（环境工程专业论文）重庆市城市污泥特性及其农用安全性研究.pdf

西南大学硕士学位论文摘要 重庆市城市污泥特性及其农用安全性评价 环境工程专业硕士学位申请人陈萍丽 指导教师赵秀兰副教授 ( 摘要) 城市污泥是城市污水处理厂经各级处理净化污水而产生的沉积物，主要来自初沉池和剩 余污泥的排放。城市污泥中含有丰富的氮、磷、钾等多种微量元素和有机质，但也含大景的 病原体、寄生虫( 卵) 、重金属和多种有毒有害有机污染物，随意堆放或不合理处理会带来二次 环境污染。随着污水处理率的提高，城市污泥的产生量日益增大，城市污泥成为影响城市生 态环境的主要问题之一，城市污泥的安全处理已受到国内外广泛关注。 本研究采用现场调查的方法分析了重庆市城市污泥的特性，分析了重庆市城市污泥农用 的可行性，研究了进水水质、污水处理工艺、工段对污泥成分含量的影响。结果如下： 重庆市城市污泥p h 在5 9 5 7 。7 3 之间，呈中性，脱水生污泥平均含水率为7 7 2 。重庆 市污泥有机质含量与猪厩肥相当。总氮、总磷和总钾含量分别为4 7 1 5 眺g 、1 9 7 2g ，l ( g 和1 3 8 7 g ，1 ( g ，重庆市污泥的速效氮含量较低，只占全氮的4 , - - 8 ，速效磷的平均含量占全磷的1 0 左 右，污泥的速效钾含量展商，均僮为4 + 7 0g 瓜g ，占全钾的3 0 - 5 0 。从莽分角度考虑，重庆市 污泥中的氮、磷、钾含量相当高，其全氮、磷、钾含量分别是猪厩肥的5 倍、4 2 倍和1 4 6 倍， 农用价值很高，可合理开发成为有机肥或适量农田旌用。 污泥中的重金属一直以来是影响污泥农用的主要因素，重庆市各污水厂污泥的重金属较 低，各重金属的平均含量均低于我国( 1 9 9 9 2 0 0 4 ) 统计的平均含量。重庆市城市污泥重金属 含量最高的是z n ，最低的是h g 。p b 含量变化范围幅度较大，在2 12 5 1 0 7 2 4m g & g 之间。各 重金属含量高低顺序为z n c u p b a s c d h g 。 采用超标单项评价指数和n e m o r o w 综合评价指数对重庆市各污水处理厂污泥农用安全性 进行评价，按标准( g b 4 2 8 4 - 8 4 ) 计算，大部分污水厂污泥z n 单项指数超标，以石柱和谭家 沟污水厂污泥的综合污染指数”最高，超过了l 。若按标准( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 计算，重庆市 西南大学硕士学位论文 摘要 i i 各污水厂污泥的单项指数，综合评价指数均小于1 ，符合我国污泥农用标准。因此，重庆市城 市污泥的重金属从含量看农用是安全的。 为了进一步评价重庆市污泥农用重金属的安全性，按t e s s i e r 等人提出的重金属分级方法 对重庆市各污水厂污泥中的重金属进行形态分级，结果表明重庆市不同污泥中的重金属活性 不同，6 0 0 o - 8 0 的c d 以不稳定态存在，5 0 左右的z 1 1 以不稳定态存在，而c u 和p b 则主要 以稳定态存在。两者的不稳定态所占比例均不超过1 0 。各重金属的不稳定性大小顺序为： c d z n c u p b 。 对不同污水处理工艺产生的城市污泥的养分含量、重金属及其赋存形态的分析研究。发 现不同污水处理工艺污泥中的氮、磷、钾等养分主要与其工艺的脱氮除磷能力、进水氮磷钾 浓度等因素有关，a 2 o 工艺污泥的总氮和总磷含量最高。而不同工艺不同重金属的含量相差 甚大。其中，传统活性污泥法的p b 和c d 的含量最高，a 2 ，o 工艺中的c u 和a s 含量较其它工 艺高，u n i t a n k s 工艺污泥中的z n 和h g 含量较其它工艺污泥商，而c a s s 工艺污泥中的 c u 、c d 、h g 和a s 较其它工艺污泥低研究分析发现采用c a s s 污水处理工艺产生的污泥重 金属含量总体而言含量最低。不同工艺污泥各重金属的赋存形态不同，总的而言不同工艺 同一重金属的赋存形态相差不大。 为了进一步了解重金属在污水处理过程中的分配情况，本研究选取唐家桥污水处理厂的 传统活性污泥工艺作为研究对象，对不同工段污水、污泥中的重金属含量进行连续监测分析， 结果发现：在污水处理过程中各重金属的去除效率不同，h g 的去除率最高达7 6 3 6 ，p b 的 去除效果最差，去除率只有2 9 7 3 。其它重金属的去除效果顺序为：c u z n c p c d a s 。 研究发现不同工段污水各重金属的去除效率不同，相应的各工段污泥中的重金属含量也有所 差异。c a 、c r 和c d 主要在曝气池中拔除去，相应的曝气池污泥中其含量较高。p b 、z n 、a s 、 h g 主要在初沉池中被除去，相应的初沉池污泥中这几种金属的含量较曝气池污泥高。 根据上述对重庆市不同工艺城市污泥养分含量、重金属总量以及其赋存形态分析，可知 在综合考虑施用土壤的环境容量及施用作物的情况f ，重庆市污泥符合我国污泥农用标准要 求。 