城市污泥是指城市市政与公用设施的运行与维护过程中, 产生的固液相混合且能保持相对稳定固液比例的一类废弃物, 主要分为城市污水处理厂污泥、城市水体疏浚淤泥、给排水沟道污泥等^[1]。随着现代化市政设施服务水平的日益提高与我国水环境治理工程的大规模开展, 城市污泥的产生量逐渐增大且数量庞大, 并且城市污泥含有大量的病原菌、寄生虫、以及过量的重金属和难降解的有机物等, 城市污泥处理处置稍有不当, 都将对生态环境造成严重危害。另一方面, 城市污泥含有大量有机质以及植物所需的营养成分, 具有较高的农用价值, 同时经过处理的污泥还能有效地替代黏土材料, 成为良好的建材原料, 资源化潜力突出^[2]。

　　 标准化体系是指为了实现某一特定的标准化目标, 将有关标准按其内在联系形成的科学的有机整体^[3]。城市污泥标准化体系研究能够为城市污泥标准化指明方向, 为合理化标准内容的设置和完善提供指导, 为标准化具体工作的开展提供操作规范^[4]。目前, 我国已制定与城市污泥有关标准50余项, 内容涵盖泥质指标测定与评价、污泥清理设备与技术规范、污泥处理处置规范、污泥资源化利用途径等。但我国城市污泥领域标准的制定相对于发达国家起步较晚、标准发布部门分散、且主要以城市污水处理厂污泥标准为主, 尚缺乏合理科学的标准化体系。该文通过总结国内外城市污泥标准化体系建设的大量文献材料, 围绕着城市污泥处理与利用的全过程, 以期建立一套科学完善的城市污泥标准化体系, 为城市污泥标准化工作的开展提供操作规范, 使城市污泥处理处置与资源化利用能够更加有序规范的进行。

　　 以“污泥”“淤泥”“底泥”“清淤”等为关键词进行检索, 在标准文献网^[5]、中国标准化研究院国家标准文献共享平台^[6]等数据库中, 搜索到国内标准共51项。其中国家标准10项, 行业标准27项, 地方标准11项。按污泥的处理与利用全过程分类, 可分为泥质测定标准6项、污泥清理标准5项、污泥处理处置标准24项、污泥资源化利用标准10项、污泥评价标准6项。值得一提的是, 在城市污泥标准中城市水体疏浚淤泥相关标准共13项, 且主要集中于泥质测定与污泥清理这两方面, 而城市污泥标准中数量最多的城市污水处理厂污泥标准共31项, 却主要集中于污泥评价、污泥处理处置与污泥资源化利用方面, 缺乏污泥清理与泥质测定相关标准。

　　 我国每年发布的城市污泥标准数量可以在一定程度上反映该领域发展情况。如图1所示, 1984年我国颁布了第一部城市污泥国家标准———《农用污泥中污染物控制标准》 (GB 4284-84) ^[7], 至此之后, 城市污泥的标准制定工作一度停滞, 仅在1993~1995年间零星发布了1~2部标准。直到2005年之后, 我国城市污泥的标准制定数量才开始出现显著的增加, 说明从2005年开始我国对城市污泥标准制定工作的重视程度加强, 该领域的研究热度也逐渐提高。2009年城市污泥的标准制定数量出现了最高峰值, 高达9项。究其原因, 全国城镇污水处理厂污泥处理处置标准化分技术委员会于2008年正式成立, 随后的一年 (即2009年) 相继的发布了《城镇污水处理厂污泥泥质》 (GB/T 24188-2009) ^[8]、《城镇污水处理厂污泥处置分类》 (GB/T23484-2009) ^[9]、城镇污水处理厂土地改良用泥质、园林绿化用泥质、单独焚烧用泥质、混合填埋用泥质等一系列污泥处理处置与利用的标准, 有效指明了我国城市污水处理厂污泥处理处置与资源化利用的方向, 大大促进了我国城市污泥标准体系的发展^[10]。2012年5月4日, 国务院正式发布由发改委、住建部、环保部共同编制的《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》, 明确了在“十二五”期间, 加快和加大对污泥处理处置的投入^[11]。同年起, 污泥处理产业也进入高速的增长期, 城市污泥标准的制定数量也逐步增加。

