病原体和病媒吸引减少

病原体是致病生物，如某些细菌、真菌、病毒、原生动物及其囊肿，以及肠道寄生虫及其卵子。矢量引力是污水的特点污物:吸引啮齿动物、苍蝇、蚊子或其他能传播传染因子的生物的污泥第503部分的D部分涵盖了减少污水污泥和生活污水中病原体的替代品，以及减少污水污泥吸引病媒的特性的选择。

病原体和矢量引力减法要求适用于生物固体及其为有益利用或处置在土地上的应用或放置。根据生物固体的使用或处置方式，以及依赖于哪种病原体减少替代方案和减少病媒吸引方案，遵守病原体和病媒吸引要求是以下部门的责任:

•生物固体的发生器，无论是陆地应用或表面处理

•从陆地应用或表面处理的生物固体中提取材料的人员

•将生物固体应用于土地或将生物固体放置在地表处置地点的人

•地面处置场地的所有者或运营商

根据所使用或处理的生物固体中存在的病原体水平，生物固体被分为A类或B类。如果病原体低于可检测水平，则生物固体符合A类指定。所有以袋子或其他容器出售或分发的用于土地、草坪或家庭花园的生物固体必须符合a类病原体的要求。如果可以检测到病原体，但只要采取行动防止在使用或处置生物固体后暴露于生物固体，则生物固体被指定为B类，并已减少到对公共卫生和环境不构成威胁的水平。所有在陆地上施用或放置在地表处理场所的生物固体(放置在地表处理场所的污泥被土壤或其他材料覆盖除外)都必须满足要求乙类病原体要求．一般来说，A类对应于257部分，进一步减少病原体的过程(PFRP)，命名，B类大致对应于257部分，显著减少病原体的过程(PSRP)，命名。

A类病原体要求第503部分列出了六种治疗方案污水污泥以满足A类病原体的要求。表1.6总结了这些替代方案，下面是对每种替代方案的简短描述。在使用或处置生物固体、准备出售或出售生物固体时，所有六种替代品必须满足以下两个标准之一

表1.6满足A类病原体要求的替代方案概述

替代方案1:热处理生物固体

生物固体必须经受四种时间-温度制度中的一种。

方案2:生物固体在高ph值/高温过程中处理

生物固体必须满足特定的pH值、温度，以及风干要求。

替代方案3:用其他已知工艺处理生物固体

必须证明这一过程可以减少肠道病毒和存活的蠕虫卵。在病原减少演示完成后，应保持演示中使用的操作条件。

替代方案4:未知工艺处理的生物固体

在使用或处置生物固体时，或在某些情况下，必须对生物固体进行病原体处理——沙门氏菌或粪便大肠菌群、肠道病毒和活的蠕虫卵。

方案5:在PFRP中处理生物固体

生物固体必须通过其中一种工艺处理，以进一步减少病原体(PFRPs)(见表1-8)。

替代方案6:生物固体在等同于PFRP的工艺中处理

生物固体必须由许可当局确定的与PFRPs之一相当的工艺处理。

装在袋子或其他容器中供土地申请，或准备好满足EQ要求:

•生物固体中的粪便大肠菌群密度必须低于每克总固体(干重基础)1000 MPN(最可能的数字);或

•生物固体中沙门氏菌的密度必须小于每4克总固体(干重基础)3 MPN。

替代方案1:热处理生物固体当使用特定的热加热程序来减少病原体时，该替代方案适用。在给定温度下获得a级病原体减少所需的加热时间长度由四种加热制度中的每一种的方程确定，如表1.7所示。四种方法中的任何一种都可以使用。病原体监测频次与表1.5相同。

替代方案2:高ph值/高温工艺处理的生物固体该替代方案描述了特定温度- ph值工艺的条件，该工艺有效(通常通过碱性处理)将病原体降低到可检测水平以下。病原体监测频率与表1.5相同。工艺条件要求:

表1.7	在替代方案1下，A类病原体减少的热加热制度
			时间——温度
政权	适用于:	要求	Relationship2
一个	生物固体与7%固体或	生物固体温度	D = 13170,000 /10al4i
	更大(除了	必须是50°C或更高
	由制度B所涵盖	20分钟或以上
B	生物固体与7%固体或	生物固体温度	D = 131,700,000/10al4i
	以小为大	必须是50°C或更高
	颗粒和加热	15秒或以上
	与任何受热的接触
	气体或不混溶的液体
C	固体少于7%的生物固体	加热至少15秒	D = 131,700,000/10al4i
		但要少于30分钟
D	固体少于7%的生物固体	污泥温度为50℃	D = 50,070,000/10°'14i
		或者至少更高
		接触时间不少于30分钟
		时间

——来源。美国环保局，1994年。”D、时间以天为单位;t，温度，单位为°C。

将生物固体的pH值提高到12以上(在25°C下测量)至少72小时

•当pH值大于12时，温度至少保持在52℃以上12小时

•pH值升高72小时后，空气干燥至至少50%固体

备选方案3:用其他已知工艺处理的生物固体该备选方案的目的是证明一种新的处理工艺完全满足a类病原体的要求。在处理之前，必须在污泥中显示肠道病毒和活的蠕虫卵的存在(因为一些处理厂的污泥可能不含肠道病毒或蠕虫卵)，以证明处理过程的有效性。只要符合所测试的操作参数集，就不需要对肠道病毒和蠕虫卵进行后续测试。在演示期间必须达到的肠道病毒和蠕虫卵的值为:

•肠道病毒:每4克总固体(干重基础)少于1个空斑形成单位

蠕虫卵:每4克总固体(干重基础)少于1个活卵

如果在处理前生物固体中没有肠道病毒或活的蠕虫卵，则在下一次采样之前，就肠道病毒或活的蠕虫卵而言，或两者都是A类，此时必须对生物固体的另一个样本进行这些生物体的测试。对肠道病毒和活蠕虫卵的监测频率为每年一次、每季度、每两个月或每月一次，直到证明在一段时间内已达到规定的限制为止，由许可当局确定。监测粪便大肠菌群或沙门氏菌的频率如表1.5所示。

替代方案4:未知过程中处理的生物固体废水固体已使用新开发或创新的处理工艺进行处理。生物固体必须符合备选方案3中相同的病原体测试结果。如果生物固体在处置时满足这些要求，则生物固体满足A类要求。为了继续保持A级，必须在收集的每个生物固体样本中满足病原体的要求。病原体监测的频率由许可机构确定为每年一次、每季度、每两个月或每月一次。

替代方案5:在PFRP中处理的生物固体，该替代方案指出，如果生物固体在表1.8中列出的PFRP之一中处理，并且满足a级粪便大肠菌群或沙门氏菌的要求，则它们被视为a级。

表1.8进一步减少病原体的流程

1.堆肥

使用任一血管内堆肥法或静态曝气堆肥法，污泥温度保持在55℃或以上3天。

使用料堆堆肥方法中，污泥温度保持在55℃或更高的温度15天或更长时间。在堆肥保持在55°C或更高的温度期间，应至少进行5次搅拌在料堆．

2.热干燥

污泥通过直接或间接与热气体接触干燥至90%以上的固体。污泥颗粒的温度超过80°C，或污泥离开干燥器时与污泥接触的气体的湿球温度超过80°C。

3.热处理

液体污泥加热至180°C或更高的温度30分钟。

4.嗜热好氧消化

液体污泥与空气或氧气搅拌以保持好氧条件，在55 ~ 60°C下，污泥的平均细胞停留时间为10天。

5.β射线照射

在室温(约20°C)下，用来自加速度计的剂量至少为1.0 Mrad的β射线辐照污泥。

6.伽马射线辐照

污泥在室温(约20°C)下用某些同位素(如钴60和铯137)的伽马射线辐照。

7.巴氏灭菌法

将污泥的温度保持在70℃或更高的温度30分钟或更长时间。

资料来源:《联邦法规》第503部分附录B。

为满足这些要求，处理工艺必须按表中所列条件进行操作。

替代方案6:生物固体在等效于PFRP的工艺中处理，在此替代方案下，如果生物固体通过许可当局确定的等效于PFRP的任何工艺处理，则它们被认为是a类。为了达到等效性，处理过程必须能够在肠道病毒和活蠕虫卵方面始终满足A类状态。EPA的病原体等效性委员会可作为向许可当局提供等效性确定建议的资源。