关键词：城市污泥养分重金属评价 l i 西南大学硕士学位论文 a b s h 们 c h a r a c t e r i s t i c so fs e w a g e s l u d g ea n di t sa g r i c u l t u r a l u t i l i z a t i o ni nc h o n g q i n g a p p l i c a n t i o nf o rm a s t e rd e g r e e ：c h e np i n g l i s u p e r v i s o r ：z h a ox i u l a n a b s t r a c t s e w a g es l u d g ew h i c hm a i n l yc o m e sf r o mt h ep r i m a r ys e t t l i n gt a n ka n dd i s c h a r g eo fs u r p l u s s l u d g ei st h ed e p o s i tp r o d u c e di ne a c ho p e r a t i n gu n i ti nm u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t s e w a g es l u d g ea b o u n d sm a n ym i c r o e l e m e n t sa n do r g a n i cm a t t e r ss u c ha sn i t r o g e n , p h o s p h o ra n d p o t a s s i u mw h i l ei tc o n t a i n sp a t h o g e n ，p a r a s i t e , h e a v ym e t a l sa sw e l la st o x i ca n dh a z a r d o u so f g a n i c p o l l u t a n t sw h i c hh a sc a u s e dat r e m e n d o u ss t r e s so ne c o l o g i ce n v i r o n m e n t r e s e a r c ho ns e c u l 屯a n d p r o p e rd i s p o s a la n dd i p o s i t i o no fs l u d g eh a sb e e nc a r r i e do ne n t h u s i a s t i c l yb ys c h o l a r sa th o m ea n d a b r o a d h o w e v e r , s t u d i e sa n dr e p o r t so nc h a r a c t e r i s t i c so fs l u d g ef r o md i f f e r e n to p e r a t i n gp r o c e s s a n dw o r k s h o ps e c t i o n8 r es t i l lg a p st ob cf i l l e d c h a r a c t e r i s t i c so f s e w a g es l u d g ea n dc o n t e n td i f f e r e n t i ao f h e a v ym e t a l si nd i f f e r e n to p e r a t i n g p r o c e s s e sa n dw o r k s h i ps e c t i o n sw e r es t u d i e do nt h eb a s i so f a n a l y s i so f s l u d g ef r o mt e nw a s t e w a t e r t r e a t m e n tp l a n t sw i t hs i xd i f f e r e n to p e r a t i n gp r o c e s s e si nc h o n g q i n gm u n i c i p a l i t y t h i sr e s e a r c h w h i c hc o u l dp r o v i d eb a s i ca n ds c i e n t i f i cd a t u mf o rp r o p e rd i s p o s a la n dd i p o s i t i o no fs l u d g ei so f g r e a tt h e o r e t i ca n dp r a t i c a ls i g n i f i c a n c e b ya n a l y s i so fd e w a t e r e ds l u d g ef r o mw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t si nc h o n g q i n g ，i tw a sf o u n d p ho fs e w a g es l u d g er a n g i n gf r o m5 9 5 7 7 3w a sb a s