石河子城市污泥基本性质研究及资源利用探讨

2015-12-15徐凤安小丽

资源节约与环保 2015年1期

关键词：石河子泥质处理厂

徐凤安小丽

（1石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子 832003 2石河子泽众水务集团新疆石河子 832000）

石河子城市污泥基本性质研究及资源利用探讨

徐凤1安小丽2

（1石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子 832003 2石河子泽众水务集团新疆石河子 832000）

以石河子城市污泥为研究对象，对污泥基本性能参数进行测定。通过与《有机肥料》（NY 525-2002）的技术指标、《城镇污水处理厂污泥处置》等标准对照，得出该污泥是一种养分含量高的有机肥，具有园林绿化、土地改良用泥质的潜质，仅能作为施用于除粮食、蔬菜以外的作物的农用泥质，但不能作为林地用泥的结论。

城市污泥；理化性质；养分含量；金属元素；资源利用

城市污泥是指城市污水处理厂处理过程中产生的固态、半固态及液态废弃物，不包括栅渣、浮渣和沉砂[1]。其含大量的水分外，还含有丰富的氮、磷、钾等营养元素及有机质及植物生长所需的微量元素和大量比重超过4.5 g·cm的毒性大、潜伏期长和能沿食物链富集的金属元素[2]。截至2011年3月底，全国各市、县累计建成城镇污水处理厂2996座，处理能力达到1.33×10m8·d-1。城市污泥是污水处理的必然副产物，如此大量的城市污泥已经成为我国面临的主要环境问题[3]。因此，分析研究城市污泥的理化性质、营养成分、重金属种类及含量是科学合理进行污泥处置与资源化、无害化的前提条件。

项目以石河子城市污泥为研究对象，对污泥理化、营养成分、重金属种类及含量进行研究，为污泥资源化利用提供基础数据，为石河子城市污泥利用奠定基础。

1 石河子污水处理厂概况

石河子污水处理厂位于石河子市北泉镇湖中村西侧，总建设规模为20×104m3/d，其中一期工程处理量为10×104m3/d于2005年建成投运，是石河子目前运行的唯一一座污水处理厂。主要处理来自石河子市的生活污水以及工业废水。其中生活污水与工业废水的比例约为3:7，工业废水所占比例较大，但其水质仍属有机型污水。该污水处理厂采用BIOLAK处理工艺，处理后水质达到《污水综合排入标准》(GB8978-96)中规定的城市污水处理厂二级排放标准。污水处理中产生的污泥经脱水后外运。石河子污水处理厂处理工艺流程如图1所示。

图1 石河子污水处理厂工艺流程

除石河子市污水处理厂外，目前，石河子市区还有北工业区污水处理厂和化工新材料产业园污水处理厂两座在建污水处理厂。因此，本课题研究对象石河子城市污泥仅为石河子污水处理厂的污泥。

2 材料和方法

2.1 材料

污泥来源：石河子污水处理厂脱水污泥，棕褐色，土腥味。

试验污泥处理及保存：将石河子污水处理厂脱水污泥，自然风干后，用研钵磨碎，过2 mm筛，于棕褐色瓶中密闭，4℃保存。待测。

实验方法：本实验中所测污泥性质参数均参照《城市污水厂污泥检验方法》（CJ/T221-2005）进行测定[4、5]。

在实验过程中，为提高实验数据的精确性，增强可靠度，试验的每个样品设置3个平行样,结果以平均值表示。

3 结果与分析

根据《城市污水厂污泥检验方法》（CJ/T221-2005），对石河子污水处理厂脱水污泥基本性质测定的结果如表1所示。

表1 石河子城市污泥基本性质

由表1可知，石河子污水厂脱水污泥自然风干后，具有一定的含水率，pH呈中性偏弱碱性。有机质含量高，总磷含量高于总氮、总钾含量。污泥中含有植物生长需要的微量元素钾、铁、锌、铜、钙，同时还含具有一定毒性的一般重金属元素铜、锌和毒性显著的重金属铅、铬、镉，主要与石河子污水厂进水水质中工业废水所占比例较大有关。

根据石河子污水厂污泥基本性质参数，将其与《有机肥料》（NY 525-2002）[6]的技术指标、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ248-2007）[7]指标、《城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质》（CJ/T 362-2011）[8]指标、《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》（CJ/T 291-2008）[9]指标、《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T 309-2009）[10]指标对照，探讨该污泥资源利用途径，对照结果见表2、3、4、5、6。