表1.9满足B类病原体要求的替代方案概述

备选方案1:监测指示生物

测试粪便大肠菌群密度作为所有病原体的指标。应收集所使用或处置的生物固体的七个代表性样品。七个样品的几何平均值应低于每克总固体200万MPN(干重基础)，或低于每克总固体200万菌落形成单位(CFU)(干重基础)。

方案2:PSRP处理生物固体

污泥必须由表1.10所列的其中一个PSRPs处理。与类似的A类要求不同，该替代方案不需要对粪便大肠菌群或沙门氏菌的再生长进行微生物监测。

替代方案3:生物固体在等同于PSRP的过程中处理

污泥必须按照许可当局确定的与PSRPs之一相当的工艺进行处理。EPA病原体等效性委员会可作为向许可当局提供等效性确定建议的资源。

B类病原体要求生物固体在病原体方面被归类为B类，必须满足表1.9中列出的三个备选方案之一的要求。B类生物固体可能含有一些病原体。因此，B类生物固体的土地应用要求还包括在一定时间内禁止作物收割、动物放牧和公众进入的场地限制，直到环境条件进一步减少病原体。第503部分的土地应用子部分概述了B类生物固体土地应用的场地限制。表1.10总结了显著减少病原体的过程。

病媒包括苍蝇、蚊子和啮齿动物，它们在病原体的生命周期中发挥特定作用，可以通过接触或生物方式将病原体传播给人类。降低生物固体对病媒的吸引力或防止生物固体与病媒接触可减少生物固体中病原体传播疾病的可能性。表1.11总结了第503部分中减少矢量吸引的12个选项，表1.12列出了选项的适用性。选项12只适用于家庭隔离。选项1到8和12的设计是为了降低材料对矢量的吸引力，选项9到11的设计是为了防止矢量与材料接触。

表1.10显著减少病原体的过程

1.好氧消化

污泥与空气或氧气搅拌，以在特定温度下维持特定平均细胞停留时间的好氧条件。电池的平均停留时间和温度应在20°C下40天和15°C下60天之间。

2.空气干燥

污泥在砂床或铺好的或未铺好的盆地上干燥。污泥至少要干燥三个月。其中两个月的日平均气温在0℃以上。

3.Anaeobic消化

污泥在特定温度下，在特定的平均细胞停留时间内，在没有空气的情况下处理。电池平均停留时间和温度的值应在35至55℃时为15天，在20℃时为60天。

4.堆肥

使用容器内、静态曝气桩或窗口堆肥方法，将污泥温度提高到40°C或更高，并在40°C或更高的温度保持5天。5天中有4小时堆肥堆温度超过55°C。

5.石灰稳定

在污泥中加入足够的石灰，使污泥在接触2小时后pH值提高到12。

资料来源:《联邦法规》第503部分附录B。

表1.11满足矢量吸引减少的选项摘要

选项1:达到38%的减少挥发性固体内容。这个百分比是指厌氧或好氧消化所达到的挥发性固体减少量。

选择2:在一个实验规模的单元中，通过额外的厌氧消化来演示矢量吸引减少。通常，通过污水处理厂的生物处理单元回收的污泥或在污水收集系统中长时间停留的污泥会经历大量的生物降解。在这种情况下，选项1所要求的38%的削减可能是不可能的。该选项允许作业者通过测试之前的部分方法来演示矢量引力减小消化污泥在实验室的实验设备中。如果在30 ~ 37℃的温度下，经过额外的厌氧消化40天，从台架试验开始到结束，污泥中的挥发性固体减少了不到17%，则实现了矢量吸引力的减少。

选择3:在实验设备中通过额外的有氧消化来演示矢量吸引减少。该方案适用于无法满足方案1所要求的38%挥发性固体减少量的好氧消化污泥。这包括来自延时曝气植物，在那里停留时间最短废弃活性污泥固体一般超过20天。在此选项下，在台架试验中，如果在20°C下进行30天的好氧消化后，挥发性固体减少了不到15%，则固体含量为2%或更少的好氧消化污泥已实现矢量吸引力减少。

