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生物固体vs污水污泥

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西蒙朱德德

Simon Judd教授在水和废水处理技术方面有超过30年的博士后研究经验,包括学术和工业研发。在水和废水处理领域,他合著了6本书,发表了200多篇同行评议论文。

他以董事的身份贾德水与废水咨询公司,西蒙是诽谤性化学的共同主,以及我们姐妹网站MBR网站。他是英国克兰菲尔德大学克兰菲尔德水科学研究所克兰菲尔德水科学研究所教授,自1992年以来,他是一名工作人员。Simon也是在2018年9月的中东卡塔尔大学的一名研究主席。

有机固体残是什么?

“生物固体”和“污水污泥”这两个术语经常互换使用。然而,生物固体通常被认为是污水污泥中有用的部分。它们通常具有较高的固体浓度和较低的病原体含量,经过稳定过程,如化学加药、消化和/或干燥。

然而,有不同的种类或类别的生物固体,由立法确定,并与最终用途或处置-特别是适用于土地。在许多国家,针对不同类型的土地应用,就最繁重的生物固体成分(就人类健康和环境影响而言)制定了不同的标准。

美利坚合众国

在美国,大约50%的生物固体被丢弃到陆地上,被归类为“A类”和“B类”。这两个类别的要求是根据国家法规40 CFR第503部分定义的,尽管个别州可能有更严格的要求或附加标准。

A类生物固体的病原体水平(特别是粪便大肠菌群和沙门氏菌)以及金属、气味和媒介吸引力降低(VAR)水平必须在美国环保局第503部分规则规定的阈值范围内。VAR是指对生物固体进行处理,使其不那么容易受到“媒介”的影响,“媒介”是对任何可促进将疾病从生物固体传播给人类的物种(昆虫、啮齿动物或鸟类)的通称。美国环保局还规定了A类生物固体中10种金属的浓度限制,从75毫克砷到4300毫克/千克干固体铜。

各种稳定过程可用于满足课程质量标准,包括:

这类生物固体可以合法地不受限制地用于所有土地用途。此外还有A类EQ(特殊质量)一词,用于描述不仅满足而且超过所有A类病原体、金属和VAR要求的生物固体产品。

B类生物固体也包括经处理的污水污泥,但含有比A类生物固体更高的病原体水平,因此将其应用范围限定在对人类健康风险较低的人群(即接触人类的风险有限的人群)。十多年前,一项针对美国不同地点产生的B类生物固体的调查(Pepper等人,2010)表明,通过厌氧中温消化,所有生物体的指标和病原体都减少了94-99%。尽管如此,由于采用了更先进的生物处理技术,B类生物固体生成向A类和A类EQ的转变越来越多。

欧盟

1986年引入的欧盟立法对拟用于土地的生物固体中金属的浓度进行了限制。与美国一样,土地扩张仍是欧盟的主要处置途径。然而,不同成员国在首选的生物固体管理选项上存在着相当大的差异(图1)。

图1.污水污泥命运,欧盟资料来源:Collivignarelli等人,2019;数据来自欧盟统计局,2018年
图1.污水污泥命运,欧盟
图1.污水污泥命运,欧盟 资料来源:Collivignarelli等人,2019;数据来自欧盟统计局,2018年

在荷兰的国家,土地处置在很大程度上被公众验收的情况下,焚烧了大约98%的生物溶解。焚烧也是德国的主要处置路线,占生物溶胶的60%以上。另一方面,在爱尔兰和立陶宛,超过90%的人适用于土地 - 主要是绿色地区和林业。

与美国不同,在欧盟范围内,病原体浓度没有监管限制。相反,每个成员国都有自己的限制。它们在使用的病原体指示物和其允许浓度的严格程度上都有所不同。最常用的参考病原体似乎是沙门氏菌,其浓度从100 gDS无法检测到到每25 gDS 8 MPN(最可能的数字)不等。

与允许病原体水平,存在一个广泛的值限制强加的金属浓度不同的成员国,其中许多是更严格的比由欧盟(表1)。例如,水星的最大允许浓度比在丹麦在葡萄牙高20倍。这两个国家也都有四种特定的微污染物的法定限制,补充了一般欧盟立法规定的金属。

表1。生物固体中金属的限值,毫克/千克ds
金属 我们 欧盟 丹麦 德国 葡萄牙

资料来源:Collivignarelli等,2019;Sonon和Gaskin, 2017

85 20-40 0.8 10. 20.
3000 - One hundred. 900 1000
4300 1000−1750 1000 800 1000
840 750-1200. 120. 900 750
57 16−25 0.8 8. 16.
420 300-400 30. 200 300
7500 2500−4000 4000 4000 2500

总结:挑战

对于生物固体质量所采用的标准,似乎存在相当大的区域/国家不一致。这可以归因于若干不同的因素,包括政策(与公众观念有关)、气候条件和土地可用性。土壤条件对个别污染物种类的命运也有重大影响,尽管由于其复杂性,没有为这一因素立法的前景。

一个非常重要的未知数是那些已经被认为对水有潜在危害的微污染物物种的长期命运和影响。到目前为止,很少有国家为这些生物固体或土壤中的物种制定了标准,而且只对有限数量的物种制定了标准。对这些物种的分析提出了进一步的挑战:检测固体介质中的微污染物不像检测水那样简单,因为分析方法更加成熟和简单。

最后,总是有可能在涉及关注的污染物的范围上发生变化。其中包括微/纳米塑料、抗微生物基因(ARGs),以及就在去年出现的病毒(猜不出是哪种病毒)。废水和污泥中arg的命运,特别是AD工艺,已经成为一个既定的研究领域乐动乐动appb时时彩厌氧消化和抗生素/ args - 十篇研究论文)。作为一项研究主题,污水污泥作为土壤中的微型塑料源几乎不超过五年前存在,但在2020年出版的这个主题至少有20篇论文(根据SCOPUS数据库)。而且,当然,在过去12个月内,城市废水和污泥中特异性微生物物种的命运已经扩展到Covid-19。

因此,有一种更可靠的驱动器朝着更先进的污泥处理,都可以捕获嵌入式资源并使散装材料无害。用于实现这两个关键目标的热化学技术已经存在,并且以足够大的规模被认为是经济上可行的。因此,也许是一个关键的游戏更换者将使这些流程以较小的规模可行 - 也许对于那些我们一切都在谈论的那些小(和仍然罕见)的分散装置。

因为毕竟,就像E.F.舒马赫在近半个世纪前坚持的那样,小即是美。

参考文献

Collivignarelli,M.C.C.,Abbà,A.,Frattara,A.,Miino,M. C.,Padovani,S.,Katsoyiannis,I.,&Torretta,V.(2019)。欧洲农业用地再利用生物杀死的立法:概述。可持续发展11(21)6015(22页)

欧盟统计局(2018)。城市污水污泥的产生与处置。访问:https://ec.europa.eu/eurostat/web/environment/water

胡椒,I. L.,Brooks,J.P.P.,Sinclair,R. G.,Gurian,P.L.,&Gerba,C. P.(2010)。美国B类生物溶解的病原体和指标:国家和历史分布。环境质量杂志,39(6),2185-2190

Sonon,L.S.和Gaskin,J.(2017)。佐治亚州生物糖和其他副产品的金属浓度标准,佐治亚州的公告1353

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此页面最近更新于2021年4月19日

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