陈璐 江思华 蔡翔宇 吴倩桦 洪体玉 唐梦奇

摘 要 本文根据某污水处理厂提供的生产工艺流程、原辅材料等数据资料，对该污水处理厂生化处理污泥开展危险特性鉴别。通过对生产工艺和原辅材料分析，结合初筛样品检测结果，排除该污水处理厂生化处理污泥不具有的危险特性，制定采样方案、检测方案和检测结果判断方案，得到样品检测结果并进行综合分析，给出生化处理污泥危险废物属性判断。本文为污水处理厂及生态环境主管部门进行相应固体废物环境管理提供了技术参考。

关键词 危险特性鉴别；生化处理污泥；危险废物

Case Study on Identification of Hazardous Characteristics of Biochemical Treatment Sludge from Sewage Treatment Plant

CHEN Lu¹ JIANG Si-Hua¹ CAI Xiang-Yu¹

WU Qian-Hua¹ HONG Ti-Yu¹ TANG Meng-Qi^1*

Abstract In this paper, the hazardous characteristics of the biochemical treatment of sludge in one sewage treatment plant were identified based on the production process, raw and auxiliary materials and other data provided by this sewage treatment plant. By analyzing the production process and the original materials, combined with the analysis of the tested results of preliminary screening samples, the nonexistent dangerous characteristics of biochemical treatment sludge in the sewage treatment plant were eliminated. And then scheme of sampling, testing and testing result judgment were formulated to obtain the testing results of the samples, and after comprehensive analysis, the judgment of solid waste properties of biochemical treatment sludge was given. This paper provides a technical reference for sewage treatment plants and ecological environment authorities to carry out corresponding solid waste environmental management.

Keywords identification of hazard characteristics; biochemical sludge treatment ; hazardous wastes

基金项目：南宁海关科研项目（2023NNHG02）

第一作者：陈璐（1987—），男，汉族，江西南昌人，硕士，高级工程师，从事进出口商品检验工作，E-mail: 554992666@qq.com

通信作者：唐梦奇（1983—），男，汉族，广西全州人，硕士，正高级工程师，从事进出口商品检验及鉴定工作，E-mail: tangmeng773@163.com

1. 南宁海关技术中心 南宁 530021

1. Nanning Customs Technical Centre, Nanning 530021

危险废物的鉴别是有效管理及处理处置危险废物的首要前提。我国工业废水的处理中应用较广泛的方法是生物活性污泥法，它具有投资和运行成本低、处理效果稳定的优点，但其存在一个较大的问题，即在运行过程中会产生大量的剩余污泥。污水生化处理产生的污泥经鉴别确定为危险废物时，须按照GB 18598—2019《危险废物填埋污染控制标准》处置；经鉴别确定为一般固体废物，则遵循GB 18599—2020《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》进行处置。某污水处理厂采用“格栅+水解酸化池+A²O生化池+膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）池+消毒+速分生化+人工湿地”工艺对污水进行处理之后达标排放，在处理过程中会产生生化处理污泥。由于生化处理污泥中含有重金属及其他污染物，可能具有危险特性，故需要鉴别后才能明确其危险废物属性。

1 鉴别流程

根据GB 5085.7—2019《危险废物鉴别标准 通则》、《国家危险废物名录》（2021年版）、HJ 298—2019《危险废物鉴别技术规范》，鉴别工作总体流程如图1所示。

2 固体废物属性鉴别

待鉴别物为某污水处理厂污水生化处理后的剩余污泥排入贮存池，通过污泥泵提升，进入污水脱水系统进行浓缩脱水，采用高压隔膜板压滤工艺进行深度脱水后的污泥，根据GB 34330—2017《固体废物鉴别标准 通则》第4条“依据产生来源的固体废物鉴别”中的“4.3 环境治理和污染控制过程中产生的物质”的条款，“e)水净化和废水处理产生的污泥及其他废弃物质”应属于固体废物，因此生化处理污泥是固体废物。