i c a l l yn e u t r a lo rs l i g h t l ya l k a l i n ea n dt h e a v e r a g ew a t e rc o n t e n to f d e w a t e r e dp r i m a r ys l u d g ew a s7 7 2 o r g a n i cc o n t e n to f t h es l u d g ew h o s e t o t a ln i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r u sa n dt o t a lp o t a s s i u ma r er e s p e c t i v e l y4 7 1 5 9 k g , 1 9 7 2 9 k ga n d 1 3 8 7 9 ，k ge q u a l s t h a t o f p i g m a n u r e t h ec o n t e n to f a v a i l a b l e n i t r o g e n i n t h es l u d g e w a s l o wo n l y a c c o u n t i n gf o r4 8 o ft o t a ln i t r o g e nw h i l ea v e r a g ec o n t e n to fa v a i l a b l ep h o s p h o r u sa c c o u n t e df o r 1 0 o f t o t a lp h o s p h o r u s c o n t e n to f a v a i l a b l ep o t a s s i u mw a sh i g hw i t haa v e r a g ev a l u eo f 4 7 0 9 k g a c c o u n t i n gf o r3 0 - 5 0 o ft o t a lp o t a s s i u m w i t hr e g a r dt on u t r i e n t ，c o n t e n to fn i t r o g e n ，p h o s p h o r u s a n dp o t a s s i u mi ns l u d g eo fw a s t e w a t e ri r e a t m r n tp l a n t si nc h o n g q i n gw a sc o n s i d e r a b l yh i g h c o n t e n to f t o t a ln i t r o g e n ，p h o s p h o r u sa n dp o t a s s i u mw a sr e s p e c t i v e l yf i v et i m e s ，4 2t i m e sa n d1 4 6 t i m e sh i g h e rt h a nt h a ti np i gm a n u r e i tf o l l o w e dt h a tt h es l u d g ew a so fh i g ha g r i c u l t u r a lv a l u et h a t c o u l db ed e v e l o p e dt oo r g a n i cf e r t i l i z e r so ru s e di nf a r m l a n dd i r e c t l ya n dp r o p e r l y i i i 西南大学硕士学位论文absll-aet h e a v ym e t a l sh a v e b e e nab i gp r o b l e mf o ru t i l i z a t i o no fs l u d g eo na g r i c u l t u r e h e a v ym e t a l si n s l u d g ef r o mw a s t e r w a t e rt r e a t m e n tp l a n t si nc h o n g q i n gw e r eb ea n a l y z e da n dt h em s u l t sw e r ea s f o l l o w s ：c o n t e n to f b e a v ym e t a l si ns l u d g ew a sl o wo nt h ew h o l ea n da v e v a g ec o n t e n to f w a c hh e a v y m e t a lw a sl o w e rt h a ns t a t i s t i c a ld a t u mf r o m1 9 9 9t o2 0 0 4 z np o s s e s s e dt h eh i g h e s tc o n t e n ta m o n g a l it h eh e a v ym e t a l si ns l u d g ei nc h o n g q i n gw h i l