40 CFR PART 503规则表1.11继续

选项4:满足特定的氧吸收速率(SOUR)的好氧消化污泥。SOUR是指在干重基础上，每单位时间内，污泥中每单位总固体质量所消耗的氧气质量。如果在20°C下测定的污泥的SOUR等于或小于每克总固体每小时1.5毫克氧，则可以证明矢量吸引力的减少。本试验仅适用于从污水处理厂提取的液体污泥需氧过程．

选择5:使用大于40°C的有氧过程14天或更长时间。这一选项主要适用于堆肥生物固体，也含有部分分解的有机膨胀剂。

选择6:在规定条件下加碱。减少矢量吸引的方法是:

•通过添加碱将污泥的pH值提高到12或更高

•在不添加更多碱的情况下，保持pH值在12或更高至少2小时

•在不添加更多碱的情况下，将pH值维持在11.5或更高的水平22小时

选择7:干污泥没有不稳定的固体，至少75%的固体。根据这一选择，如果污泥不含不稳定的固体，并且在与其他材料混合之前，污泥的固体含量至少为75%，则可以实现矢量吸引力的减少。因此，减少必须通过除去水来实现，而不是通过添加惰性材料来实现。

选择8:含有不稳定固体至至少90%固体的干污泥。如果污泥中含有不稳定的固体，增加90%或更多的固体含量可以充分减少矢量吸引力。固体增加应该通过除去水来实现，而不是通过添加惰性固体来实现。

方案9:在土壤表层下注入生物固体。在土壤表面下注射在生物固体和带菌者之间放置一道泥土屏障。在此选项下，实现了矢量吸引力减少:

•注射生物固体1小时后，陆地表面没有大量生物固体残留

•如果生物固体就病原体而言是A类，则在从病原体减少过程中排出后8小时内进行注射。

选择10:在施用或放置于土地6小时内将生物固体纳入土壤。如果生物固体在病原体方面是A类，从处理到施用或放置在土地上的时间不得超过8小时。

方案11:在每个操作日结束时，用土壤或其他材料覆盖放置在表面处理场所的生物固体。除了在生物固体和载体之间建立物理屏障外，覆盖还有助于通过允许环境条件减少病原体来满足病原体的要求。

方案12:用碱处理家用污物至pH值12或以上30分钟，不添加更多碱性物质。

表1.12每种使用或处置方法减少矢量吸引的选项

矢量吸引减少选项

使用或处置___

练习123456789 10 11 12

散装生物固体应用于XXXXXXXXXX

农业用地、森林、公共接触场所或填海造地

散装生物固体应用于XXXXXXXX

草坪或家庭花园

出售或赠送生物固体XXXXXXXX

装于袋或其他容器内，以供陆上使用。

表面处置XXXXXXXXXX XX

1.2.5焚烧

废水污泥的焚烧是在一个封闭的装置中在高温下焚烧污泥焚化炉(炉)．最常用的焚化炉是多炉缸、流化床和电红外线炉。焚烧炉系统由焚烧炉和一个或多个空气污染控制装置组成，这些装置用于从焚烧炉中去除废气中的小颗粒和粘附金属，或进一步分解有机物。湿式洗涤器、干湿式静电除尘器和织物过滤器是去除金属的空气污染控制设备。道上,另一个空气类型污染控制装置，用于更彻底地燃烧废气中的有机物。

第503部分的E部分涵盖了废水的要求污泥焚烧，包括金属污染物限值、总碳氢化合物限值、一般要求和管理做法，以及监测、记录和报告要求。除下列情况外，任何在焚化炉内焚烧污水污泥的人，必须符合E分部分的要求:

•无害灰产生的焚烧污水污泥不包括在503部分。相反，它必须按照40 CFR第258部分中的固体废物处理规定进行处置。如果灰被应用于土地或放置在城市固体废物填埋场以外的土地上，则适用40 CFR第257部分的规定。

