濟(jì)源市城市污泥土地利用潛力研究

崔海燕 侯芳

摘 要：本文采集了濟(jì)源市污水處理廠污泥樣品，分析了理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量。結(jié)果表明：濟(jì)源市污泥有機(jī)質(zhì)及總氮、總磷、總鉀含量分別為：477g/kg、33.29g/kg、24.14g/kg和7.32g/kg，污泥氮、磷、鉀總養(yǎng)分達(dá)到64.75 g/kg，比豬糞高。污泥經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后土地利用潛力十分可觀。

關(guān)鍵詞：污泥;有機(jī)質(zhì);氮;磷;鉀

中圖分類號(hào)：S542 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：This paper collected sludgesamples of wastewater treatment plant in jiyuan city ， analyzed thephysical and chemical properties of sewage sludge and organic matter and nutrient contentin.The results showed that the organic matter content，total nitrogen， total phosphorus，total potassium is 477g/kg、33.29g/kg、24.14g/kg和7.32g/kg， total nitrogen， phosphorus and potassium nutrient content of64.75g/kg， higher than the pig manure.Organic fertilizer and its utilization potential of land use are very considerable.

Keywords： sewage sludge; organic matter; nitrogen; phosphorus; potassium

1 前言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，城市人口數(shù)量不斷增加，工業(yè)廢水和生活污水的排放量日益增多，城市污泥的數(shù)量也迅速增加，污泥的處置與利用方式成為全球面臨的重大環(huán)境問(wèn)題之一。如何安全有效地處置大量污泥成為非常緊迫的任務(wù)[1]。2020年7月，發(fā)改委和住建委再次發(fā)布《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》，強(qiáng)調(diào)要加快推進(jìn)污泥無(wú)害化處置和資源化利用[2]。

污泥中含有豐富的蛋白質(zhì)、腐殖酸以及植物生長(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀、多種微量元素，如Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等和有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。有機(jī)質(zhì)可以改良土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，如果將污泥合理地應(yīng)用于農(nóng)田，將是一種非常有價(jià)值的資源，其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益十分可觀[3]。相對(duì)于其它處置方式，污泥的土地利用更符合我國(guó)國(guó)情。

濟(jì)源市污水處理廠每年都有大量的污泥排出，經(jīng)脫水后大部分都以填埋的方式處理，不但對(duì)生態(tài)環(huán)境造成二次污染，造成更嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且也造成資源的浪費(fèi)，如能合理利用，不但能變廢為寶，節(jié)約資源，同時(shí)也能響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，解決污泥的出路問(wèn)題。因此本文以濟(jì)源市城市污水處理廠污泥為材料，經(jīng)過(guò)處理后測(cè)定污泥的基本理化性質(zhì)和基本營(yíng)養(yǎng)成分，為科學(xué)處置和合理利用污泥提供理論依據(jù)。

2試驗(yàn)內(nèi)容與方法

2.1試驗(yàn)材料與處理方法

為調(diào)查濟(jì)源市污水處理廠污泥的理化性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，采集了濟(jì)源市污水處理廠的脫水污泥樣品。采樣時(shí)為了使樣品具有代表性，采取了污水處理廠出口處不同部位的污泥，每個(gè)部位采取0.5kg，采用四分法，將樣品混合均勻，放入冰箱內(nèi)4℃保存，備用。同時(shí)，采取了濟(jì)源市農(nóng)村農(nóng)家肥雞糞和豬糞樣品與污泥進(jìn)行對(duì)比，樣品采取和處理方法與污泥相同。

2.2測(cè)定內(nèi)容與方法

2.2.1 污泥基本物理性質(zhì)測(cè)定方法

污泥基本物理性質(zhì)主要測(cè)定含水量、pH值和電導(dǎo)率（EC）。污泥含水量采用常壓恒溫干燥法直接測(cè)定、pH值采用酸度計(jì)測(cè)定，電導(dǎo)率（EC）值使用電導(dǎo)率儀進(jìn)行測(cè)定。

2.2.2污泥營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定及方法

污泥的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定需要進(jìn)行預(yù)處理后才能測(cè)定。污泥樣品先經(jīng)自然干燥，然后放入烘箱中101℃-105℃烘干至恒重、磨碎后過(guò)80目篩，測(cè)定樣品中有機(jī)質(zhì)、總氮、速效氮、總磷、速效磷和總鉀含量，同時(shí)與農(nóng)家肥比較。

（1）有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定

有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定。在外加熱的條件下，用一定濃度的重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化污泥樣品中有機(jī)質(zhì)，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵滴定，根據(jù)消耗的硫酸亞鐵的體積，計(jì)算有機(jī)碳含量，再乘以有機(jī)質(zhì)換算系數(shù)計(jì)算有機(jī)質(zhì)含量。

（2）總氮含量測(cè)定

采用硫酸-催化劑消化-水蒸氣蒸餾法[6]。將樣品與濃硫酸-催化劑一同高溫消化，使樣品中的各種含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氨并與硫酸合成硫酸銨，堿化后水蒸氣蒸餾，用硼酸吸收，以標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液滴定，計(jì)算出樣品中的全氮含量。

（3）速效氮含量測(cè)定

速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法[6]。用1mol/L的氫氧化鈉水解樣品中的有效氮，堿解后轉(zhuǎn)化為氨氣被硼酸吸收，再以標(biāo)準(zhǔn)酸滴定計(jì)算樣品中速效氮含量。

（4）總磷含量測(cè)定采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法

（5）速效磷含量測(cè)定采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法[7];

（6）總鉀含量測(cè)定采用NaOH熔融-火焰光度法[7].

3 結(jié)果與分析

3.1 基本理化性質(zhì)

采集濟(jì)源市污水處理廠脫水污泥處理后經(jīng)過(guò)測(cè)定，污泥的含水量、pH值和電導(dǎo)率分別為83.34%、6.97和0.598mS/cm（見(jiàn)表1），根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(zhì)》（GB/T 24600-2009）中污泥含水率小于65%、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》（GB/T 23486-2009）中污泥含水率小于40%、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置林地用泥質(zhì)》（CJT 362-2011）及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》（CJT309-2009）中污泥含水率小于60%的要求，濟(jì)源市地市的污泥含水率不符合標(biāo)準(zhǔn)，需對(duì)其進(jìn)行脫水無(wú)害化處理，降低其含水率后才能進(jìn)行土地利用。pH值和電導(dǎo)率均滿足我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥土地利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污泥pH和電導(dǎo)率的要求。與當(dāng)?shù)氐碾u糞和豬糞相比，污泥的pH值相近，電導(dǎo)率相對(duì)較低。作為肥料使用時(shí)不會(huì)影響土壤的酸度，電導(dǎo)率低說(shuō)明污泥中可溶性礦物質(zhì)含量少，可能在脫水處理過(guò)程中一些可溶性礦物質(zhì)被帶走。