我國南北方城市污泥性質(zhì)大比拼
發(fā)布時間：2016/08/25 點擊量：
對廣州市和北京市采用CASS、倒置A²/O、氧化溝工藝的三座污水處理廠的剩余污泥進行了采樣分析。結(jié)果表明：廣州市、北京市污水廠污泥有機物含量分別為45%~50%、65%~70%，北京市污泥樣品有機組成中蛋白和脂質(zhì)的比例高于廣州市污泥；北京市污泥中N、P元素的含量約為廣州市污泥的兩倍。兩城市的污水處理廠污泥性質(zhì)差異主要因為進水水質(zhì)差異引起，污泥中重金屬含量主要受工業(yè)廢水的影響。
1.材料與方法
1.1 污泥樣品采集
在廣州市和北京市各選取了采用CASS、倒置A²/O和氧化溝工藝的三座城市污水處理廠作為調(diào)查對象，以考察南北方城市不同污水處理工藝產(chǎn)生的污泥性質(zhì)的差異。各污水處理廠基本概況見表1，各廠進水水質(zhì)情況如表2所示。由表中的數(shù)據(jù)可知，對于相同的污水處理工藝，污泥齡（SRT）大致相同，但北京市污水處理廠的水力停留時間（HRT）普遍比廣州市污水處理廠的HRT長，這與北京市污水處理廠進水中的污染物濃度比廣州市污水處理廠的高有關(guān)。
1.2 分析方法
污泥總固體含量（TS）、揮發(fā)性固體（VS）、pH的測定按照標(biāo)準(zhǔn)CJT 221-2005《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥檢驗方法》測定。污泥總化學(xué)需氧量（TCOD）和溶解性化學(xué)需氧量（SCOD）的檢測參照《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）》。本文中污泥有機質(zhì)含量用VS表示。
污泥有機組成主要包括蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂類物質(zhì)，其中，蛋白質(zhì)的檢測按照標(biāo)準(zhǔn)GB 50095-2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》，碳水化合物采用蒽酮比色法測定，脂質(zhì)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的測定》。
污泥的元素分析：P元素采用HClO4-H2SO4消煮法[]，C、H、N、S、O元素采用美國PE-2400Ⅱ元素分析儀分析。As、Cr、Pb、Zn、Cd、Cu、Hg、Ni等重金屬含量參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥檢驗方法》，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）Optima 2000 DV（Perkin Elmer USA）分析。
2.結(jié)果與討論
2.1 污泥有機組成分析
6座污水處理廠二沉池剩余污泥的基本理化性質(zhì)測定結(jié)果匯總于表3，由表3可以看出，各污水處理廠的污泥基本呈中性；SCOD的濃度均很低，表明污泥中的有機質(zhì)主要以顆粒態(tài)存在。
根據(jù)對污泥中無機物與有機物組分的分析結(jié)果，經(jīng)計算確定出各類物質(zhì)在污泥中的比例關(guān)系（圖1）。可以看出，圖1中的結(jié)果與表3中各污水處理廠污泥的VS/TS是一致的。北京市污泥中有機質(zhì)含量（平均65%）比廣州市污泥中有機質(zhì)含量（平均45%）高20%。
進一步分析污泥有機質(zhì)組分及其所占比例，可以看出，蛋白質(zhì)和碳水化合物所占比例最大，脂質(zhì)和其他有機物占一定的比例。
然而，廣州市三個污水處理廠污泥有機質(zhì)中蛋白質(zhì)和碳水化合物所占比例具有一定的差異，而脂質(zhì)和其他有機物所占比例大致相同（約為10%）；北京市三個污水處理廠污泥有機質(zhì)中碳水化合物所占比例相似（約為25%），蛋白質(zhì)為55%~60%脂質(zhì)和其他有機物為15%~20%，北京市污泥中蛋白質(zhì)比例明顯高于碳水化合物。總體來看，廣州市污泥碳水化物占有機質(zhì)比例高于北京市，脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的比例則低于北京市。
2.2 元素分析
2.2.1 污泥組成元素
各污水廠污泥組成元素占TS比例的分析結(jié)果如表4所示。污泥組成元素含量最多的是C、O元素，為有機質(zhì)的主要組成元素，S元素的含量最少。
2.2.2 污泥重金屬含量
各污水處理廠污泥中主要重金屬元素測定結(jié)果如表5所示。由表5可以看出，Zn、Cu兩種金屬的含量水平明顯高于其他幾類金屬元素，大部分元素含量低于我國其他城市污泥重金屬平均值[]。廣州市污泥重金屬含量整體高于北京市污泥。主要因為其污水來源中工業(yè)廢水比例高。
3.結(jié)論
通過對北京市和廣州市三座不同處理工藝的污水廠污泥特征進行對比和分析，得到以下結(jié)論：
（1）廣州市剩余污泥有機物含量約為，45~50%，低于北京市污泥有機質(zhì)含量65~70%兩地污泥有機質(zhì)組分主要為蛋白質(zhì)和碳水化合物，占比超過80%，脂質(zhì)含量最少僅占5%左右，北京市污泥有機組成中蛋白和脂質(zhì)的比例高于廣州市，主要由于進水有機質(zhì)濃度和組成差異引起。
（2）北京市剩余污泥中N、P元素的含量約為廣州市污泥的兩倍，同時重金屬元素的含量要低于廣州市，其土地利用的營養(yǎng)價值和安全性均優(yōu)于廣州市污泥。污水成分對污泥中重金屬含量影響較大，工業(yè)廢水成分容易導(dǎo)致重金屬含量超標(biāo)，生活污水污泥重金屬含量總體上滿足土地利用要求。
（3）污泥濃縮池濃縮處理不僅能顯著提高剩余污泥濃度，提高污水處理廠污泥脫水工藝段的處理能力，同時對污泥中顆粒態(tài)有機物質(zhì)水解釋放有促進作用，有利于后續(xù)污泥有機質(zhì)資源的生物利用。
