Cadmium in sewage sludge in a Swedish region: sources and reduction opportunities

To create a more sustainable future, one of the Swedish government's aims is to close the eco-cycles between urban consumption areas and arable land. Increasing the use of sewage sludge from municipal wastewater treatment plants (MWTPs) is one method of achieving this goal. However, the use of sewage sludge is often prohibited due to its high concentrations of cadmium. As a consequence, large amounts of sewage sludge are deposited each year in landfills. This disposal has become more expensive for local authorities due to a new deposit tax introduced in the year 2000. Based on a survey of cadmium sources to MWTPs in a Swedish region this paper focuses on opportunities local authorities in Sweden have to influence the occurrence of cadmium in the sewage sludge. The results from the study show that cadmium in sewage sludge originates from diffuse sources, which are hard for local authorities to influence by direct means. This is most obvious for sources of cadmium in wastewater from households, which causes about one-third of the inflow of cadmium to MWTPs. Thus, the local authorities' possibilities are, in general, still restricted to downstream actions (such as disconnecting identified industrial sources and reconstructing the sewage system to further separate collection of wastewater and storm water). Local authorities could also implement changes in the process at the MWTP or an extended treatment of the sewage sludge generated. Nonetheless, these possible measures do not provide a sustainable solution to the cadmium issue since the origins of the sources remain. Hence, long-term strategies - outside of the scope of local authorities - need to focus on a general decrease of cadmium in society. However, increased knowledge about the distribution among different sources of cadmium to MWTPs may encourage local authorities to establish priorities for measures that will improve the quality of the sewage sludge.     

中国城市污泥中汞含量的时空分布特征

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中汞的赋存状况,从全国40个城市污水处理厂采集315个污泥样品,使用DMA-80直接测汞仪测定了样品中汞的含量.结果表明,全国城市污泥样品中的汞含量范围为0.45~15.42 mg·kg~(-1),汞含量符合对数正态分布,几何平均值为(2.19±3.16)mg·kg~(-1).所有污泥样品中的汞含量均满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)规定的污泥填埋标准;97.8%的城市污泥汞含量均满足土地改良用泥质标准(中性、碱性土壤);86.7%的城市污泥汞含量满足土地改良用泥质标准(酸性土壤).不同城市的污泥样品汞含量存在较大差异(变异系数105%),同一个污水处理厂污泥汞含量也不稳定(7d变异系数0.6%~53.6%).污泥中汞含量中位数呈现华北地区东北地区西北地区西南地区华东地区华中地区华南地区的空间分布趋势.以相应城市的土壤背景值为参比,利用地累积指数法,对于城市污泥中的汞污染现状进行了评价,发现汞重度污染以上的省份比例达到60%以上.与历史数据对比发现,全国城市污泥中汞含量呈现先升高后降低的趋势,峰值出现于2000~2009年.研究结果为城市污水和污泥汞污染的防治工作提供了数据支持.     

Cadmium status in Egypt

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣａｄｍｉｕｍｉｓａｃｏｍｍｏｎｅｌｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ,ｗｈｅｒｅｉｔｏｃｃｕｒｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｓ.ＣａｄｍｉｕｍｉｓｎｏｔｄｅｓｔｒｏｙｅｄｂｙａｎｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｃｅｓｓａｎｄＣｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｄｉｎｔｏｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｉｌｌｒｅｍａｉｎｔｈｅｒｅ .Ｉｔｍａｙｍｏｖｅｆｒｏｍｏｎｅｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｏａｎｏｔｈｅｒ,ｂｕｔｗｉｔｈｖａｒｙｉｎ…     

浅析城市污水集中处理工作中的几个问题

就目前中国水污染负荷看,工业企业占水污染负荷比重越来越小,城市生活污水、农业面源污染所点比例逐年加大,城市生活污水集中处理已经成为我国当前迫切需要解决的环境问题之一,城市生活污水集中处理不仅是可持续发展的要求,也是实现污水资源化的重要手段,就城市生活污水集中处理工作,提出几点建议.     