根据待鉴别物产生过程，对照《国家危险废物名录》（2021版），待鉴别物不与其中任何相关危废类别相符合，可判定待鉴别物未纳入国家危险废物名录。

图1 鉴别工作总体流程

Fig.1 Overview of identification process

3 危害因子分析

3.1 污水危害因子分析

污水处理厂处理的污水来自工业园区，根据该工业园区总体规划及详规中产业发展和环境保护要求，园区限制污水量大的项目以及产生污染物多的项目入驻。各产污水企业应先在企业内部对污水进行预处理，常规污染因子达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的三级标准或相应行业排放标准后方可与生活污水一起排入园区污水管道系统，涉及一类污染物的工业废水必须由企业自行处理达到GB 8978—1996的一级标准才允许排入园区污水管道系统，涉及重金属废水的企业废水自行处理后回用，不得外排。园区内排放的行业废水，其中，中药行业执行标准有GB 21905—2008《提取类制药工业水污染物排放标准》、GB 21907—2008《生物工程类制药工业水污染物排放标准》、GB 21908—2008《混装制剂类制药工业水污染物排放标准》；其他行业有行业排放标准的，优先执行相关行业排放标准。同时，根据园区规划环境评价要求，入园企业的工业废水须达到其相关的行业排放标准后方可排入污水处理厂。因此，工业园区内含有机污染物的废水大部分均经各企业自行处理，进水的污水危害因子主要为重金属。

3.2 污水处理过程危害因子分析

根据污水处理厂提供的信息及现场踏勘，污水处理采用“格栅+水解酸化池+A²O生化池+MBR池+消毒+速分生化+人工湿地”工艺，污水处理工艺及产污环节如图2所示：MBR池的剩余污泥排入贮泥池，通过污泥泵提升，进入污泥脱水系统进行浓缩脱水，采用高压隔膜板框压滤工艺进行深度脱水后的污泥即为待鉴别对象。

在污水处理厂处理污水过程中需使用的原辅材料为阳离子聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化铝（PAC）、10%次氯酸钠溶液。废水处理过程主要包括生化处理及物理化学处理过程，其中，生化处理过程对污水中的有机物进行降解，物理化学处理过程主要为絮凝、沉淀。这些过程中不形成新的物质，新的危害全部来自于所添加的药剂。原辅材料性质及危害因子见表1。

表1 项目主要原辅材料危害因子

Table 1 Main hazard factors of raw and auxiliary materials

4 初筛样品检测分析

本次鉴别工作采集了2个污水生化处理污泥初筛样品进行初筛检测，以进一步明确其中的相关污染物。根据生化处理污泥初筛样品检测结果数据，有机物未检出，无机物有检出，分别为铜、锌、铬（六价）、汞、镍、银、砷、硒、无机氟化物（不包括氟化钙）、氰化物、锰、钛、铅、钡。

5 危险特性初筛

根据GB 5085.7—2019第4章鉴别程序，未列入《国家危险废物名录》（2021年版）但不排除具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性的固体废物，依据GB 5085.1—2007《危险废物鉴别标准 腐蚀性鉴别》、GB 5085.2—2007《危险废物鉴别标准 急性毒性初筛》、GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》、GB 5085.4—2007《危险废物鉴别标准 易燃性鉴别》、GB 5085.5—2007《危险废物鉴别标准 反应性鉴别》和GB 5085.6—2007《危险废物鉴别标准 毒性物质含量鉴别》，以及HJ 298—2019进行鉴别，凡具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性的，属于危险废物。

固体废物危险特性鉴别需要检测的项目应根据固体废物的产生源特性综合分析。经综合分析固体废物产生过程的生产工艺、原辅材料及产生环节，确定可能存在的危险特性，并进行检测。固体废物危险特性鉴别使用GB 5085.1—2007、GB 5085.2—2007、GB 5085.3—2007、GB 5085.4—2007、GB 5085.5—2007^]和GB 5085.6—2007规定的相应方法和指标限值。

5.1 腐蚀性初筛

污泥是在污水处理后经板框压滤机分离后的固相。根据企业提供的信息及环境影响报告书中所述，污水处理厂进水pH为6～9，出水水质指标达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，pH也为6～9。因此，污泥不具有腐蚀性，无须对污泥的腐蚀性进行测定。

5.2 易燃性初筛

经综合分析原辅材料主要成分、生产工艺、产生环节，查询相关资料，污泥可能含有可降解有机物、无机物、水等，在工艺过程中原辅材料也是聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）。这些物质在常温常压下性质稳定，不会因摩擦或自发性燃烧起火，无法点燃。因此，待鉴别物污泥不具有燃烧性，无须进行易燃性鉴别。

5.3 反应性初筛

污泥主要成分为可降解有机物、无机物、水等，在工艺过程中使用的物质在标准温度和压力下（25℃，101.3 kPa）以及受到起爆剂作用或在封闭条件下加热，均不会发生爆轰或爆炸性分解反应。污泥的产生过程均有水参与，本身也含有一定比例的水，其遇水混合不会发生剧烈化学反应，也不会产生足以危害人体健康或环境的有毒气体、蒸气或烟雾。根据初筛样品反应性测试结果，样品在酸性条件下，不会产生氰化氢或硫化氢气体。污泥主要成分均不属于极易引起燃烧或爆炸的废弃氧化剂，也无含过氧基的废弃有机过氧化物。

