石河子城市污泥基本性質研究及資源利用探討

徐鳳安小麗

（1石河子大學水利建筑工程學院 新疆石河子 832003 2石河子澤眾水務集團 新疆石河子 832000）

石河子城市污泥基本性質研究及資源利用探討

徐鳳1安小麗2

（1石河子大學水利建筑工程學院 新疆石河子 832003 2石河子澤眾水務集團 新疆石河子 832000）

以石河子城市污泥為研究對象，對污泥基本性能參數進行測定。通過與《有機肥料》（NY 525-2002）的技術指標、《城鎮污水處理廠污泥處置》等標準對照，得出該污泥是一種養分含量高的有機肥，具有園林綠化、土地改良用泥質的潛質，僅能作為施用于除糧食、蔬菜以外的作物的農用泥質，但不能作為林地用泥的結論。

城市污泥；理化性質；養分含量；金屬元素；資源利用

城市污泥是指城市污水處理廠處理過程中產生的固態、半固態及液態廢棄物，不包括柵渣、浮渣和沉砂[1]。其含大量的水分外，還含有豐富的氮、磷、鉀等營養元素及有機質及植物生長所需的微量元素和大量比重超過4.5 g·cm的毒性大、潛伏期長和能沿食物鏈富集的金屬元素[2]。截至2011年3月底，全國各市、縣累計建成城鎮污水處理廠2996座，處理能力達到1.33×10m8·d-1。城市污泥是污水處理的必然副產物，如此大量的城市污泥已經成為我國面臨的主要環境問題[3]。因此，分析研究城市污泥的理化性質、營養成分、重金屬種類及含量是科學合理進行污泥處置與資源化、無害化的前提條件。

項目以石河子城市污泥為研究對象，對污泥理化、營養成分、重金屬種類及含量進行研究，為污泥資源化利用提供基礎數據，為石河子城市污泥利用奠定基礎。

1 石河子污水處理廠概況

石河子污水處理廠位于石河子市北泉鎮湖中村西側，總建設規模為20×104m3/d，其中一期工程處理量為10×104m3/d于2005年建成投運，是石河子目前運行的唯一一座污水處理廠。主要處理來自石河子市的生活污水以及工業廢水。其中生活污水與工業廢水的比例約為3:7，工業廢水所占比例較大，但其水質仍屬有機型污水。該污水處理廠采用BIOLAK處理工藝，處理后水質達到《污水綜合排入標準》(GB8978-96)中規定的城市污水處理廠二級排放標準。污水處理中產生的污泥經脫水后外運。石河子污水處理廠處理工藝流程如圖1所示。

圖1 石河子污水處理廠工藝流程

除石河子市污水處理廠外，目前，石河子市區還有北工業區污水處理廠和化工新材料產業園污水處理廠兩座在建污水處理廠。因此，本課題研究對象石河子城市污泥僅為石河子污水處理廠的污泥。

2 材料和方法

2.1 材料

污泥來源：石河子污水處理廠脫水污泥，棕褐色，土腥味。

試驗污泥處理及保存：將石河子污水處理廠脫水污泥，自然風干后，用研缽磨碎，過2 mm篩，于棕褐色瓶中密閉，4℃保存。待測。

實驗方法：本實驗中所測污泥性質參數均參照《城市污水廠污泥檢驗方法》（CJ/T221-2005）進行測定[4、5]。

在實驗過程中，為提高實驗數據的精確性，增強可靠度，試驗的每個樣品設置3個平行樣,結果以平均值表示。

3 結果與分析

根據《城市污水廠污泥檢驗方法》（CJ/T221-2005），對石河子污水處理廠脫水污泥基本性質測定的結果如表1所示。

表1 石河子城市污泥基本性質

由表1可知，石河子污水廠脫水污泥自然風干后，具有一定的含水率，pH呈中性偏弱堿性。有機質含量高，總磷含量高于總氮、總鉀含量。污泥中含有植物生長需要的微量元素鉀、鐵、鋅、銅、鈣，同時還含具有一定毒性的一般重金屬元素銅、鋅和毒性顯著的重金屬鉛、鉻、鎘，主要與石河子污水廠進水水質中工業廢水所占比例較大有關。

根據石河子污水廠污泥基本性質參數，將其與《有機肥料》（NY 525-2002）[6]的技術指標、《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（CJ248-2007）[7]指標、《城鎮污水處理廠污泥處置林地用泥質》（CJ/T 362-2011）[8]指標、《城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質》（CJ/T 291-2008）[9]指標、《城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質》（CJ/T 309-2009）[10]指標對照，探討該污泥資源利用途徑，對照結果見表2、3、4、5、6。

表2 石河子城市污泥基本性質參數與《有機肥料》技（NY-525-2002）術指標對照表

從表2可以看出，石河子城市污泥的有機質含量37.26%比

《有機肥料》（NY 525-2002）技術指標中的有機質含量最低限值30%高，總養分4.87%也比有機肥指標中不低于4%的限值高，水分含量及酸堿度均符合《有機肥料》（NY 525-2002）技術指標的要求。因此，與《有機肥料》（NY 525-2002）技術指標對照，可得出結論，石河子城市污泥從基本性質參數上滿足有機肥料的要求，具有作為有機肥料的潛質。

