发达国家污泥监管的现状和发展趋势

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    污水处理系统就好比人类社会的“肾脏”，净化人类生产生活过程中产生的污水。污水处理厂在处理污水的同时，不可避免地会产生作为副产物的污泥。通常污泥处置的三种主要途径为：农用、填埋和通过热处理过程减量（如焚烧和热解）。另外还包括一些其它处置的方法：如表层堆积、景观土地利用、土壤修复、倾倒入海（已被很多地方禁止）等。
    污泥的产生量不仅仅会因为每个国家的人口规模、人均产率以及污水处理的程度（如一级处理、二级处理或三级处理）而有所差异。此外，污泥产率不仅和进水的水量有关，而且也和处理方法有关，一些污泥产率低的处理工艺有可能伴随着更高的能耗。
    立法监管的目的是保护公众健康和环境，全世界在污泥管理立法方面并没有建立统一的优化方案。接下来我们将介绍一些发达国家和地区在污泥管理和立法监管的情况。
    美国
    美国是人口密度相对较低的国家，污泥（Biosolid）能被大量的用于农业。为了促进污泥的土地利用，从上世纪70年代开始，美国废弃物法案对污泥采取了不同的体系，带动了长期和多层次的污泥风险评估，最终在1993年颁布了“StandardsfortheUseorDisposalofSewageSludge”(40CRFPart503rule)。
    该法案对污泥中的化学污染物制定了标准，同时也包括了一系列污泥处理与处置的管理与技术，以及相应配套的监控、记录和汇报等要求。在该法案下，污泥不再被认为是废弃物，而被视为潜在的营养盐来源。然而，近十年来，来自美国公众针对污泥再利用的质疑越来越多。
    在一些州，民众的反对非常强烈以致于污泥农用被完全禁止。污泥中潜在的能量近些年也被关注，但在能量回收方面仍缺乏相应的配套立法。如2011年，污泥焚烧炉被划为与固废焚烧炉同类，这种更严格的立法实际上阻碍了从污泥中回收能源的实践。
    美国环保署（USEnvironmentalProtecitonAgency,EPA）1993年的污泥监管条例对污泥利用提出了指导性建议。条例规定所用施用于土地的污泥都必须满足污染物浓度上限（theceilingconcentrationsforpollutants,ClassB）标准。
    EPA污泥法令中规定的污泥中10种重金属的浓度上限，其中任何一项重金属浓度超标都将使污泥不能再用于土地施用，污泥同时还需要满足针对这些重金属的累积污染物负荷率限值（cumulativepollutantloadingratelimits）或者年污染物负荷率限值（annualpollutantloadingratelimits）中的一项。EPA希望通过这里这些规定鼓励处理厂采取预处理等方式来尽可能减少污泥中的污染物含量。
    多年来，有些州在污泥土地利用上的政策发生了很多改变。如德克萨斯州和佛罗里达州针对施用于土地的污泥标准限定更加严格，近些年德克萨斯污泥土地利用案例骤降75%。在佛罗里达，随着对磷的管理和病原菌去除有了新要求，石灰稳定污泥法被限制使用，很多州也在考虑采用类似的法令。
    此外，EPA已经识别了九种污染物（钡、铍、4-氯苯胺、荧蒽、锰、硝酸盐、亚硝酸盐、芘和银）和其它一些有机微型污染物，正在考虑将上述指标纳入将来的污泥标准限值中。同时，由于公众的反对，美国中大西洋地区、加利福尼亚州和佐治亚州的一些地区正考虑禁止污泥土地施用。
    EPA对固体废物（solidwaste）进行了重新界定，将污水厂污泥包括其中，并要求出台针对污泥焚烧企业的监管标准。污泥焚烧显然成为了新法规的监管对象，这可能会导致更多的污水厂为降低成本而选择填埋作为污泥处置的方案。
    日本
    日本是世界上人口密度最高的国家之一。从1970年开始，污泥减量化已经强制实施。90年代中期，污泥填埋已经被完全禁止。由于土地有限，热法处理污泥变得非常流行，如焚烧、气化、干化和碳化等。由于日本希望实现能源和资源的独立，该趋势促使了日本从污泥中回收能源和资源。
    日本在制定从污泥中回收资源和能源的战略规划方面做了很多先驱性的工作。1970年日本的《废物管理与公共清洁法》对热法处理污泥中的焚烧灰进行了规定，而污泥焚烧过程中产生的气态污染物受1965年的《环境污染保护条例》和1968年的《空气污染控制法》的相关规定。
