生物固體管理—美國實例
本文對美國生物固體管理實例做簡要的概況介紹。我們將述及到：
過去:傾倒為普遍現象
現在: 行為受美國國家環保局污泥條例(503 條例)引導， 主要采用回收綜合利用的方法;
將來: 更多的回收綜合利用方法
一些范例項目,包括NYC 的處置方法
一、過去：污泥傾倒
在1992 年以前，處理污泥的重點在于盡可能的便宜。在很多工廠，這意味著采用厭氧污泥消化法（或者好氧，通常在小工廠），并且盡量便宜的處理廢污泥，通過以下方式：
掩埋– 主要是混有市政垃圾的衛生填埋
氧化塘-通常在工廠區，并且通常很臭
海洋處置- 一個常見的選擇，尤其對于大型的沿海城市，如紐約、費城和波士頓。
通過美國環保局近期的努力，土地利用方法的選用頻率不斷增加，海洋處置法在1988 年后幾乎完全被淘汰。焚燒法主要局限于美國東北部地區和中西部的一些裝置。
圖1
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條例
美國環保局實施了生物固體利用和處置的綜合條例。條例隸屬清潔水法體系下，其最終格式公布在1993年2月聯邦登記冊中。最后的條款被稱為第503部分生物固體條例。條例制定的標準適用于用于土地經濟利用的生物固體，或施用于表面處置場所或送生物固體焚燒爐燃燒處置的生物固體。
第503部分條例中的標準包括總要求，污染物限制、管理條款、操作標準、監測頻率要求、記錄留存、報告。當生物固體應用于土地或者施用于表面處置場所時，某些要求必須滿足，以減少生物體(病原體)導致的疾病。這要根據B等生物固體中E型大腸桿菌或沙門氏菌的水平，以及A等生物固體中寄生蟲和病毒的水平。另外，當生物固體應用于土地或者施用于表面處置場所時，標準還要求削減傳病媒介物。這包括控制那些可以吸引疾病傳播的帶菌者，如蒼蠅，老鼠和鳥類的生物固體特性。
條例針對使用和處置生物固體，制定了10種污染物的明確的數量限制，以及一個生物固體焚燒爐總烴排放的操作標準。10個控制的金屬是砷、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鉬、鎳、硒和鋅。
另外，很多州還要求遵循其他標準。大多是針對生物固體的最終回用、消化氣體處理、或其他輔助系統的設計要求。在美國，空氣污染標準會影響消化氣體的處理和使用。
條例的摘要可以通過美國國家環保局和國家生物固體伙伴網獲得。
二、現在-綜合利用
現在，處理后的污泥被成為生物固體，以更好的反映出處理后的物質已經滿足了某些標準要求。最普遍應用的生物固體管理方法是生物固體土地利用。這包括以下應用：
穩定化液體: 典型的是含有1.5 ～ 4%的總懸浮物（TS）的厭氧和好氧消化污泥，它們通常是B等生物固體，（見條例部分），但是在某些州，如加利福尼亞，通常更典型的是A等生物固體。
穩定化餅狀物: 典型的是含有18 ～ 30%的總懸浮物（TS）的厭氧和好氧消化污泥，它們通常是B等生物固體,（見條例部分），但是在某些州，如加利福尼亞，通常更典型的是A等生物固。堿穩定化污泥也是很常見的（尤其是中間狀態），但是正在減少。這個過程能夠產生A等或B等生物污泥－基于它如何操作。
粒狀物: 熱干燥污泥，通常，但不是一直，是一級厭氧消化產物。根據503條例的定義，它們是A 等生物固體。它們通常裝袋和/或散裝用作肥料(如活性淤泥肥料)，或作為更有肥效的肥料的原料。這種方法在東部沿海城市正得到普遍應用，包括波士頓、紐約和巴爾的摩。
掩埋在一些國家仍然盛行。通常掩埋的是消化污泥，但某些情況下，尤其在新英格蘭，未處理泥餅也掩埋處理。焚燒法在東北地區仍然盛行，但是一些大的設施，包括Arlington VA，為了利于經濟回收，已經強制禁止使用焚燒法了。
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圖2
三、將來
一些趨勢正顯現出來。綜合利用將擴大，將來將有：
更多的能量回收和更多的固體減量: 這很大程度上取決于當前的厭氧消化技術，通過多種預處理技術得到增強，如酸水解、熱水解和超音速水解。
A等生物固體：成為典范。現在生物固體主要是B等，但已經有些州，如加利福尼亞，正開始推動A 等。熱干燥/造粒也將在大城市逐漸流行起來。
與篩選地工業廢物和垃圾混合. 通過它們加入厭氧消化器中的市政污泥內，可以回收更多的能量，并且可以減少固廢量。
高消化率。15 年前，消化器停留時間平均30 天以上，可以獲得約45%的VVS 污泥破壞率。今天，停留時間小于20 天，我們就可以獲得50%以上的VVS 污泥破壞率。將來，停留時間小于10 天，我們可以期望獲得65%以上的VVS 污泥破壞率。
高溫厭氧消化. 這將成為獲得A 等生物固體的通常途徑。在2000年，只有一個成功的高溫厭氧消化系統，建在北美，生產美國環保局認可的A 等生物固體。在2004 年，有至少4 套這樣的裝置，并且有多于12 個能夠象系統一樣運行的項目正在設計中。
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圖3
生物固體項目
一些典型項目:
范庫弗峰（北美）Vancouver：多級高溫厭氧消化系統
巴爾的摩Baltimore：A/G 厭氧消化
華盛頓Washington DC：TPAD 厭氧消化
北岸衛生區North Shore Sanitary District (Lake County, IL)：玻璃化
沃特盧愛荷華州Waterloo Iowa：TPAD 厭氧消化
內陸王國公用設施權威(CA)：3段厭氧消化
Plover WI：自熱中溫厭氧消化
Elmhurst IL：A/G 序批式厭氧消化
蘇格蘭阿伯丁：熱水解/ 厭氧消化
愛爾蘭都柏林：熱水解/ 厭氧消化
洛山機亥伯龍：一段高溫厭氧消化
紐約DEP方法---技術&地理多樣化（來源: Quinn et al. “新紐約城市生物固體經驗” VWEA教育研討會２000年9月）
本段說明了美國最大城市如何建立了“事故保險”的方法來管理其生物固體。在紐約有14個污水處理廠。所有固體都厭氧消化到B等。有8個脫水設施，將所有污泥脫水至約20%的總懸浮物量。消化污泥送至（主要通過船運）8個場地。
四、其長遠規劃(7 / 98 – 7 / 2013) 包括:
約19 %的生物固體用于德克薩斯州的土地@每噸$120（濕重）
約42 %的生物固體用于造粒@每噸$119.8
約19 %的生物固體用于VA & Co 的農作物@每噸$99.74 （濕重）
約12 %的生物固體用于堆肥& 用在華盛頓的土壤改良劑的設施中@每噸$88.21（濕重）(初期$162 t/d) & 其余的$104.91
約12 %的生物固體在新澤西、阿肯色州和賓夕法尼亞，用于堿處理, 造粒和堆肥@每噸$83.74 （濕重）以上每一項都由一個不同的獨立的承包商提供。另外，每個承包商都有義務可以提高其產量至合同的規定值，以提供與其它供應商之間，有關技術或地理問題的適應度。
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