表2 石河子城市污泥基本性质参数与《有机肥料》技（NY-525-2002）术指标对照表

从表2可以看出，石河子城市污泥的有机质含量37.26%比

《有机肥料》（NY 525-2002）技术指标中的有机质含量最低限值30%高，总养分4.87%也比有机肥指标中不低于4%的限值高，水分含量及酸碱度均符合《有机肥料》（NY 525-2002）技术指标的要求。因此，与《有机肥料》（NY 525-2002）技术指标对照，可得出结论，石河子城市污泥从基本性质参数上满足有机肥料的要求，具有作为有机肥料的潜质。

表3 石河子城市污泥基本性质参数与《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ 248-2007）指标对照表

由表3数据可知，石河子城市污泥理化性质、养分指标和金属元污染浓度限值均满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ248-2007）的要求，因此，该污泥具有作为园林绿化用的潜质。

表4 石河子城市污泥基本性质参数与《城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质》（CJ/T 362-2011）指标对照表

由表4数据可知，石河子城市污泥理化性质、金属元污染浓度限值均满足《城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质》（CJ/T 362-2011）的要求，但是养分指标中总养分含量4.87%远远低于标准中不低于25%的指标，因此，石河子城市污泥不能作为林地用泥。

表5 石河子城市污泥基本性质参数与《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》（CJ/T 291-2008）指标对照表

由表5数据可知，石河子城市污泥理化性质、养分指标和金属元污染浓度限值均满足《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》（CJ/T 291-2008）的要求，因此，该污泥具有作为土地改良用泥质的潜质。

表6 石河子城市污泥性质参数与《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T 309-2009）指标对照表

A.级污泥：适用于所有作物的生长;

B.级污泥:适用于除粮食和蔬菜以外作物的生长

由表6数据可知，石河子城市污泥理化性质满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T 309-2009）的要求，但是养分指标均不满足标准中的最低要求，如总养分含量4.87%、有机质含量37.26%远远低于标准中不低于30%、200%的指标，同时，毒性显著的重金属元素镉（Cd）含量3.15mg/Kg超过A级污泥不超过3mg/Kg标准限值，但满足B级污泥不超过15mg/Kg的要求。因此，按照《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T 309-2009）标准中A级污泥和B级污泥的施用场所可知，石河子城市污泥可以施用于除粮食、蔬菜作物以外的作物。

4 结语

综上，石河子城市污泥理化性质、养分指标均符合《中华人民共和国农业行业标准》中《有机肥料》（NY-525-2002），可以作为有机肥料的利用价值。生物淋滤法、植物修复法和电动力修复是目前研究的重点[11]。同时，污泥理化性质、养分含量、金属污染物浓度限值符合《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ 248-2007）、《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》（CJ/T 291-2008）的基本要求，具有作为园林绿化、土地改良用泥质的潜质。但是，石河子污水厂污泥总养分含量远远低于《城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质》（CJ/T 362-2011）标准中的要求，不能作为林地用泥。毒性显著的重金属元素镉（Cd）含量超过《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T 309-2009）标准中A级污泥标准限值但符合B级污泥标准限值，因此，仅能施用于B级污泥施用场所。因此，石河子城市污泥可资利用前景可观，是一种养分含量高的有机肥，具有园林绿化、土地改良用泥质的潜质，仅能作为施用于除粮食、蔬菜作物以外的作物的农用泥质，但不能作为林地用泥。

[1]马培东,王里奥,黄传,等.改性污泥用作垃圾填埋场日覆盖材料的研究[J].中国给水排水,2007,23(23):38-42.

[2]涂剑成，赵庆良等.东北地区城市污水处理厂污泥中重金属的形态分布及其潜在生态风险评价 [J].环境科学学报，2012，3（32）：689-695.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部．2011关于全国城镇污水处理设施2011年第一季度建设和运行情况的通报[OL]．2011—07-1 8，http：／／www．mohurd．gov．ell.

[4]CJ/T221-2005.城市污水处理厂污泥检测方法[S].北京:中国标

准出版社,2005:5.

[5]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法编委会编,水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社,2002:52.

[6]NY 525-2002.有机肥料[S].北京:中国标准出版社,2002:8.

[7]CJ248-2007.城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质[S].北京:中国标准出版社,2007:3.

[8]CJ/T 362-2011.城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质[S].北京:中国标准出版社,2011:2.

[9]CJ/T 291-2008.城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质[S].北京:中国标准出版社,2008:8.

[10]CJ/T 309-2009.城镇污水处理厂污泥处置农用泥质[S].北京:中国标准出版社,2009:4.

[11]况群,朱玉斌.城市污泥中重金属去除方法探析[J].资源节约与环保,2013,(01):73-74.