處理技術中某些單項專用設備有較大發展，但是污泥處置和最終出路方面尚屬試驗研究階段[14]。 從污泥處理處置趨勢分析，今后污泥利用方向將會是土地利用和熱能利用。污泥農用將會向更安全地利用方向發展，因此，需要提供污泥的來源、污染方面的信息，同時在引進先進污水處理技術、制定更嚴格的污泥利用標準的前提下改進或創新污泥處理工藝。由于堆肥工業受到堆肥處理量、處理周期、成本的限制，所以目前歐洲只有1％的污泥用于堆肥，美國只有4％～5％。但是，隨著科學技術的進步，堆肥化工藝設計正朝著工業化、系統化方向發展。隨著人們資源循環利用和環保意識的提高，堆肥化和其他有競爭方法的經濟差額逐步減少，今后將會有越來越多的資金注入堆肥化工廠的規劃、設計、建造以及相關機械設備的研制之中，一批按照工程學、生物學原理設計、且符合液體和氣體排放管理相關規定的大規模現代化堆肥廠將會大量出現。 污泥焚燒和能源利用將是污泥處置的發展方向之一，所以今后污泥焚燒的比例將進一步增加。污泥干化將繼續不斷完善和發展，據預測，未來10年歐洲采用熱處理的污泥量將翻一番[56]。污泥干化設備正向大型化方向發展，其處理性能將不斷完善，處理能耗將進一步降低。污泥低溫熱解能回收能量，經濟性優于焚燒處理，是大有前途的處理方法，但是需要在熱解機理和動力學研究方面作深入研究，在工藝和設備方面有所突破[21]。 近年來發達國家已就促進厭氧消化進程技術和污泥減量技術展開研究。通過各種預處理（如熱解法、水解酸化法、堿處理等）來提高污泥的厭氧消化性能；通過臭氧氧化、超聲波技術、解耦聯代謝等措施進行污泥減量化處理。從世界范圍來看，污泥土地填埋將會受到越來越多、越來越嚴格的限制，所以污泥填埋的比例將會逐漸減少。根據我國是一個以農業為主的發展中大國以及目前污泥處理處置中存在的特點，污泥處理應當以堆肥、土地利用和資源化為主，在經濟較發達地區可根據實際情況探索其他處理處置方法（如焚燒法、熱處理法等）。但是應當注意，在進行污泥土地利用時需要嚴格管理，只有符合農用標準的污泥才能用于農作物。在采用堆肥時，需要考慮污泥處理量、場所和使用場地等，當污泥不能農用時，可以考慮污泥干化和焚燒處理。 總之，在考慮選用某種污泥處理處置方法時，要從環境安全、資源投入產出和收益影響比四個方面來考慮污泥處理方案，同時兼顧環境生態、社會和經濟效益三者之間的平衡。不管采用那一種污泥處理處置措施都需要考慮投資和運行成本和經濟承受能力，要在設備投資、運行費用、地價和人力價格等基礎上對處理方法加以綜合評估。各地區在處置污泥時要根據當地地理環境、經濟水平、技術措施、交通運輸、能源、污泥利用市場和容量等因素，隨著公眾認識的提高和興趣的改變而發生變化。 面對我國污泥產生和處理處置狀況，今后需要采取的策略是：首先，污水處理廠應當重視污泥處理和處置，加強污泥管理力度。其次，國家和行政管理部門應當加速建立和完善污泥處理處置的相關法規。由于我國存在大量中、小型污水處理廠、污泥產量小、處理技術低，所以建議由政府部門帶頭，廣開融資渠道、組建一批按市場經濟規律運轉和管理的大型城市污泥處理處置中心。