污泥中重金属和多环芳烃(PAHs)的存在特性及其相互关系

在深入研究9种不同污水处理厂污泥中重金属存在形态和15种PAHs含量水平的基础上,讨论了污泥中PAHs和重金属含量之间的相互关系.结果表明,生活污水污泥中Zn的含量最高,其次为Cu,而As和Cd含量较低;工业废水污泥中各重金属含量差异较大,制革污泥的Cr含量超过15000 mg·kg-1.污泥中As、Cr、Cu、Pb主要以可氧化态和残渣态存在;Ni和Zn的酸溶态及可还原态的比例较高;Cd在不同污泥中的形态分布变化较大.生活污水和工业废水污泥中∑PAHs的平均含量相差不大,分别为13.74 mg·kg-1和13.95 mg·kg-1.不同污泥中各PAHa呈现4环>3环>2环>5环>6环的分布特征,化石燃料不完全燃烧和石油类污染是污泥中PAHs的主要来源.污泥中低分子量(2环和3环)PAHs与Cd、Ni、Zn等重金属含量存在显著的相关关系,这种相关关系与重金属作用于污泥中的微生物并最终影响微生物对PAHs的降解有关.     

The influence of sewage sludge properties on sludge-borne metal availability

With the advent of more stringent controls on wastewater treatment, sewage sludge production in Europe and many parts of the world is increasing. With this increase comes the problem of sludge disposal, and recycling to land arguably offers an economically and environmentally sustainable option. However, a major limitation of sewage sludge reuse is the potential release of heavy metals from the sludge and heavy metal accumulation to toxic levels in topsoils. The properties of the sludge play a crucial role in determining the initial release and subsequent availability of heavy metals in amended soils. Bioavailable forms of heavy metals in recently amended soils are most likely to be those that are bioavailable in the sewage sludge. In this paper, published research on the importance of sewage sludge characteristics on metal release and bioavailability will be reviewed and contrasted with original research. A selection of sludges from around Australia has been collected for this purpose. Through the use of incubation studies, isotope dilution techniques, ion-selective electrode measurements and ¹³C-NMR spectroscopy, the importance of a range of sludge properties on heavy metal behaviour in sludges and sludge-amended soils is addressed.     

芬顿污泥制备磁性生物炭回用于对硝基苯酚的去除及机制

芬顿/絮凝组合工艺在处理难降解有机物废水时会产生大量的芬顿污泥,会提高废水处理成本,同时也会对环境构成威胁,迫切需要开发一种绿色可持续的方法实现芬顿污泥资源化利用.该研究通过将处理PNP(对硝基苯酚)废水产生的芬顿污泥和污水厂生化污泥共热解,原位制备具有高催化活性的MBC(磁性生物炭),并作为多相芬顿催化剂用于去除PNP,实现“以废治废”.结果表明：当芬顿污泥和生化污泥质量比为1∶1、热解温度为800℃时,制备得到的MBC-800-3催化性能最佳;合适的混合比例可有效避免颗粒聚集,高温形成缺陷结构和多种铁相,为MBC-800-3提供了丰富的反应活性位点;当废水初始pH为3、H₂O₂浓度为60 mmol/L、MBC-800-3投加量为0.4 g/L时,PNP和TOC(总有机碳)的去除率均最高,在催化反应100 min时分别达到98%和62%;酸性条件下,MBC活化H₂O₂产生·OH和·O₂-催化降解废水的有机物,其中,·OH作为主要活性物种,其来源包括均相芬顿反应和非均芬顿相反应...     

面向未来污水处理技术应用研究现状及工程实践

目前全球面临巨大能源、水污染及资源危机,传统污水处理技术已无法满足可持续发展需求,实现能源自给、污水再生及资源回收的新型污水处理技术是未来水厂重要实施路径.污水处理厂实现能源自给的关键一是"开源",即高效回收污水中有机物化学能、低品位热能,并利用外源有机物厌氧共消化、太阳能、风能等技术开发能源;二是"节流",即利用高效...     

污泥堆肥技术及工艺优化研究进展

我国污泥产量逐年增长,污泥处置问题面临严峻挑战.污泥堆肥技术因其符合绿色发展理念,是极具发展潜力的污泥处置技术.高效化、高值化、智能化是目前污泥堆肥技术的发展方向.从堆肥调理剂的优化发展、污泥堆肥的曝气策略、除臭工艺及堆肥设备的工艺优化等方面,归纳总结了目前污泥堆肥技术工艺的发展现状及面临的主要问题.提出从废物利用、可...     

