填埋场污泥基本特性分析

[摘要]：通过对填埋场污泥的基本特性进行分析，初步判断污泥的可农用性及资源化再利用条件。对于国内污泥的污染问题提供了更为可靠的基础实验数据和科学的理论分析。结果表明，污泥含水率均值为48.02 %，养分含量较少，该填埋场污泥可能达不到农用的要求，需要将其进行改良处理后才有可能被应用到农业中。

[关键词]：填埋场污泥；有机质；燃烧热值；农用可行性

[引言]：污泥中含有多种能够促进植物生长的营养物质和微量元素，同时也含有可改善土壤性质和生物学特性的多种有机质及腐殖质。相关研究表明，我国污泥的有机质平均含量为38.4 %，有机质含量超过土壤高肥力指标（有机质量≥1.7 %），营养成分含量也高于一般农家肥[1]。污水的来源、处理工艺、城市居民的生活水平和饮食的结构不同等导致城市污泥的养分含量有所差别，同一城市的不同污水处理厂污泥有机质和养分含量也不同[2，3]。目前，国内外对于污泥的处置其中就包括污泥的热化学处理法，此方法的特点在于无害化彻底、处理迅速、占地相对较少，并且能将处置后的污泥进行资源化回收利用，是一种很有发展前景的污泥处置方式[4]。城市污泥需要一种处置量大、环境安全和经济可行的处置方式，事实证明，污泥农用正是一种具有广阔前景的处置方式。

1材料与方法

1.1污泥来源与样品预处理

本研究中污泥样品的采集来源于上海某生活垃圾填埋场，目前填埋场的污泥主要来源于上海某污水处理厂。确定固定区域的采样点位，对于垃圾填埋场填埋后的污泥进行每周2次的取样，连续进行半年的污泥采样检测分析，共采集到46个污泥样品。

样品预处理：将污泥置于105 ℃烘箱中经过6～8 h干燥，取干燥后的污泥样品进行研磨，过0.25 mm筛后在干燥器中保存待用。

1.2含水率测定

准确称取干燥前样品的质量m1，干燥后样品质量为m2，则样品含水率为：

1.3有机碳（TOC）测定

称取干燥沉积物样品1.0 g，均匀平铺于陶瓷方舟内。加约1 mL 1 mol/L 的稀盐酸排除无机碳直至没有气泡产生， 将加盐酸的样品置于60 oC烘箱干燥4 h。采用multi N/C 2100联用固体模块测定样品中TOC 含量。

1.4污泥燃烧热值测定

本研究中污泥的热值采用的是氧弹热量法测定。称取1.0 g样品放于金属容器中部，缠绕好点火丝，置于已加入10 mL去离子水的氧弹中，充入氧气，压力设定为2.8 MPa，点火热126 J。

2结果与分析

2.1 含水率

对采取的46个污泥样品进行含水率的测定分析，结果如图1所示：

图1 污泥样品含水率分布

从图中可以看出污泥样品的含水率都在30～60 %之间，平均含水率为48.02 %。

2.2 有机质（TOC）含量

本研究中对于污泥样品的有机质（TOC）含量测定分析，结果如图2所示：

图2污泥有机质（TOC）含量频度分布

从图中可以看出，污泥中有机质（TOC）的含量基本上符合正态分布的特征，污泥样品的TOC含量主要分布在16～22 %之间，TOC的算术平均值为18.33 %，即污泥的平均有机质含量为183.3 g/kg。

2.3 污泥燃烧热值

污泥热值能够对污泥的物理特性进行定量的描述。为了确定填埋场污泥的热值特性，将采样的46个污泥样品进行燃烧热值分析，如图3所示：

图3污泥燃烧热值分布

从图3中可以看出，污泥的热值分布在10000～15000 J/g，主要在13000 J/g到14000 J/g之间，样品热值的最小值为11031.82 J/g，最大值为15321.89 J/g，污泥样品的平均值为13466.07 J/g。

3 结论

（1） 污泥含水率均值为48.02 %，低于国家城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准（CJ/T309-2009）中污泥农用含水率60 %的最高限值。

（2） 污泥有机质含量比污泥农用国家标准（CJ/T 309-2009）中有机质200 g/kg的最低要求稍低些，该污泥养分含量较少，因此，仅从有机质分析含量来看，该填埋场污泥可能达不到农用的要求，需要将其进行改良处理后才有可能被应用到农业中。

（3） 污泥中含有大量的有机质，其燃烧能放出很高的热量，可以使污泥在燃烧过程中无需添加或少添加辅助燃料，能够保证污泥中耐热降解的有机物基本分解，从而使污泥的热能得到充分利用。

参考文献

[1] 王硕， 鲍建国， 刘成林. 城市污泥特性研究与园林绿化利用前景分析[J]. 环境科学与技术， 2010， 33（6）： 238-241.

[2] Paulsrud B， Terje Nedland K. Strategy for land application of sewage sludge in Norway[J]. Water science and technology， 1997， 36（11）： 283-290.

[3] Baveye P， McBride M B， Bouldin D， et al. Mass balance and distribution of sludge-borne trace elements in a silt loam soil following long-term applications of sewage sludge[J]. Science of the total environment， 1999， 227（1）： 13-28.

[4] Werther J， Ogada T. Sewage sludge combustion[J]. Progress in energy and combustion science， 1999， 25（1）： 55-116.

作者簡介： 姓名：储杰（1987～）；性别 ：男； 籍贯：安徽阜阳人； 现有职称：助理工程师； 学历：硕士研究生；单位：上海友联竹园第一污水处理投资发展有限公司；主要研究方向：市政污水、污泥处理及资源化，