我國南北方城市污泥性質大比拼
發布時間：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差異主要因為進水水質差異引起，污泥中重金屬含量主要受工業廢水的影響。
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查對象，以考察南北方城市不同污水處理工藝產生的污泥性質的差異。各污水處理廠基本概況見表1，各廠進水水質情況如表2所示。由表中的數據可知，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。
1.2 分析方法
污泥總固體含量（TS）、揮發性固體（VS）、pH的測定按照標準CJT 221-2005《城鎮污水處理廠污泥檢驗方法》測定。污泥總化學需氧量（TCOD）和溶解性化學需氧量（SCOD）的檢測參照《水和廢水監測分析方法（第四版）》。本文中污泥有機質含量用VS表示。
污泥有機組成主要包括蛋白質、碳水化合物和脂類物質，其中，蛋白質的檢測按照標準GB 50095-2010《食品中蛋白質的測定》，碳水化合物采用蒽酮比色法測定，脂質按照標準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《城鎮污水處理廠污泥檢驗方法》，采用電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES）Optima 2000 DV（Perkin Elmer USA）分析。
2.結果與討論
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測定結果匯總于表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主要以顆粒態存在。
根據對污泥中無機物與有機物組分的分析結果，經計算確定出各類物質在污泥中的比例關系（圖1）。可以看出，圖1中的結果與表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含量（平均65%）比廣州市污泥中有機質含量（平均45%）高20%。
進一步分析污泥有機質組分及其所占比例，可以看出，蛋白質和碳水化合物所占比例最大，脂質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中蛋白質和碳水化合物所占比例具有一定的差異，而脂質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中碳水化合物所占比例相似（約為25%），蛋白質為55%~60%脂質和其他有機物為15%~20%，北京市污泥中蛋白質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比例高于北京市，脂質和蛋白質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廢水比例高。
3.結論
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含量65~70%兩地污泥有機質組分主要為蛋白質和碳水化合物，占比超過80%，脂質含量最少僅占5%左右，北京市污泥有機組成中蛋白和脂質的比例高于廣州市，主要由于進水有機質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，其土地利用的營養價值和安全性均優于廣州市污泥。污水成分對污泥中重金屬含量影響較大，工業廢水成分容易導致重金屬含量超標，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有機物質水解釋放有促進作用，有利于后續污泥有機質資源的生物利用。