eh gp o s s e s s e dt h el o w e s t c o n t e n to f p bh a da l a r g er a n g ef r o m2 1 2 5m g k gt o1 0 7 2 4 m g k ga n dc o n t e n to fe a c hh e a v ym e t a lc o u l db es e ti nt h e f o l l o w i n go r d e ra sz n c u ： p b a s c d ： h g s e c u r i t yo fu t i l i z a t i o no fs l u d g eo na g r i c u l t u r ew a sa p p r a i s e da p p l y i n gs i n g l ee v a l u a t i o ni n d e x a n dn e m o r o wc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e x a c c o r d i n gt o0 1 3 4 2 8 4 8 4 ，s i n g l ei n d e xo f z no f t h e s l u d g ee x c e e d e ds t a n d a r di nam a j o r i t yo fa l lt h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t si nc h o n g q i n g i n t e g r a t e dp o l l u t i o ni n d e xo f s l u d g ef r o ms h i - z h uc o u n t ya n dt a n - j i a - g o uw a s t e w a t e r 订e a l m e n tp l a n t w a st h eh i g h e s tw h i c hs u r p a s si h o w e v e f a c c o r d i n gt og b l 8 9 1 9 - 2 0 0 2 ，e a c hs i n g l ei n d e xo ft h e s l u d g ed i dn o te x c e e ds t a n d a r da n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xw a sa l s ol e s st h a n1 b o t hs i n g l e i n d e xa n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xw e r ei nc o n f o r m i t yw i t hs t a n d a r do f u t i l i z a t i o no f s l u d g e o na g r i c u l t u r e t h u s ，h e a v ym e t a l si ns l u d g ef r o mw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t si nc h o n g q i n gw a s s a f ef o ru t i l i z a t i o no na g r i c u l t u r ew i t hr e g a r dt ot h e i rc o n t e n t s i no r d e rt oe v a l u a t es e c u r i t yo f h e a v ym e t a l si ns l u d g eu s e da sf e r t i l i z e rf u r t h e r , f r a c t i o n a t i o no f h e a v ym e t a l si nt h es l u d g ew e r eb ec a r r i e do na c c o r d i n gt om e t h o da d v a n c e db yt e s s i e re ta 1 t h e r e s u l t ss h o w e dl a t e n ts u p p l yc a p a c i t yo f h e a v ym e t a l si nt h es l u d g ew a ss t r o n g 6 0 - 8 0 o f c da n d 5 0 o f z ne x i s t e dl a b i l e l yw h i l ec ua n dz ne x i s t e ds t a b l e l y 、v i t l ll a b i l es t a t en om o r et h a n1 0 o f t h et o t a l i n s t a b i l i t yo f e a c hh e a v ym e t a l sc