    但污泥被用于建筑材料时，受2001年《土壤污染对策法》中的相关规定，该法案对建筑材料中有毒物质的渗出做了限制。2000年修订的《肥料管理条例》对用于肥料的污泥中的重金属制定了规范。
    21世纪初，为了发展和应用污泥回用的相关技术，日本ZF启动了一系列的创新项目，以实现污泥“零排放”（ZeroSludge），最大化回收污泥中的能源（GreenEnergy）。
    日本近些年的政策和立法促使污泥的有效管理侧重资源和能源的回收。如广岛市用污泥制生物炭、东京将污泥气化、神户将污泥生物沼气作为汽车燃料和黑布市将污泥和餐厨垃圾共消化产甲烷等案例。在2012年，实施上网电价补贴（Feed-inTariff）政策，强制发电公司购买绿色能源。
    日本还制定了国家战略，回收污泥中的磷，磷酸铵镁已经成为商品化的有机肥料。在一些城市，污泥和餐厨垃圾的共消化后产生的污泥，只要质量符合“肥料法”的要求，可直接用作肥料。
    澳大利亚和新西兰
    由于澳大利亚人口密度低、土壤往往缺乏肥力，因此澳大利亚更倾向于污泥土地利用；焚烧由于高投资与运行成本，在澳大利亚已经不被认为是好的选择。新西兰也是污泥土地利用率很高的国家，然而污泥填埋在新西兰仍然盛行。2012年，倾倒入海的污泥占全国污泥总量的10%。
    澳大利亚和新西兰针对污泥的立法，主要关注在污泥的土地利用方面，它们的立法基本参照了美国EPA的503法案。然而除了重金属和病原体外，两国还对污泥中多种有机物的浓度进行了规定。在澳大利亚，污泥（biosolid）被划为废弃物进行管理；而2014年西南威尔士州对用于资源回收的污泥进行了例外管理，不再属于废弃物管理的范畴，这一措施有益于污泥的土地利用的可能性。此外，昆士兰州也修改了立法，将污泥视为资源。
    欧盟
    欧盟污泥指南（SewageSludgeDirective86/278/EEC）规定了污泥农用的最低条件。该指南1986年生效，设定了污泥中重金属含量的限值。欧洲各国基于该指南制定本国的污泥农用监管法规，这些监管法规通常要比指南本身更加严格。
    从1986年开始，欧盟的指南“SewageSludgeDirective”就开始关注污泥的管理，目的是促进污泥在农田利用的同时，保护公众和环境（土壤、植物、地表水和地下水）的健康。该指南对一些有毒污染物做了基本的限制。随着对污泥中有毒物质的深入研究和进一步认识，欧盟有可能出台更为严格的立法，特别是针对污泥中的重金属和一些新型污染物。
    例如奥地利、捷克、丹麦、法国、德国和瑞典对可吸附有机卤化物(absorbableorganichalogens)、邻苯二甲酸二己酯（DEHP）、直链烷基苯磺酸盐、多环芳烃（PAHs）、壬基酚（NP/NPE）、多氯联苯（PCB）、多氯代二恶英（PCDD），多氯代苯并呋喃（PCDF）等有机微型污染物的含量做出了限制。欧盟污泥指南促使欧盟各成员国在污泥管理中对病原体、有机微型污染物等采取了非常严格的标准。
    农田利用仍是一些欧盟国家污泥处置方式。但在经济相对发达的国家，如比利时、荷兰、德国和丹麦等，则更倾向于污泥的热处理方法。奥地利、比利时、荷兰和德国对污泥中的重金属浓度设定了很低的限值；而丹麦、法国、芬兰、意大利、卢森堡、波兰等国则在沙门氏菌、大肠杆菌、粪链球菌、肠病毒、寄生虫卵等细菌、病原体指标的监管上更加严格。
    欧盟各国对重金属、病原体、微型污染物的不同规定导致污泥农用的方式和最终的污泥处理形式有很大差异。西班牙（65%）、英国（65%）、法国（50%）的污泥都用于农业，而希腊和爱尔兰则几乎全部进行填埋。荷兰和瑞士高达90%的污泥会进行焚烧，结合热能和电能回收系统的热处理工艺正逐渐在欧洲成为未来的发展趋势。
    进入21世纪以来，欧盟关于污泥处置指南的修订更专注生物固废的立法及其对能源战略的重视。循环型经济的理念已经成为一系列指南修订的顺应趋势，如有害固废和肥料法规，可持续磷资源利用战略等。此外欧盟期望在2020年达到可再生能源占比20%的目标，因此污泥消化产沼气已经盛行。