　　 由于城市污泥标准涉及多学科交叉领域, 因此其标准发布部门也不尽相同。如图2所示, 城市污泥标准发布部门包括国家标准化管理委员会、住房和城乡建设部、工业和信息化部、农业部、水利部和各地方的质量技术监督总局等。其中住房和城乡建设部发布城镇建设行业标准11项、国家标准化管理委员会发布国家标准9项, 这20项标准包含了污泥泥质检验方法、污泥稳定指标、污泥处理处置与污泥资源化利用等各个方面, 是目前城市污泥标准发布相对较为全面的两大机构。此外, 工业信息化部发布机械行业标准7项, 主要内容包括用于污泥脱水、浓缩、干燥、堆肥发酵、焚烧的机械设备所需符合的标准。水利部发布水利行业标准3项, 主要关注污泥清理机械与清理技术。农业部发布水产行业标准3项, 侧重于水产养殖环境底泥测定与河塘淤泥清理。国家环境保护总局发布中国环境保护行业标准2项, 对污泥浓缩与脱水机械环境保护技术作出了明确要求。其余各地方标准12项, 由各地的质量技术监督局根据各地方的具体情况所发布。

　　 通过中国标准化研究院国家标准文献共享平台^[5]、国际标准化组织官网^[12]等国际标准检索平台, 以“sludge”为关键词, 共搜索到国际标准213项。其中以英国、法国、德国为代表的欧洲国家标准数量最多, 共179项占总检索标准数的84%。相较之下, 美国、日本、韩国等国家所能检索到的标准数相对较少 (见图3) 。

　　 1986年6月12日, 欧盟通过了第一部关于污水污泥的指令86/278/EEC^[13]。1991年5月21日, 欧盟通过了关于城市污水处理的91/271/EEC指令 (即水框架指令WFD) ^[14], 该指令 (WFD) 将污泥定义为污水处理的“产品”, 而不是废物。水框架指令 (WFD) 明确要求必须对市政污水处理和城市污泥的最终处置进行监测和报告。指令 (WFD) 第14条指出在污水处理过程中产生的污泥, 必须在适当条件下重新使用, 以防止不利影响。2000年10月23日, 欧洲议会和欧洲理事会将水框架指令 (WFD) 作为一套在水政策领域的联合社区行动规范^[15]。1999年4月26日, 欧盟发布了关于污泥的填埋指令99/31/EC^[16], 该指令对污水污泥填埋的限制条件给予了明晰的规范。

　　 2010年11月24日, 欧盟关于工业排放的指令2010/75/EC^[17]正式更新并结合综合预防污染及其控制指令^[18]、限制大型燃烧厂某类污染物排入空气指令^[19]和废物焚烧指令, 充分明确了废物焚烧规范和废气废渣排放标准。2012年, 欧盟委员会发布的生物降解处理废物标准技术报告^[20], 在其第三份文件中将污水污泥列入积极废物清单, 并允许“清洁”的污水污泥作为肥料使用。

　　 目前, 欧盟的填埋指令限制了污泥和其他有机废物排入土地的数量, 对病原体含量进行了严格的控制, 以确保公众的接受度。在接下来的十年里, 范围广泛的国家和地方性法规可能会影响污泥在土地上的填埋和施用, 其会促进污水污泥作为沼气使用和其他形式的能源回收的可能性。许多其他法规对于化学品的注册、评估、授权过程也提出了更严苛的限制, 这可能有利于污泥中污染物的减少, 并增加公众信心。

　　 从2014年7月2日起, 包括污水污泥指令86/278/EEC在内的五项废弃物指令就没有经过任何的改变和调整, 其主要原因是对于污泥和土壤中重金属极限值的调整没有达成共识。此外, 在欧盟委员会看来, 污水污泥指令没有回收目标, 其目的是促进良好的环境实践, 增加农业使用污水污泥。一些利益相关者表示, 在未来评估污水污泥指令和肥料法规之间的联系非常重要, 特别是污泥及其相关产品将如何适应未来的法规。

　　 美国城市污泥标准虽然只检索到了8项, 但据相关文献报道^[21], 美国环保总局 (EPA) 经11年的调查研究于1993年2月颁布了《污泥处置与利用标准》 (40CFR Part 503) ^[22], 该标准包含了污泥土地利用标准、污泥地表处置标准和污泥焚烧标准三个子标准。此外, 美国各州和地方也制定了州标准和地方标准作为联邦标准的补充^[23]。

　　 国际标准化组织是世界上最大的非政府性标准化专门机构, 是国际标准化领域中一个十分重要的组织。2013年新的技术委员会ISO/TC 275淤泥的回收、循环、处理与处置正式成立, 国际标准化组织才系统性的开始城市污泥标准制定工作。该技术委员会主要目标包括制定污泥分类基准、污泥可追溯可辨识管理网络、污泥产品监管、回收和处理技术、最适处置途径与资源化转化等一系列污泥标准, 致力于为污泥问题这个新的国际挑战提供良好的操作规范。