•辅助燃料通常用于增强污水污泥的燃烧。辅助燃料包括天然气、燃料油、砂砾、筛分、浮渣、煤炭和城市固体废物。如果城市固体废物占污泥和辅助燃料混合物干重的30%以上，则根据第503部分，该城市固体废物不被视为辅助燃料。相反，40 CFR第60部分和第61部分将规范这一过程。

危险废物不被认为是辅助燃料。该过程由40 CFR第261至268部分规定。

污染物限制子部分E规定了焚烧前污泥中的五种金属:铅、砷、镉、铬和镍。子部分E包含了根据特定地点条件计算这五种金属污染物限值的公式。这些条件包括分散因子、焚烧炉控制效率和污泥投料速率。除了上述五种金属外，铍和汞的排放也受到国家的管制排放标准有害空气污染物(NESHAP)根据40 CFR第61部分。NESHAP规定，在任何24小时内，每个焚烧炉释放的铍限量为10克。在任何24小时内，从指定地点的所有焚化炉排放到大气中的汞限量为3200克。

由于不完全燃烧或燃烧副产物(如苯、苯酚和氯乙烯)的产生而排放的有机化合物可能存在于焚化炉排放中。第503部分通过限制焚化炉烟囱气体中允许的总碳氢化合物(THCs)量的操作标准规范了有机污染物的排放。烟囱气体必须满足THCs每月平均100 ppm的限制。月平均浓度是每小时平均值的算术平均值。每小时的平均值必须根据焚烧炉运行时每小时至少两次的读数来计算。四氢大麻酚的浓度也必须校正为0%的水分和7%的氧气。

污泥焚烧的管理规范如下:

•必须使用持续测量和记录的仪器:

四氢大麻酚浓度

•氧含量

•计算烟囱出口气体中水分含量所需的信息

•炉内燃烧温度

•仪器的安装、校准、操作和维护必须根据许可当局提供的指导。用于四氢大麻酚测量的仪器必须:

•使用火焰电离检测器

•始终将取样线加热到150°C或更高

•每24小时使用丙烷至少校准一次

焚烧炉的运行温度不得超过许可机构根据性能测试条件设定的最高燃烧温度。

•必须遵守空气污染控制装置的操作条件，这些条件也是由许可机构根据性能测试条件设定的。

•污泥可能不是焚烧如果它可能会对濒危物种或其关键栖息地产生负面影响，如《濒危物种法》所列。

污泥焚烧炉的监测频率如表1.13所示。砷、镉、铬、铅和镍的监测频率与土地应用的监测频率相同。

记录保存和报告污泥焚烧炉的经营者必须建立并保存至少五年的记录。记录应包括与金属污染限制有关的记录;THC限制;和管理,

表1.13监控频率污水污泥焚化炉

污染物/参数

排出的污泥量

必须监控至少:

污泥中的砷、镉、铬、铅和镍

铍和汞在污泥或烟囱排出气体

烟道出口气体中THC浓度烟道出口气体中氧浓度测定烟道出口气体中水分含量所需的信息

炉膛燃烧温度空气污染控制装置状态

0 ~ <290 290 ~ <1500 1500 ~ < 15000 15000或更大NA

呐呐呐

NA NA

每年一次

每季度一次(4次/年)每60天一次(6次/年)每月一次(12次/年)根据许可部门的要求执行

不断

不断

不断

不断

只要许可当局要求，就经常去

以干重为基础，每365天计算一公吨。

例如烟囱出口气体中的THC水平、氧气水平和水分含量，以及炉内燃烧温度。服务于1万或以上人口的污水处理厂，以及设计流量为4000立方米/天(1毫克/天)的污水处理厂必须在每年2月19日前向许可当局报告这些记录。

参考文献

联邦纪事(1993)，FR 58 No. 32, 2月19日，第9248-9415页。美国EPA(1992)，污水污泥中病原体和病媒吸引的控制，环保署625年/ R-92/013。

- (1994)， EPA第503部分生物固体规则的简单英语指南，EPA

-(1995a)，第503部分实施，EPA 833/R-95/001。

- (1995b)，工艺设计手册:污水污泥的土地应用

家用Septage, EPA 625/R-95/001。

-(1999)，美国生物固体的产生、使用和处置，EPA

继续阅读:活性污泥

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