o u l db es e ti nt h ef o l l o w i n go r d e r ：c d z n c u p b w i m a n a l y s i so f c o n t e n to f n u t r i e n ta n dh e a v ym e t a l sa sw e l la st h e i rm o r p h o l o g y , i tw a sf o u n d c o n t e n to f n u t r i e n ts u c ha sn i t r o g e n ，p h o s p h o g u 5a n dp o t a s s i u mi ns l u d g ef r o mw a s t e w a t e rt r e a m a a n t p l a n t sw i t hd i f f e r e n td i s p o s a lp r o c e s s e sw a sm a i n l yc o n c e r n e dw i t ha b i l i t yo fd e n i t r i f i c a t i o na n d p h o s p h o r u sr e m o v a la sw e l la sc o n c e n t r a t i o no fn i t r o g e n ，p h o s p h o r u sa n dp o t a s s i u m o fi n f l u e n t w a t e r c o n t e n to f t na n dt pi ns l u d g ew a st h eh i g h e s tw i t ho p e r a t i n gp r o c e s so f a z o t h e r ew a sa b i gd i f f e r e n c ea m o n gc o n t e n to f d i f f e r e n th e a v ym e t a l sw i t hd i f f e r e n to p e r a t i n gp r o c e s s e s c o n t e n t o f p ba n dc dw a st h eh i g h e s tw i t ht r a d i t i o n a la c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s sw h i l ec o n t e n to fc ua n da s w i t ho p e r a t i n gp r o c e s so f a 2 ow a sh i g h o rt h a nt h a tw i t ht h eo t h e rp r o c e s s e s c o n t e n to f z na n dh g i ns l u d g ew i t ho p e r a t i n gp r o c e s so f u n i t a n k sw a sh i g h e rt h a nt h a tw i t ht h eo t h e rp e o c e s s e sw h i l e c o n t e n to f c u ，c d ，h ga n da si ns l u d g ew i t ho p e r a t i n gp r o c e s so fc a s sw a sl o w e rt h a nt h a tw i t ht h e o t h e rp r o c e s s e s o nt h ew h o l e ，c o n t e n to fh e a v ym e t a l si ns l u d g ew i t ho p e r m i n gp r o c e s so fc a s s w a st h el o w e s t ，m o r p h o l o g yo fh e a v ym e t a l si ns l u d g ew a sd i f f e r e n tw i t ho p e r a t i n gp r o c e s s e s ，b u t t h ed i f f e r e n c e w a ss m a 1i ng e n e r a l 。 