Occurrence, distribution, and potential influencing factors of sewage sludge components derived from nine full-scale wastewater treatment plants of Beijing, China

Millions of tons of waste activated sludge (WAS) produced from biological wastewater treatment processes cause severe adverse environmental consequences. A better understanding of WAS composition is thus very critical for sustainable sludge management. In this work, the occurrence and distribution of several fundamental sludge constituents were explored in WAS samples from nine full-scale wastewater treatment plants (WWTPs) of Beijing, China. Among all the components investigated, active heterotrophic biomass was dominant in the samples (up to 9478 mg/L), followed by endogenous residues (6736 mg/L), extracellular polymeric substances (2088 mg/L), and intracellular storage products (464 mg/L) among others. Moreover, significant differences (p < 0.05) were observed in composition profiles of sludge samples among the studied WWTPs. To identify the potential parameters affecting the variable fractions of sludge components, wastewater source as well as design and operational parameters of WWTPs were studied using statistical methods. The findings indicated that the component fraction of sewage sludge depends more on wastewater treatment alternatives than on wastewater characteristics among other parameters. A principal component analysis was conducted, which further indicated that there was a greater proportion of residual inert biomass in the sludge produced by the combined system of the conventional anaerobic/anoxic/oxic process and a membrane bioreactor. Additionally, a much longer solids retention time was also found to influence the sludge composition and induce an increase in both endogenous inert residues and extracellular polymeric substances in the sludge.     

廊坊市城镇污水处理厂污泥处置的探讨

针对廊坊市的污水处理厂钙化后的污泥特点,阐述了几种适于城镇污泥处置的方法的优缺点,建议根据当地的环境、资金和技术水平,因地制宜的选择污水处理厂污泥处置的方法。     

燃煤电厂掺烧废弃物现状及环境管理建议

我国燃煤电厂掺烧废弃物进入了快速发展期,但也暴露出底数不清、现状不清等问题。基于文献调研和国家排污许可平台统计数据介绍了国内外燃煤电厂掺烧废弃物的现状。相较国外,目前我国燃煤电厂掺烧生物质的项目较少,以掺烧污泥为主,包括城市污水厂污泥以及各种工业污泥,烟气污染物排放标准交叉引用GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》、GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》、GB 18484—2001《危险废物焚烧污染控制标准》和地方排放标准等,烟气、粉煤灰等污染治理措施普遍沿用电厂原有技术路线。据此,全面梳理了现阶段我国燃煤电厂掺烧废弃物存在的无序掺烧、污染物管理与排放控制要求缺失、信息公开力度不够等环境管理问题,并提出了相应的对策建议。     

关于《农用污泥中污染物控制标准》中锌限量值的讨论

按照现行的《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84),锌超标问题是限制中国城市污泥农用的首要因素.从环境保护、土壤、植物营养、农业生产、人体营养及锌污染风险等角度综合分析了该标准中锌限量值的不合理性.中国的土壤普遍缺锌,是世界锌肥施用量最大的国家,人们在食品中也添加锌或用药物补锌;但中国现行的污泥农用标准中污染物控制对锌的控制过于严格,已成为城市污泥处理处置和资源化利用的羁绊,因此,该标准中关于锌的限量值应该重新修订.修订标准时,不仅要考虑土地利用类型,还需要考虑锌的土壤环境容量.     

我国城市污泥中重金属的赋存形态与生态风险评价

为全面了解中国城市污水处理厂脱水污泥中重金属（HMs）的形态特征和污染状况,本研究以我国40座城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,对污泥中重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量以及赋存形态进行了测定.采用毒液浸出法（TCLP）、风险评价编码法（RAC）和潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明,40个样品中重金属含量的中位值由大到小依次为：Zn > Cu > Cr > Pb > Ni > As > Cd,各元素整体达标率>90%.As的各形态分布较为平均;Cd和Zn以可还原态为主;Cr主要以残渣态的形式存在,其次为可氧化态和可还原态;Cu主要以可氧化态的形式存在;Ni主要以可交换态的形式存在;Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在,可交换态的含量最低.TCLP提取态重金属的比例大小顺序为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr,所有样品中Pb的TCLP提取态含量均低于检出限;RAC法评价结果显示,7种重金属环境风险大小依次为：Ni > As > Zn > Cd > Cu > Cr > Pb,Ni的生态风险等级为高等,Zn、As和Cd的生态风险等级为中等,Cr和Cu的生态风险等级为低等,Pb无生态风险;潜在生态风险评价结果表明,城市污泥中Cd和Cu的潜在生态风险最高,是我国城市污泥中主要的重金属污染物,但是如果按照国家标准规定的方法进行农用,造成土壤污染的风险总体处于较低水平.     