表3 石河子城市污泥基本性質參數與《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（CJ 248-2007）指標對照表

由表3數據可知，石河子城市污泥理化性質、養分指標和金屬元污染濃度限值均滿足《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（CJ248-2007）的要求，因此，該污泥具有作為園林綠化用的潛質。

表4 石河子城市污泥基本性質參數與《城鎮污水處理廠污泥處置林地用泥質》（CJ/T 362-2011）指標對照表

由表4數據可知，石河子城市污泥理化性質、金屬元污染濃度限值均滿足《城鎮污水處理廠污泥處置林地用泥質》（CJ/T 362-2011）的要求，但是養分指標中總養分含量4.87%遠遠低于標準中不低于25%的指標，因此，石河子城市污泥不能作為林地用泥。

表5 石河子城市污泥基本性質參數與《城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質》（CJ/T 291-2008）指標對照表

由表5數據可知，石河子城市污泥理化性質、養分指標和金屬元污染濃度限值均滿足《城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質》（CJ/T 291-2008）的要求，因此，該污泥具有作為土地改良用泥質的潛質。

表6 石河子城市污泥性質參數與《城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質》（CJ/T 309-2009）指標對照表

A.級污泥：適用于所有作物的生長;

B.級污泥:適用于除糧食和蔬菜以外作物的生長

由表6數據可知，石河子城市污泥理化性質滿足《城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質》（CJ/T 309-2009）的要求，但是養分指標均不滿足標準中的最低要求，如總養分含量4.87%、有機質含量37.26%遠遠低于標準中不低于30%、200%的指標，同時，毒性顯著的重金屬元素鎘（Cd）含量3.15mg/Kg超過A級污泥不超過3mg/Kg標準限值，但滿足B級污泥不超過15mg/Kg的要求。因此，按照《城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質》（CJ/T 309-2009）標準中A級污泥和B級污泥的施用場所可知，石河子城市污泥可以施用于除糧食、蔬菜作物以外的作物。

4 結語

綜上，石河子城市污泥理化性質、養分指標均符合《中華人民共和國農業行業標準》中《有機肥料》（NY-525-2002），可以作為有機肥料的利用價值。生物淋濾法、植物修復法和電動力修復是目前研究的重點[11]。同時，污泥理化性質、養分含量、金屬污染物濃度限值符合《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（CJ 248-2007）、《城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質》（CJ/T 291-2008）的基本要求，具有作為園林綠化、土地改良用泥質的潛質。但是，石河子污水廠污泥總養分含量遠遠低于《城鎮污水處理廠污泥處置林地用泥質》（CJ/T 362-2011）標準中的要求，不能作為林地用泥。毒性顯著的重金屬元素鎘（Cd）含量超過《城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質》（CJ/T 309-2009）標準中A級污泥標準限值但符合B級污泥標準限值，因此，僅能施用于B級污泥施用場所。因此，石河子城市污泥可資利用前景可觀，是一種養分含量高的有機肥，具有園林綠化、土地改良用泥質的潛質，僅能作為施用于除糧食、蔬菜作物以外的作物的農用泥質，但不能作為林地用泥。

[1]馬培東,王里奧,黃傳,等.改性污泥用作垃圾填埋場日覆蓋材料的研究[J].中國給水排水,2007,23(23):38-42.

[2]涂劍成，趙慶良等.東北地區城市污水處理廠污泥中重金屬的形態分布及其潛在生態風險評價 [J].環境科學學報，2012，3（32）：689-695.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部．2011關于全國城鎮污水處理設施2011年第一季度建設和運行情況的通報[OL]．2011—07-1 8，http：／／www．mohurd．gov．ell.

[4]CJ/T221-2005.城市污水處理廠污泥檢測方法[S].北京:中國標

準出版社,2005:5.

[5]國家環境保護總局.水和廢水監測分析方法編委會編,水和廢水監測分析方法（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社,2002:52.

[6]NY 525-2002.有機肥料[S].北京:中國標準出版社,2002:8.

[7]CJ248-2007.城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質[S].北京:中國標準出版社,2007:3.

[8]CJ/T 362-2011.城鎮污水處理廠污泥處置林地用泥質[S].北京:中國標準出版社,2011:2.

[9]CJ/T 291-2008.城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質[S].北京:中國標準出版社,2008:8.

[10]CJ/T 309-2009.城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質[S].北京:中國標準出版社,2009:4.

[11]況群,朱玉斌.城市污泥中重金屬去除方法探析[J].資源節約與環保,2013,(01):73-74.

石河子大學2013年度3152青年骨干教師，項目編號3152SJXY02040。

石河子大學水利建筑工程學院科學研究基金項目：城市污泥中重金屬測定研究。

徐鳳(1980-)，女，漢族，河南許昌人，碩士，講師。研究方向：水處理及污泥資源化研究。