生物固体管理—美国实例
本文对美国生物固体管理实例做简要的概况介绍。我们将述及到：
过去:倾倒为普遍现象
现在: 行为受美国国家环保局污泥条例(503 条例)引导， 主要采用回收综合利用的方法;
将来: 更多的回收综合利用方法
一些范例项目,包括NYC 的处置方法
一、过去：污泥倾倒
在1992 年以前，处理污泥的重点在于尽可能的便宜。在很多工厂，这意味着采用厌氧污泥消化法（或者好氧，通常在小工厂），并且尽量便宜的处理废污泥，通过以下方式：
掩埋– 主要是混有市政垃圾的卫生填埋
氧化塘-通常在工厂区，并且通常很臭
海洋处置- 一个常见的选择，尤其对于大型的沿海城市，如纽约、费城和波士顿。
通过美国环保局近期的努力，土地利用方法的选用频率不断增加，海洋处置法在1988 年后几乎完全被淘汰。焚烧法主要局限于美国东北部地区和中西部的一些装置。
图1
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条例
美国环保局实施了生物固体利用和处置的综合条例。条例隶属清洁水法体系下，其最终格式公布在1993年2月联邦登记册中。最后的条款被称为第503部分生物固体条例。条例制定的标准适用于用于土地经济利用的生物固体，或施用于表面处置场所或送生物固体焚烧炉燃烧处置的生物固体。
第503部分条例中的标准包括总要求，污染物限制、管理条款、操作标准、监测频率要求、记录留存、报告。当生物固体应用于土地或者施用于表面处置场所时，某些要求必须满足，以减少生物体(病原体)导致的疾病。这要根据B等生物固体中E型大肠杆菌或沙门氏菌的水平，以及A等生物固体中寄生虫和病毒的水平。另外，当生物固体应用于土地或者施用于表面处置场所时，标准还要求削减传病媒介物。这包括控制那些可以吸引疾病传播的带菌者，如苍蝇，老鼠和鸟类的生物固体特性。
条例针对使用和处置生物固体，制定了10种污染物的明确的数量限制，以及一个生物固体焚烧炉总烃排放的操作标准。10个控制的金属是砷、镉、铬、铜、铅、汞、钼、镍、硒和锌。
另外，很多州还要求遵循其他标准。大多是针对生物固体的最终回用、消化气体处理、或其他辅助系统的设计要求。在美国，空气污染标准会影响消化气体的处理和使用。
条例的摘要可以通过美国国家环保局和国家生物固体伙伴网获得。
二、现在-综合利用
现在，处理后的污泥被成为生物固体，以更好的反映出处理后的物质已经满足了某些标准要求。最普遍应用的生物固体管理方法是生物固体土地利用。这包括以下应用：
稳定化液体: 典型的是含有1.5 ～ 4%的总悬浮物（TS）的厌氧和好氧消化污泥，它们通常是B等生物固体，（见条例部分），但是在某些州，如加利福尼亚，通常更典型的是A等生物固体。
稳定化饼状物: 典型的是含有18 ～ 30%的总悬浮物（TS）的厌氧和好氧消化污泥，它们通常是B等生物固体,（见条例部分），但是在某些州，如加利福尼亚，通常更典型的是A等生物固。碱稳定化污泥也是很常见的（尤其是中间状态），但是正在减少。这个过程能够产生A等或B等生物污泥－基于它如何操作。
粒状物: 热干燥污泥，通常，但不是一直，是一级厌氧消化产物。根据503条例的定义，它们是A 等生物固体。它们通常装袋和/或散装用作肥料(如活性淤泥肥料)，或作为更有肥效的肥料的原料。这种方法在东部沿海城市正得到普遍应用，包括波士顿、纽约和巴尔的摩。
掩埋在一些国家仍然盛行。通常掩埋的是消化污泥，但某些情况下，尤其在新英格兰，未处理泥饼也掩埋处理。焚烧法在东北地区仍然盛行，但是一些大的设施，包括Arlington VA，为了利于经济回收，已经强制禁止使用焚烧法了。
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图2
三、将来
一些趋势正显现出来。综合利用将扩大，将来将有：
更多的能量回收和更多的固体减量: 这很大程度上取决于当前的厌氧消化技术，通过多种预处理技术得到增强，如酸水解、热水解和超音速水解。
A等生物固体：成为典范。现在生物固体主要是B等，但已经有些州，如加利福尼亚，正开始推动A 等。热干燥/造粒也将在大城市逐渐流行起来。
与筛选地工业废物和垃圾混合. 通过它们加入厌氧消化器中的市政污泥内，可以回收更多的能量，并且可以减少固废量。
高消化率。15 年前，消化器停留时间平均30 天以上，可以获得约45%的VVS 污泥破坏率。今天，停留时间小于20 天，我们就可以获得50%以上的VVS 污泥破坏率。将来，停留时间小于10 天，我们可以期望获得65%以上的VVS 污泥破坏率。
高温厌氧消化. 这将成为获得A 等生物固体的通常途径。在2000年，只有一个成功的高温厌氧消化系统，建在北美，生产美国环保局认可的A 等生物固体。在2004 年，有至少4 套这样的装置，并且有多于12 个能够象系统一样运行的项目正在设计中。
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图3
生物固体项目
一些典型项目:
范库弗峰（北美）Vancouver：多级高温厌氧消化系统
巴尔的摩Baltimore：A/G 厌氧消化
华盛顿Washington DC：TPAD 厌氧消化
北岸卫生区North Shore Sanitary District (Lake County, IL)：玻璃化
沃特卢爱荷华州Waterloo Iowa：TPAD 厌氧消化
内陆王国公用设施权威(CA)：3段厌氧消化
Plover WI：自热中温厌氧消化
Elmhurst IL：A/G 序批式厌氧消化
苏格兰阿伯丁：热水解/ 厌氧消化
爱尔兰都柏林：热水解/ 厌氧消化
洛山机亥伯龙：一段高温厌氧消化
纽约DEP方法---技术&地理多样化（来源: Quinn et al. “新纽约城市生物固体经验” VWEA教育研讨会２000年9月）
本段说明了美国最大城市如何建立了“事故保险”的方法来管理其生物固体。在纽约有14个污水处理厂。所有固体都厌氧消化到B等。有8个脱水设施，将所有污泥脱水至约20%的总悬浮物量。消化污泥送至（主要通过船运）8个场地。
四、其长远规划(7 / 98 – 7 / 2013) 包括:
约19 %的生物固体用于德克萨斯州的土地@每吨$120（湿重）
约42 %的生物固体用于造粒@每吨$119.8
约19 %的生物固体用于VA & Co 的农作物@每吨$99.74 （湿重）
约12 %的生物固体用于堆肥& 用在华盛顿的土壤改良剂的设施中@每吨$88.21（湿重）(初期$162 t/d) & 其余的$104.91
约12 %的生物固体在新泽西、阿肯色州和宾夕法尼亚，用于碱处理, 造粒和堆肥@每吨$83.74 （湿重）以上每一项都由一个不同的独立的承包商提供。另外，每个承包商都有义务可以提高其产量至合同的规定值，以提供与其它供应商之间，有关技术或地理问题的适应度。
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