　　 以实现我国城市污泥合理处置与资源化利用为最终目的, 围绕着污泥处理与利用全过程, 立足于我国城市污泥管理和利用现状, 借鉴国内外城市污泥标准化的经验与成果, 依据国家标准体系表编制原则和要求 (GB/T 13016-2009) ^[24], 设计了我国城市污泥标准化体系框架图 (如图4所示) 。城市污泥标准化体系由城市污泥泥质标准、城市污泥转移与预处理标准、城市污泥处理与利用标准、城市污泥评价与管理标准组成, 目的明确、层次分明的描绘了城市污泥标准化总体发展的框架, 以期为城市污泥处理与利用全流程标准的修订提供合理参考。

　　 城市污泥泥质标准包含了污泥样品采集标准、污泥泥质分类标准与污泥泥质检测标准。样品的采集标准为污泥的采集工作提供了操作规范, 是保证泥质检测数据准确的前提。泥质分类标准可根据污泥的来源、泥质的特性、泥质的处理方式等作为分类依据, 制定相应的分类规范。泥质检测标准包括泥质物理、化学、生物性质检验标准, 如含水率、粒径等物理参数, 酸碱度、氮磷钾养分、重金属、有机物等化学参数, 蛔虫卵死亡率、类大肠菌群菌值、种子发芽指数等生物参数的检验规范^[25]。城市污泥的泥质标准是污泥处理利用的基础, 为污泥的评价与管理提供数据支持。

　　 城市污泥的转移标准由污泥清理标准、污泥运输标准、污泥存放标准组成。在污泥清理过程中, 机械的搅动会造成污泥中的有毒有害物质悬扬并释放至水体中, 造成水体污染^[26]。清理出的大量污泥若随意置于陆上或抛掷于水中, 都会对空气、水体环境造成二次污染。污泥预处理是为后续的污泥处理和利用过程提供更为适宜的物流特性条件。城市污泥的含水率平均可高达85%以上, 污泥的高含水率特性极大的增加了后续污泥转移与处理的成本与难度, 因此, 污泥脱水处理尤为重要。污泥脱水的方法可分为浓缩、机械脱水、干化、干燥等不同类型, 应根据不同的脱水方法制定相应的操作标准规范。

　　 城市污泥处理与利用的目的是为了实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化^[1]。城市污泥处理标准包括热化学处理标准、生物处理标准和填埋处理标准。热化学处理是利用污泥在加热的条件下, 发生一系列由温度驱动的反应, 使污泥的结构与状态发生改变, 生成气、液、固三相的产物, 根据其技术方式的差异, 热化学处理可分为焚烧、热解和熔融。生物处理是利用微生物生命过程中的代谢活动, 将有机物分解为简单的无机物, 从而去除有机污染物的过程, 污泥生物处理技术可分为厌氧消化、好氧消化和堆肥化。填埋处理是当污泥中含有的重金属或其他有毒有害物质超过土地利用标准时所采取的污泥处置方法, 污泥可单独填埋, 也可与城市生活垃圾混合填埋。以上的污泥处理方法, 从机械设备到具体的操作规范都需要相应标准做出指导, 以真正实现污泥的科学有效处理。城市污泥利用标准包括土地利用标准和材料利用标准。污泥施用于土地, 可以为植物提供营养物质、改良土壤结构、提升土壤肥力, 但由于污泥本身含有重金属、有机物等有毒有害的物质, 污泥施用土地存在一定的风险性, 因此需严格控制污泥有毒有害物质的浓度, 制定完善的污泥土地利用标准。根据污泥土地利用对象可分为污泥农用、污泥园林绿化用、污泥改良土地用。污泥材料利用是将污泥处理的最终产物制成在建筑工程中所用的材料制品, 如烧结制造建筑材料泥砖、地砖, 水泥制品等。城市污泥的处理与利用作为全流程中最关键的环节, 决定了城市污泥问题是否能够真正彻底的解决。城市污泥处理与利用标准的制定为城市污泥问题的解决提供了可行的操作模式与解决方案。

　　 城市污泥评价标准由泥质评价标准、污泥转移效果与安全性评价标准、预处理污泥稳定性评价标准、污泥处理与利用可行性与生态风险评价标准组成, 涉及了污泥处理与利用全过程。泥质评价标准通过对泥质的理化、生物参数的定量分析, 依据所得的具体参数给予分类评价, 为污泥的处理与利用提供参考。污泥转移效果与安全性评价标准对污泥清理、运输、存放是否达到预期要求, 并在此过程中对环境的安全性是否存在影响提供了评价规范。预处理污泥稳定性评价标准对污泥脱水与稳定化效果提出评价指标, 如污泥的脱水率、污泥微生物指标等, 并依据相关指标判断污泥脱水与稳定化效果是否达标。污泥处理与利用可行性与生态风险评价标准对污泥的各种处理利用方式, 如热处理、生物处理、填埋处理、土地利用、材料利用, 进行了可行性评价, 并对各种方式的生态环境风险做出了合理评估, 以期根据具体情况, 提供最适宜的污泥处理与利用途径。