铁屑在UASB处理含硫高浓度有机废水快速启动中的作用

研究了铁屑在UASB处理含硫高浓度有机废水中的作用,以生活污水处理厂剩余污泥为种泥,适量加入铁屑和活性炭颗粒,实现了UASB的快速启动,并在较短的时间内(21d左右)培养出了厌氧颗粒污泥,颗粒污泥增殖速率为0.0686d-1,为不加铁屑的3.48倍,大幅度提高了污泥活性。同时成功的消除了SO42-对生物处理系统的影响,COD的去除率保持在95%以上,比对照试验结果高出65%,同时出水消除了恶臭。试验方法和结果可为类似酸性高浓度有机废水处理和工艺调试的快速启动提供参考。     

污泥膨胀产生的原因及主要控制措施

活性污泥污水处理工艺被广泛应用于生活污水和工业废水的处理,但在该工艺中经常存在污泥膨胀的问题.污泥膨胀一旦发生,系统较难恢复且恢复时间较长.在实际运行中,引起污泥膨胀的因素是多种多样的,其控制措施也不尽相同,因此找出污泥膨胀的真正原因,然后采取有效的控制措施非常有意义.     

压力容器活性污泥法处理餐厅生活污水

结合酒楼污水处理工程实际 ,分析了压力容器式活性污泥法的突出优点及其成因 ,认为适合在城市小区污水处理站或其它的有机废水点污染源应用     

两级生物选择同步除磷脱氮新工艺

针对现有市政污水处理工艺难以兼顾同时生物脱氮除磷的矛盾,结合生活污水低碳氮比的特点,通过在传统的A/O工艺的基础上增设了1个厌氧选择器以提供生物释磷最适宜环境,1个缺氧选择器以避免回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷影响以及防止污泥膨胀,开发了一种新型的2级生物选择同步除磷脱氮新工艺.研究表明,应用2级生物选择反硝化除磷脱氮工艺处理生活污水,当进水COD/TN=4.4, COD/TP=33的情况下,稳定期的COD、氨氮、总磷的去除效率分别可达到88%、90%和97%,出水水质达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,反硝化除磷量占总除磷量的35%,并且缺氧段硝酸盐量和缺氧吸磷量成明显的线性关系,平均每消耗1mgNO3--N约吸收1.8mgTP,此线性关系可作为本工艺反硝化除磷的一个重要控制参数.     

剩余污泥热碱处理及其对污泥厌氧消化的强化研究进展

剩余污泥的处理处置已成为污水处理厂面临的一个重大挑战。厌氧消化是一种常用的污泥处理方法。传统的污泥厌氧消化存在许多不足,而污泥热碱处理能使之改善。综述了近年来污泥热碱处理的研究,从热碱处理的机理出发,总结了热碱处理对污泥性质和厌氧消化的影响,分析了影响污泥热碱处理效果的因素,并通过能耗分析讨论了热碱处理强化污泥厌氧消化的可行性,最后指出污泥热碱处理及其强化污泥厌氧消化存在的问题,并提出了建议和展望。     

广州城市污泥燃烧性能综合评价及其燃烧动力学模型

采集了广州5种不同来源城市污泥(分别为KFQ、DTS、LJ、LD和ZZ)及肇庆市1种污水污泥(ZQ),利用热重法对6种干污泥的单一样及两种干污泥的混合样在不同条件下进行了热重实验研究,并通过TG-DTG曲线计算了污泥燃烧的4个综合燃烧指数.研究发现,广州当前城市污泥具有高挥发分、低固定碳和低热值的特点.整个污泥燃烧可以分为水分析出、挥发分析出、挥发分燃烧和焦炭燃烧4个阶段,并且不同来源污泥这4个燃烧阶段差别较大,其中,挥发分的析出和燃烧制约着污泥的整个燃烧过程.不同来源污泥的燃烧性能与污水处理厂水处理工艺、污泥种类及其理化性质有关.从挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、综合燃烧特性指数S来看,6种污泥中,LJ污泥燃烧性能最好,而LD污泥的燃烧性能最差.KFQ与ZZ污泥混合后,除D指数外,其他指数都变小,而升温速率过快,并不能显著提高污泥的综合燃烧性能.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各燃烧阶段的反应的机理方程及相应的活化能参数,发现活化能大小与污泥的燃烧阶段是相对应的.