济源市城市污泥土地利用潜力研究

崔海燕 侯芳

摘 要：本文采集了济源市污水处理厂污泥样品，分析了理化性质和养分含量。结果表明：济源市污泥有机质及总氮、总磷、总钾含量分别为：477g/kg、33.29g/kg、24.14g/kg和7.32g/kg，污泥氮、磷、钾总养分达到64.75 g/kg，比猪粪高。污泥经过无害化处理后土地利用潜力十分可观。

关键词：污泥;有机质;氮;磷;钾

中图分类号：S542             文献标识码：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

随着现代工业的迅速发展，城市人口数量不断增加，工业废水和生活污水的排放量日益增多，城市污泥的数量也迅速增加，污泥的处置与利用方式成为全球面临的重大环境问题之一。如何安全有效地处置大量污泥成为非常紧迫的任务[1]。2020年7月，发改委和住建委再次发布《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》，强调要加快推进污泥无害化处置和资源化利用[2]。

污泥中含有丰富的蛋白质、腐殖酸以及植物生长所必需的氮、磷、钾、多种微量元素，如Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等和有机质等营养物质。有机质可以改良土壤结构，增强土壤肥力，促进农作物的生长。我国是一个农业大国，如果将污泥合理地应用于农田，将是一种非常有价值的资源，其经济和环境效益十分可观[3]。相对于其它处置方式，污泥的土地利用更符合我国国情。

济源市污水处理厂每年都有大量的污泥排出，经脱水后大部分都以填埋的方式处理，不但对生态环境造成二次污染，造成更严重的环境污染，而且也造成资源的浪费，如能合理利用，不但能变废为宝，节约资源，同时也能响应国家号召，解决污泥的出路问题。因此本文以济源市城市污水处理厂污泥为材料，经过处理后测定污泥的基本理化性质和基本营养成分，为科学处置和合理利用污泥提供理论依据。

2试验内容与方法

2.1试验材料与处理方法

为调查济源市污水处理厂污泥的理化性质和营养物质含量，采集了济源市污水处理厂的脱水污泥样品。采样时为了使样品具有代表性，采取了污水处理厂出口处不同部位的污泥，每个部位采取0.5kg，采用四分法，将样品混合均匀，放入冰箱内4℃保存，备用。同时，采取了济源市农村农家肥鸡粪和猪粪样品与污泥进行对比，样品采取和处理方法与污泥相同。

2.2测定内容与方法

2.2.1 污泥基本物理性质测定方法

污泥基本物理性质主要测定含水量、pH值和电导率（EC）。污泥含水量采用常压恒温干燥法直接测定、pH值采用酸度计测定，电导率（EC）值使用电导率仪进行测定。

2.2.2污泥营养成分测定及方法

污泥的营养成分测定需要进行预处理后才能测定。污泥样品先经自然干燥，然后放入烘箱中101℃-105℃烘干至恒重、磨碎后过80目筛，测定样品中有机质、总氮、速效氮、总磷、速效磷和总钾含量，同时与农家肥比较。

（1）有机质含量测定

有机质含量测定采用重铬酸钾容量法测定。在外加热的条件下，用一定浓度的重铬酸钾-硫酸溶液氧化污泥样品中有机质，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁滴定，根据消耗的硫酸亚铁的体积，计算有机碳含量，再乘以有机质换算系数计算有机质含量。

（2）总氮含量测定

采用硫酸-催化剂消化-水蒸气蒸馏法[6]。将样品与浓硫酸-催化剂一同高温消化，使样品中的各种含氮有机物转化为氨并与硫酸合成硫酸铵，碱化后水蒸气蒸馏，用硼酸吸收，以标准硫酸溶液滴定，计算出样品中的全氮含量。

（3）速效氮含量测定

速效氮含量采用碱解扩散法[6]。用1mol/L的氢氧化钠水解样品中的有效氮，碱解后转化为氨气被硼酸吸收，再以标准酸滴定计算样品中速效氮含量。

（4）总磷含量测定采用NaOH熔融-钼锑抗比色法

（5）速效磷含量测定采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法[7];

（6）总钾含量测定采用NaOH熔融-火焰光度法[7].

3 结果与分析

3.1 基本理化性质

采集济源市污水处理厂脱水污泥处理后经过测定，污泥的含水量、pH值和電导率分别为83.34%、6.97和0.598mS/cm（见表1），根据《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》（GB/T 24600-2009）中污泥含水率小于65%、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（GB/T 23486-2009）中污泥含水率小于40%、《城镇污水处理厂污泥处置林地用泥质》（CJT 362-2011）及《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJT309-2009）中污泥含水率小于60%的要求，济源市地市的污泥含水率不符合标准，需对其进行脱水无害化处理，降低其含水率后才能进行土地利用。pH值和电导率均满足我国城镇污水处理厂污泥土地利用的相关标准对污泥pH和电导率的要求。与当地的鸡粪和猪粪相比，污泥的pH值相近，电导率相对较低。作为肥料使用时不会影响土壤的酸度，电导率低说明污泥中可溶性矿物质含量少，可能在脱水处理过程中一些可溶性矿物质被带走。