　　 通过对我国城市污泥标准制定与管理现状的分析, 发现我国城市污泥标准的发展起步较晚, 发展时间较短, 依然存在着大量问题, 严重制约我国城市污泥合理的处理和利用。主要包括:

　　 (1) 城市污泥标准主要以城市污水厂污泥标准为主, 对于其他类型的城市污泥标准重视不足。尤其是当前各大城市水环境治理工程高速开展, 城市水体疏浚淤泥作为水环境治理的关键处理物, 如何处理依旧没有标准指导, 因此, 亟待制定标准, 及时弥补相关标准缺乏的问题。

　　 (2) 城市污泥标准的发布部门分散, 标准间缺乏系统性与协助性, 导致了标准制定工作的盲目性。城市污泥标准涉及众多部门, 水利部管理污泥清理标准、工业信息部负责污泥处理机械标准、国家环境保护总局监管污泥环保标准、住房和城乡建设部主要以污泥处置与利用标准为工作重点, 各部门间缺乏有效的沟通与协助, 导致城市污泥标准修制定工作进展缓慢, 因此城市污泥标准领域急需一个标准化技术委员会负责牵头, 系统的协调各部门对城市污泥标准的制修订工作, 以利于城市污泥标准制修订工作的开展与推进。

　　 (3) 现有的城市污泥标准覆盖面窄, 数量不足。尤其是城市污泥转移与预处理标准的匮乏, 城市污泥转移方面仅有污泥清理标准5项, 污泥运输与存放标准完全缺乏, 污泥的调理、干化与干燥、石灰稳定化等预处理标准也存在空白。城市污泥的评价与管理标准被严重忽视, 城市污泥全流程的跟踪监管标准、污泥处理处置的环保标准、全流程的生态风险评价标准也都急需尽快补全。

　　 国外发达国家城市污泥标准制定与管理的经验和成果, 经过了近40年的发展, 为我国城市污泥标准体系的建设提供了宝贵借鉴。

　　 (1) 标准发布部门的统一性、标准制定工作的系统性与及时性。欧盟污泥特性技术委员会 (CEN/TC 308) 在标准制定之前, 就明确的提出了系统性的污泥标准制定工作方案, 并且及时修订与更新相关污泥标准^[27]。国际标准化组织的技术委员会ISO/TC 275淤泥的回收、循环、处理与处置, 在成立当年就发布了污泥标准制定的蓝皮书^[28]。

　　 (2) 城市污泥处理处置与评价指标制定的科学完善性与环境保护标准的健全性。德国的污泥法 (AbfklrV) 与英国的污泥农用法规 (Statutory Instrument 1989No.1263) 都制定了详细且具体的污泥土地利用规范^[29], 对不同的利用方式, 不同的土壤类型, 都制定了差异性的施用年限和施用量限制, 而我国现行的城市污泥农用标准中, 并未对此做出规范。同时, 德国的大气污染控制标准 (TA Luft) 明确规定了污泥燃烧时的排放标准, 包括气体排放、焚烧固体剩余物和烟道气的净化等等, 而我国仅对采用焚烧和填埋等处置方式污泥的性质和用量做出了规定, 并未对处置过程所产生的污染物控制做出规定, 应尽快健全相应的环境保护标准。

　　 (3) 城市污泥全流程管理标准的建设。西方发达国家污泥处理处置起步早, 污泥转移台账制度、相关信息记录、报告制度等详细规定了污泥施用后的注意事项、污泥施用地点的要求和相关信息的记录和保存要求, 而我国对城市污泥全流程管理的标准基本空白, 对污泥转移与处理过程的监测、报告和跟踪制度亟待建立。

　　 2017年10月18日, 习近平同志在十九大报告中指出, 坚持人与自然和谐共生, 必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念。目前, 全国各地正在开展的河长制, 即由中国各级党政主要负责人担任“河长”, 负责组织领导相应河湖的管理和保护工作, 是解决我国水环境问题的有效举措, 是践行绿水青山战略的重要环节, 是推进生态文明建设的内在要求。城市污泥的处理与利用作为我国城市水体治理的重要一环, 也是各地河长现今所需面临的挑战之一, 因此, 城市污泥规范科学的处置与管理尤为关键。城市污泥标准化技术体系建立是实现城市污泥科学管理的基础, 对规范城市污泥处理与利用, 控制污泥的环境危害性具有良好的管理和指导作用。我国应在现有的城市污泥标准的基础上, 借鉴国外城市污泥标准的成果与经验, 加快我国城市污泥标准的修订速度, 提高标准修订的数量与质量, 建立完善我国城市污泥处理与利用技术标准化体系。