造纸污泥与市政污泥混合处理可行性研究

程伟娜 李光明 马红磊

(濮阳市环境监测站，河南濮阳，457000)

造纸污泥是制浆造纸工业生产的副产物，其产生量一般是同等水处理规模市政污水处理厂的5～10倍[1]。造纸污泥中除了含有大量的细小纤维外，还含有丰富的有机质、N、P、K等养分以及中微量元素[2]，是一种质优价廉的有机肥料资源，但它同时又含有多种病原菌，易腐败发臭[3]。由于造纸污泥成分复杂，含水率高，堆放占据大量空间[4]，垃圾填埋场不愿接收，污泥被随意弃置、倾倒现象时有发生，如不对造纸污泥进行妥善处理，将会造成二次污染[5]。目前市政污泥处理的严峻形势已经得到各级政府的高度重视，住建部、环保部、科技部联合颁布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》，各地也已纷纷上马市政污泥处理项目，但对于造纸污泥的处理尚未出台办法。

濮阳市龙丰纸业有限公司(以下简称龙丰纸业)林浆纸一体化项目采用P-RC APMP制浆生产工艺，采用100%杨树枝桠材作为制浆原料，制浆生产线排放废水量为4500 m3/d，CODCr、BOD5、SS污染负荷分别为175 kg/t、72.5 kg/t、15 kg/t。该公司配套建设2 万m3/d废水处理系统，污泥产生量约为20 t/d(含水率70%左右)，污泥经带式压滤机脱水后，最初作为有机肥料送往该公司自营林，但随着林地承载能力的下降，现在污泥处理问题亟待解决。

本实验以龙丰纸业造纸污泥及市辖区3座污水处理厂的市政污泥为研究对象，重点研究了污泥的理化性状及重金属形态的分布特征，同时探讨并评估了其潜在的生态风险，旨在为造纸污泥与市政污泥混合处理的可行性提供合理的科学依据。

1 实 验

1.1污泥样品的采集与制备

本实验所用污泥取自龙丰纸业及市辖区3座污水处理厂，污泥样品采集、制备均严格按照相关技术规范。污泥产生及处理处置情况见表1。

表1 污泥产生、处理处置基本情况

表2 污泥泥质分析结果

注 *控制标准参照GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的污泥农用标准。

1.2污泥样品的分析方法

污泥样品中各检测项目采用文献[6]及CJ/T 221—2005城市污水处理厂污泥检验方法[7]进行测定；重金属元素形态分布则采用欧共体参考物质署提出的三步连续分级提取法[8](即BCR法)测定。

2 结果与讨论

2.1污泥泥质分析

污泥的泥质分析结果见表2。由表2可知，污泥pH值均呈中性，使用带式压滤法脱水的市污水厂、清丰县污水厂污泥及龙丰纸业造纸污泥含水率均较高。

造纸污泥有机质含量介于市级和县级市政污泥之间，高于猪厩肥和农用有机肥标准，总氮含量与猪厩肥持平，总磷和总钾含量较低，重金属含量均低于农用有机肥和污泥农用控制标准限值，且造纸污泥重金属含量明显低于市政污泥，所以造纸污泥具有良好的资源化利用价值，是一种很好的有机肥料资源。

2.2污泥重金属形态分布

污泥中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg在不同污泥中形态的分布占比见图1～图4。

图1 濮阳市污水厂污泥中各金属形态分布

图2 濮阳县污水厂污泥中各金属形态分布

图3 清丰县污水厂污泥中各金属形态分布

图4 龙丰纸业造纸污泥中各金属形态分布

由图1～图4可知，同一重金属在不同污泥中形态分布不尽相同，不同重金属在同一污泥中的形态分布差别也很大。造纸污泥中重金属在酸可交换态和易还原态(不稳定态)的含量普遍低于市政污泥，其重金属迁移性和环境污染效应要低于市政污泥；造纸污泥和市政污泥中Cu、Pb、Cd、Cr、As、Hg均主要以可氧化态和残渣态即稳定态存在，Zn和Ni在酸可提取态和易还原态即不稳定态的含量则相对较高。

2.3污泥潜在生态风险评价

本研究以Hakanson重金属潜在生态风险指数

法[11]对沉积物(污泥)中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg 8种重金属进行了潜在生态风险的评价，其计算方法见公式(1)。

(1)

表3 重金属潜在生态风险等级的划分标准

表4 污泥的重金属单项潜在生态危害系数与其风险程度

3 结 论

本研究以濮阳市龙丰纸业造纸污泥及市辖区3座污水处理厂市政污泥作为研究对象，对造纸污泥和市政污泥的泥质进行了比对分析，对其潜在生态风险进行了评价。

3.1造纸污泥有机质含量介于市级和县级市政污泥之间，高于猪厩肥和农用有机肥标准，总氮含量和猪厩肥持平，重金属含量均低于农用有机肥和污泥农用控制标准限值，且造纸污泥重金属含量明显低于市政污泥，具有很好的资源化利用价值，造纸污泥总磷和总钾含量较低，在后期处理过程中可有针对性增加这两种元素的含量。

3.2造纸污泥中各重金属在不稳定态的含量普遍低于市政污泥，其重金属迁移性和环境污染效应要低于市政污泥。造纸污泥和市政污泥中Cu、Pb、Cd、Cr、As、Hg均主要以稳定态存在，Zn、Ni不稳定态含量则相对较高。

3.3潜在生态危害指数法评价结果表明，造纸污泥中重金属均为低度风险，重金属单项潜在生态危害系数明显低于市政污泥；污泥重金属潜在生态风险均属轻微风险，造纸污泥潜在生态风险危害指数亦低于市政污泥。

3.4污泥泥质分析结果表明，造纸污泥有机质含量高，重金属含量低且形态稳定，潜在生态风险低，同市政污泥泥质相仿，某些方面甚至优于市政污泥，是一种良好的有机肥料资源，可以与市政污泥一起混合处理。