5.4 浸出毒性项目初筛

根据前述危害因子分析结论，对照GB 5085.3—2007表1中的检测指标，需要检测确定的浸出毒性测试指标为铜（以总铜计）、锌（以总锌计）、铬（六价）、汞（以总汞计）、镍（以总镍计）、总银、砷（以总砷计）、硒（以总硒计）、无机氟化物（不包括氟化钙）、氰化物等。

5.5 毒性物质含量初筛

根据前述危害因子分析结论，对照GB 5085.6—2007附录A～F中的检测指标，需要检测测定的毒性物质含量指标为磷酸铅、次硫化镍、氯化钡、锰、钛、铬酸铬（Ⅲ）。

5.6 急性毒性初筛

根据毒性物质检测结果，对混合物急性毒性的推断方法，计算待鉴别物急性经口毒性估算值，从而对其急性毒性进行评估。

5.7 感染性初筛

待鉴别废水处理污泥产生过程均未接触病原菌，不具有感染性危险特性。

6 样品采集

根据待鉴别物最大月产量，采样份数为13个，将所需污泥的样品平均分配到每月内等时间间隔采集，每次取样采用随机数表法，在板框压滤机中抽取所需要的板框数，每一个板框采取一个样品。

7 样品检测

7.1 浸出毒性鉴别

称取200 g样品，置于2 L提取瓶中，根据样品的含水率，按液固比10∶1（L/kg）计算所需浸提剂的体积，加入浸提剂，盖紧瓶盖后固定在翻转式振荡装置上，调节转速为（30±2）r/min，于（23±2）℃下振荡（18±2）h，过滤浸出液后消解定容测定。13个污泥样品固体废物浸出液中的危害成分含量均没有超出GB 5085.3—2007表1中所列的浓度限值。

7.2 毒性物质鉴别

称取0.25 g样品，置于微波消解罐中，用少量水润湿后加入9 mL浓硝酸、2 mL浓盐酸、3 mL氢氟酸及1 mL过氧化氢，进行消解。微波消解后转移至50 mL聚四氟乙烯坩埚中，加入2 mL高氯酸，置于电热板上加热赶酸，冷却后转移定容测定。13个污泥样品毒性物质含量均没有超过GB 5085.6—2007附录A～F中所列的浓度限值，且累计毒性也小于标准限值。

7.3 急性毒性鉴别

由于污泥可以正常接触皮肤，也不存在蒸气、烟雾或粉尘吸入造成的毒性，所以可以不考虑经皮肤接触及蒸气、烟雾或粉尘吸入毒性。根据毒性物质含量结果，利用公式1估算污泥的急性毒性，LD₅₀远大于GB 5085.2—2007规定的限值（≤200 mg/kg）。因此，可判定污泥不具有急性毒性的危险特性。

(1)

式（1）中：ATE_mix为污泥的急性毒性估计值；C_i为污泥中所含的第i种毒性物质的百分含量；ATE_i为该第i种毒性物质的急性毒性数据。当污泥中第i种毒性物质采用其LD₅₀值作为ATE_i值时，计算得出的ATE_mix即为混合物的LD₅₀的估算值。

8 检测结果判断

本次采集的样品份样数为13个，根据HJ 298—2019^7]表3的检测结果判断方案，如若本次检测超标样品个数达到或超过4个时，则判断为危险废物。但本次所有污泥样品浸出毒性危险特性的检测结果均未超出GB 5085.3—2007所规定标准限值，表明产生的污泥不具有浸出毒性危险特性；所有污泥样品毒性物质含量危险特性的检测结果均未超出GB 5085.6—2007所规定标准限值，表明产生的污泥不具有毒性物质含量危险特性。

9 结论

综上所述，在企业现有污水生产工艺和原辅材料不发生改变，并且相关设施运行良好、工况正常的情况下待鉴别物生化处理污泥不具有易燃性、反应性、腐蚀性、毒性的危险特性，不属于危险废物。生化处理污泥的危险特性易受外部条件的影响，为保证此次鉴别结论的有效性，提出以下建议：一是建议企业确保生产工艺、原辅材料及规模等稳定，并且确保相关设施运行良好、运行工况正常。一旦与被鉴别物产生相关的工艺流程或原辅材料等发生变化，产生的生化处理污泥必须另外堆放，并及时对新增的危害因子做出评价。二是为确保鉴别物生化处理污泥中相关危险成分和特性不发生改变，建议企业健全相关的原辅材料消耗即生化处理污泥管理台账。

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图2 污水处理流程图

Fig.2 Overview of sewage treatment process