i v 西南大学硕士学位论文a b s t r a c t i no r d e rt of i n do u td i s t r i b u t i o no fh e a v ym e t a l si np r o c e s so fw a s t e w a t e rt r c a t m n e tf u r t h e r , t r a d i t i o n a la c t i v a t e df l u d g ep r o c e s si nt a n g - j i a - q i a ow a t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n tw a sc h o s e na st h e s u b j e c ti n v e s t i g a t e d c o n t e n to fh e a v ym e t a l si ns l u d g ea n dw a s t e w a t e rw i t hd i f f e r e n tw o r k s h i p s e c t i o nw e r em o n i t o r e da n da n a l y z e dc o n t i n u o u s l ya n dt h er e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ：r e m o v a lr a t eo f e a c hh e a v ym e t a sw a sd i f f e r e n ti np r o c e s so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n t h gp o s s e s s e dt h eh i 曲e s t r e m o v a lr a t ea m o u n t i n gt o7 6 3 6 w h i l ep bs u f f e r e dt h el o w e s ta m o u n t i n gt oo n l y2 9 7 3 0 , r e m o v a le f f e c to f o t h e rh e a v ym e t a l sc o u l db es e ti nt h ef o l l o w i n go r d e ra sc u z n c r c d a s r e m o v a lr a t eo f e a c hh e a v ym e t a lw a sd i f f e r e n ti nd i f f e r e n tw o r k s h i ps e c t i o n sa n dc o n t e n to f h e a v y m e t a l sw a sd i f f e r e n ti ns l u d g ef r o md i f e r e n tw o r k s h i ps e c t i o n sc o r r e s p o n d i n g l y c u ，c ra n dc dw e r e r e m o v e dm a i t i l yi na e r a t i o nt a n ka n dt h e i rc o n t e n tw e r eh i g hi ns l u d g ef r o ma e r a t i o nt a n kr e l e v a n t l y p b ，z n ，a sa n dh gw e r er e m o v e dm a i n l yi nt h ep r i m a r ys e t t l i n gt a n ka n dt h e i rc o n t e n tw e r eh i g h e ri n s l u d g et h a nt h a tf r o ma e r a t i o nt a n k b ya n a l y s i so fn i t r i e n tc o n t e n t , t o t a la m o u n to fh e a v ym e t a l sa sw e l la st h e i rm o r p h o l o g yi n m u n i c i p a ls l u d g ew i t hd i f f e r e n to p e r a t i n gp r o c e s s e si nc h o n g q n gm u n i c i p a l i t y , i tc o u l db ec o n c l u d e d t h es l u d g ea c c o r d e dw i t hs t a n d a r do fu t i l i z a t i o no fs l u d g eo na g r i c u l t u r ei no u rc o u n t r yw i t h c o n s i d e r a t i o no f s o i le n v i r o n m e n t a lc a p a c i t ya n dc r o p sb e i n gf e r t i l i z e d k e yw o r d ：s e w a g es l u d g e n u t r i e n tm a t t e rh e a v ym e t a l se v a l u a t i o n v 独创性声明 y 9 3 7 s 3 9 学位论文题目：重基直缝立透混挂：睦厦甚塑屈塞全性壁究 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者：髑嘞而1 签字日期：沙年月星 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 西南大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。， ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：拆保密，口保密 期限至年月止) 。 学位论文作者签名：眵异伽钔 导师签名：赶磊多 签字日期：妒1 5 年莎月蓼日 签字日期：枷年6 月f 2 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位 通讯地址 电话： 邮编： 西南大学硕士学位论文 第1 章文献综述 第1 章文献综述 1 i 城市污泥的定义、产生量及其处置现状 1 1 i 城市污泥的定义 城市污泥( s e w a g es l u d g e ) 是城市污水处理厂处理污水过程中产生的固体废弃物，是污 水处理厂的必然产物。国内外学者从不同研究角度对城市污泥制定了不同的定义：其中从污 泥的组成角度将污泥定义为城市污水处理厂在净化污水时的副产物，是由有机残片、细菌菌 体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体( 曹秀芹，2 0 0 2 ) ：美国环保署从污泥的 存在状态将其定义为污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物( u s e p a 1 9 9 4 ) ： 世界水环境组织( w w o ) 按其资源化特性将城市污泥更名为“生物固体”( b i o s o l i d s ) ，其确切含 义为：“一种能够有效利用的富含有机质的城市污染产物”( u s e p a 。1 9 9 9 ) 。美国国家研究 委员会( u s n r c ) 将“生物固体”的定义重新修订为：经处理过的、符合5 0 3 号文件中土地利用 标准或其他类似标准的污泥f o s n r c ，2 0 0 2 ) 。 “生物固体”概念的提出，准确反映了绝大多数城市污水污泥具有重新利用的价值，强 调了其可资源化的特性，使其更容易被公众接受，以便更好的参与生态系统物质循环，走上 人类社会与生态系统的和谐共处与可持续发展轨道，这在一定程度上标志着人们对城市污水 污泥处理与处置观念的转变和成熟( u s e p a ，1 9 9 9 ) 。 1 2 2 污泥的产生量 城市污泥的产生量是指各种城市污水净化处理后排出的污泥量。城市生活污水生物处理 过程中污泥产生的主要环节为；格栅、沉砂池、初沉池和二沉池。前三个环节产生的污泥来 源于污水原来含有的悬浮固体，称为初沉污泥，二沉池产生的污泥则是由污水中胶体和溶解 性污染物经微生物代谢而产生，一般称二沉污泥或剩余污泥。我国目前城市污水处理厂大多 采用二级处理工艺，在其污泥产生量中，初沉污泥约占6 0 7 0 ，剩余污泥为3 0 * o - 4 0 ( 何 品晶，2 0 0 3 ) 。 目前，因为世界各国污水的处理率和处理水平相差很大对于污泥的产生量很难给出“。 个准确的数值。一般都是根据污水处理量来大体估算其产生量。一般而言城市污泥在污水处 理过程中的产生量相当于污水体积的0 3 - 0 5 ( 指含水率为9 7 的液体污泥) ，其质量比为 1 - 3 吨干污泥历吨污水，如果采用深度处理，污泥量会增加o 5 - 1 倍( 姜泳华，2 0 0 0 ) 。按这种 方法估计，全球年产生的干污泥量可高达l 亿吨。城市污泥的产生量与城市发展水平息息相 关，随着城市发展水平的进一步提升，城市污泥产最也趋于增加。目前全球污泥产量主要分 布在美国、欧洲、日本等一些发达国家，据统计，美国1 9 9 8 年污水处理厂所产生的干污泥约 为6 9 0 万吨，2 0 0 0 年约为7 1 0 万吨，到2 0 0 5 年产生的污泥达7 6 0 万吨，预计至u 2 0 1 0 年所产生的干 污泥将达到8 2 0 万吨( 李季，2 0 0 3 ；姚目0 ，2 0 0 0 ) 。 西南大学硕士学位论文 第1 章文献综述 目前我国年废水排放总量约为4 0 0 多亿吨，每年排放的干污泥约为4 0 0 万吨( 马娜，2 0 0 4 ) 。 随着我国污水处理率的不断提高，污水厂的新建和运行我国污泥的产生量将飞速增长( 李 宝贵等，2 0 0 1 ) 。在国内，城市污泥产生量最大的城市是北京，据统计，北京市区现有城市 污水处理厂四座。包括高碑店污水处理厂、北小何污水处理厂、方庄污水处理厂和酒仙桥污 水处理厂，处理能力为1 2 8 万吨，天，污泥日产生量约为7 2 0 0 吨( 含水率为9 7 ) 。根据北京市 总体规划，至2 0 1 0 年北京市城区将建设1 6 座城市污水处理厂，随之产生的城市污泥量将不断 增加( 柯建明，2 0 0 0 ) 。 1 2 城市污泥组成及性质 城市污水处理厂污泥一般由四部分物质组成： 生物( 主要是细菌) 内代谢、自身氧化的残留物， 由污水挟入的无机物质。 1 2 1 城市污泥的物理性质 具有代谢功能活性的微生物群体，徽 由原污水挟入的难降解的惰性有机物， 城市污泥的物理性质对污泥的预处理过程有明显的影响。表征污泥物理性质的常用指标 有含水( 固) 率、密度、颜色、气味等。