    相对其他国家，欧盟将污泥视为废弃物的监管方式被认为是极严格和保守的。即使欧盟的相关政策鼓励磷的可持续利用，但是由于污泥被视为废弃物，从污泥中回收的磷还未被看做是一种真正的磷肥原材料。非欧盟的瑞士，已经针对从污水和动物粪便中回收磷制定了行动计划。荷兰、丹麦和德国已经鼓励污泥和有机废物的共消化。瑞典也设立了2015年从污水中回收60%的磷的目标，然而其他欧盟国家还相对缓慢。
    德国
    德国是人口密度较高的国家，污泥主要通过焚烧处理。从上世纪90年代开始，污泥的土地利用在德国越来越少，甚至有些州已经完全禁止污泥土地利用，而是转向焚烧处理。通过热处理和化学处理的方式处置污泥，已经被认为是替代土地利用的有效手段。德国由于经济发达，可以支撑上述相对昂贵的污泥处置方式，因此德国自身在这些方面的研究也走在了世界前列。
    在1992年，德国参照欧盟的86/278/EEC指南颁布了本国的污泥法令，该法令对污泥农用时重金属和有机物的浓度进行了规定。而污泥热处理（焚烧）则受制于《联邦排放控制条例》。污泥与有机废物的共同焚烧在德国也很常见。然而考虑到后续从焚烧灰中回收磷，最近污泥单独焚烧变得愈发普遍。德国目前正在修改相关法令，污泥的土地利用将越来越受到限制。
    英国
    即使人口密度很高，英国仍倾向于污泥的农用。英国于1989年设立了《污泥农用条例》，该条例规定了污泥农用是土壤中重金属的浓度限值。为了确保污泥农用的安全性，英国建立了“SafeSludgeMatrix”（SSM），将各利益相关方都加入进来，分别对经过传统处理和强化处理后污泥中病原体的控制进行分类管理。在污泥农用时，危害分析和关键环节控制点（HACCP）的方法也被引入。英国强力推荐有机废物（包括污泥）的厌氧消化处理，以最大限度的回收有机质能源。
    污泥管理的发展趋势
    循环型经济的理念已经成为全球的发展趋势，对待环境问题也是如此。污水处理厂已经被逐渐认为是生产水资源的工厂、营养盐的工厂和能源的工厂，而不仅仅是传统意义上的“管道末端”处理厂。虽然从总体上看污泥产量在过去十几年间仍在增长，但是很多国家已经开始设立更为严格的监管标准，旨在降低污泥产量和实现污泥资源化。
    例如德国，根据2012年的统计数据，其干污泥产量从250万吨/年减少为200万吨/年。同时，提高污泥的沼气产率是减缓温室效应的有效手段之一，热氧化、热水解、酶法水解和湿法氧化等技术手段已经被欧盟27国，以及后续在美国的污泥管理政策和立法中被推荐。全球已经形成关于污泥管理的新趋势，将污泥视为资源和能源的来源并且尽量降低其对气候变化的影响，污泥的立法和监管也正在适应这一趋势。
    由于处理污水和污泥的工艺和监管标准不同，各国的污泥产量和产率也各不相同。美国和欧洲的干污泥产量分别约为7百万吨和1千万吨。在欧洲，马其他的污泥产率最低，为0.5gdrysolids/PExd，而奥地利最高，为97gdrysolids/PExd。污泥中除了含有常规的有机物和营养盐外，可能还会含有更为复杂的有机污染物，如药品、表面活性剂、多环芳烃等，一些重金属类的物质也可能会在污泥中积累。因此在发达国家，环境和健康风险评价是污泥立法前必不可少的步骤。
    污泥中的磷资源在一些完全依靠进口磷肥的国家得到了特别的重视。欧盟的一些国家希望用立法的形式培育污水或污泥中磷回收应用的市场。有序发展的市场，将成为污泥资源回收利用的先决条件。污泥的化学、物理和生物等指标的标准化，以及优秀管理实践指南是污泥管理立法的关键所在。
    公众接受度也是影响污泥管理的最重要因素之一。人类在食物链中利用动物粪便其实已经有很长的历史，但是这种实践一直饱受质疑。人们对污泥利用的安全性也同样抱有怀疑态度。目前已经存在欧盟的CEN/TC208和ISOTC275等体系，就是为了促进污泥管理的可持续性，并且提高公众对污泥利用的信心和接受度。
    自1991年开始，美国已经用“生物固体”（Biosolid）一词代替“污泥”，从理念上改变了对传统污泥的定义，这一命名大大促进了污泥的土地利用并改善了公众接受度。目前澳大利亚和新西兰也广泛用“Biosolid”一词代替“污泥”。（来源：IWA微信）

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