不同类别城市污泥由于组成不同，物理性质有较大 的差异( 何晶晶，2 0 0 3 ) ，表1 1 表述了城市污水厂不同工艺环节以及不同工艺产生的污泥的 基本物理性质。 表i ，i 污水污泥的物理特性 ! 堑堕! ：! 生e ! 丛! ! ! ! 垒j ! 璺兰塑! 巫兰璺墼篷! 坠i 篷 污泥( 包括固体)特性 栅渣含水率一般为8 0 ，容重约为0 9 6l i m 3 韧沉污泥 初沉池污泥通嚣黧意蒙嚣，喜奎霎盛慧9 8 典型值 活性污泥常为褐色的絮状物如果荫色较深，表明污泥可能近于腐殖化；如果颜 活性污泥( 剩余污泥) 色较淡，表明污泥可能曝气不足运行良好的活性污泥没有特别的气味，其含水 率一般为9 9 - 9 9 5 污泥固体密度为13 5 1 4 5t m 3 ，污泥容重为i 0 0 5u 一 生物滤池污泥 生物滤池污泥带有褐色，新鲜的污泥没有令人讨厌的气味，含水率一般为 9 7 n o - 9 9 n , ，典型值为9 8 5 。污泥含固密度为1 4 5t m 污泥容重为1 0 2 5u m 3 。 茬藕荷丽面辱骚希再丽处理写利丽再甄版社2 丽r 一 一 。 城市污泥中的固体物质主要为胶质，结构复杂、与水的亲和力很强，因此污泥的含水率 很高，一般在9 6 - 9 9 ，因此，污泥的高含水率增加了污泥处理处置运输过程的难度。城市污 水厂污泥的含水率取决于污水的水质、絮凝剂的种类、其产生的处理工艺环节和工艺运行条 件等因素( j o n e s ，1 9 8 3 ) 。污泥含水率不同其存在相态不同，污泥含水率在9 0 以上时几乎 为液体，含水率在8 0 9 0 时表现为粥状物，含水率在7 0 8 0 表现为柔软状，含水率在6 0 - 7 0 时几乎为固体( 何品晶，2 0 0 3 ) 。污泥是一种混和物，固体物质包括有机物和无机物，因此， 2 西南大学硕士学位论文 第1 章文献综述 污泥的密度随其中的有机物和无机物的比例不同而变化。一般有机物的密度为1 o g ，c m 3 ，无机 物的密度为2 ，5g ，c m ) 。 1 2 2 有机质及植物养分 城市污泥中含有丰富的氪、磷、钾和有机质，不同地区城市污泥的养分含量相差很大( 李 艳霞，2 0 0 3 ) 我国城市污泥的有机质含量为2 6 2 “9 6 9 ，l c g ，总氮含量为2 5 5 1 6 e c k g ，总磷含 量为2 2 - - - 4 6 1g k g ，总钾含量为3 2 1 2 5g ag ，我国城市污泥含有较高的有机质和矿质营养， 甚至高于一般的农家肥( 猪厩肥千物质中平均含氮1 6 _ 3g & g 、磷3 0g ag ，牛厩肥中平均含氮 1 5 1g k g 、磷3 1g k g ) 。所以污泥总体而言是一种富含有机质( 但c ，n 较低，一般低于1 0 ) 、高 氮、高磷而低钾的有机肥。其养分含量高于一般的禽畜粪便，矿化速度也比农家肥迅速( s n y m a n p r 耐，1 9 9 8 ) 。 城市污泥中含有大量的铁、铝、钙、镁、硫、钠等矿质元素，这些元素虽然不是严重的 有毒、有害元素，但随污泥进入土壤系统后，长期累积对土壤圈物质循环和土壤生态系统会 产生何种影响，目前已有的研究结果很少( 乔显亮等，2 0 0 1 ) 。 国内外许多学者对城市污泥的土地利用情况进行了大量的研究，并充分肯定了污泥的土 地利用效果。城市污泥不仅可以作为土壤改良剂以改善土壤结构，提高保水性能和保肥能力， 而且可作为有机肥，使施用作物增产，其效用与农家肥相当( v o o m e b u r ge a l ，1 9 9 3 ) 。 1 2 3 重金属 城市污水中的重金属是污泥重金属的主要来源，由于城市污水处理厂废水来源复杂，其 中一部分来自工矿企业，如冶炼、化工、电镀、金属表面处理、农药、电子等，含有多种重金 属离子。不同的城市污泥重金属种类差异不大，一般都含c d 、h g 、p b 、c r 、a s 、n i 、z n 、c u 等重金属元素，但由于污水来源不同其含量差异较大( 周立样，1 9 9 4 ：盂昭福。2 0 0 4 ；刘善 江，1 9 9 9 ；王新，2 0 0 2 ：安丽，2 0 0 0 ；h a l le t a l ，1 9 9 5 ) 。 有关资料对英格兰与威尔士4 2 个污水处理厂污泥中重金属含量的统计发现，z n 含量为 7 0 0 - 4 9 0 0m 班g c u 含量为2 0 0 0 - 8 0 0 0m g k g ，c d 含量为6 0 - 1 5 0 0m g k g 、p b 含量为1 2 0 - 3 0 0 0 m g k g ( v o o m e b u r g ，1 9 9 3 ) 。陈同斌等对中国1 9 9 4 2 0 0 1 年一些城市污泥重金属的数据资料统 计发现，中国城市污泥重金属的含量变化幅度很大( 表l2 ) ，极差最高达几千m g l c g ；含量最 高的元素是z n ，均值为1 4 5 0m g k g ，其次是c u ，再次是c r ( 陈同斌等，2 0 0 3 ) 。我国污泥重 金属含量远远低于英格兰等城市污泥的重金属含量。 城市污泥中的重金属由于其易迁移、易富集、危害大等特点一直是限制污泥农业利用的 最主要因素( 鲁艳兵