城市污水处理厂污泥特征分析_杨翠

采用热重－差示扫描量热法 TG-DSC 对 3 座污水 处理厂出厂污泥（干）的燃烧热值进行了测定，结果如 表 8 所示。
表 8 出厂污泥的燃烧热值
kJ/kg
样品批次
1 2 3 平均值
龙厂
2 566 2 503 5 169 3 413
南厂
2 378 2 010 5 610 3 333
沙厂
2 150 1 851 4 019 2 673
环境保护工程
Environmental Protection Engineering
城市污水处理厂污泥特征分析
杨 翠 1，鲁 群 1，李 秀 2
（1. 华中科技大学 文华学院城建学部， 湖北 武汉 430074； 2. 武汉职业技术学院， 湖北 武汉 430074）
摘 要：以位于武汉市的龙王嘴污水处理厂、南太子湖污水处理厂和沙湖污水处理厂的出厂污泥作为研究对象，对出厂
溶于水而沉淀下来的氮化合物；二级传统活性污泥法 处理工艺中，氮是微生物保持正常的生理功能（即细 胞合成）所必需的元素，存在于剩余污泥中，因此污泥 中氮的含量较高；而二级氧化沟处理工艺中，通过硝 化菌和反硝化菌进行的硝化和反硝化反应，可有效脱 除污水中的氮，因此剩余污泥中氮的含量相对较低。 另 外，沙厂所处理的污水中生活污水所占比例较大，污水 中氮的含量较高，这也是沙厂出厂污泥中氮的含量高 于南厂的原因之一。 2. 5 总磷
由于 3 座污水处理厂的处理工艺不同，因此污泥 中氮的来源也不同。 一级处理工艺中，污泥中的氮仅来 自于以有机体（如动物蛋白、植物蛋白等）形式存在、不
从表 5 可以看出，各污水处理厂出厂污泥中总磷 的含量介于 0.33 ％～2.13 ％之间，差距比较明显。南厂 出厂污泥中总磷的含量最高，其平均值是沙厂的 2.4 倍， 是龙厂的 4.4 倍。
１１９
环境保护工程
Environmental Protection Engineering
表 6 出厂污泥中钾的含量
样品批次
龙厂
南厂
1
1.52
2.07
2
1.69
1.78
3
1.68
1.59
平均值
1.63
1.81
％
沙厂 2.03 1.90 1.77 1.90
在的，钾的含量受地域分布、水文地质、土壤状况影响 较大，因此不同城市或地区的污泥中钾的含量差别较
水比例大的污水处理厂产生的污泥中重金属含量高。 6）出厂污泥具有较高的燃烧热值，具备焚烧处置
的条件。 由于城市污水处理厂出厂污泥的成分复杂，不同
时段污泥的特征也会有所变化，因此，适当扩大对污泥 特征的研究范围，比如污泥的抗压强度、脱水性能等， 并对污泥的特征进行长期的实验与分析，熟悉污泥特 征的变化规律，才能更好地对污泥进行合理的处置，减 少其对环境造成的污染，实现无害化、资源化的污泥 处置目标。
平均含水率要低于采用二级处理工艺产生的污泥。 2）污泥的 pH 值比较稳定，保持在 6.5～7.0 之间。 3）出厂污泥中 CODCr 的平均值比较接近。 4）二级氧化沟 处理工艺具 有明显 的 脱 氮 除 磷能力 ；
污泥中氮、磷、钾的含量较高，具备农用处置的条件。 5）污水成分对污泥中重金属含量影响较大，工业废
研究期间，对每座污水处理厂的出厂污泥各进行 了 3 次取样，每次取样质量不小于 1 kg；同时，对同一 时段脱水污泥的压滤液也进行了取样， 每次取样约 500 mL，并及时对所取样品进行了分析。 分析项目如下： 含水率、pH 值、有机质、总氮、总磷、钾、重金属、燃烧热 值。 为便于表述，以下将龙王嘴污水处理厂简称为龙厂， 南太子湖污水处理厂简称为南厂，沙湖污水处理厂简
污泥的特征进行了分析，分析项目包括：含水率、pH 值、有机质、总氮、总磷、钾、重金属、燃烧热值。 根据污泥的特征，提出
污泥采用农用、卫生填埋、焚烧等方式进行处置的可行性。
关键词：城市污水处理厂；污泥特征；污泥处置
中图分类号： X 705
文献标志码： B
文 章 编 号 ：1009-7767 （2014）01-0118-03
203
10.3
460 13 933 123
沙厂
镉
铜
7.9
190
3.8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
190
4.3
140
5.3
173
mg/kg
锌 2 000 3 400 1 500 2 300
从表 7 可以看出，南厂出厂污泥中铅、镉、锌的含 量明显高于龙厂和沙厂，这是由于南厂位于汉阳沌口 开发区，服务区域内金属加工、制造企业较多，污水中 工业废水比例大；龙厂服务区域包含关南工业园区，污 水中含有一定量的工业废水，但比例不大；而沙厂服 务区域内工业企业很少，污水中生活污水比例大。 龙厂 出厂污泥中铜的含量明显高于其他 2 厂，这可能是由 于关南工业园区内包含与铜有关的企业。 南厂第 3 批 次样品中锌的含量达到了 25 800 mg/kg，很可能是锌排 放严重超标所致。 2. 8 燃烧热值
从表 8 可以看出，各污水处理厂出厂污泥的燃烧 热值都比较高，最高值达到了 5 610 kJ/kg，龙厂的平均 值最高，南厂次之，沙厂最低。 由于污泥中含有大量的 有机物，其燃烧能放出大量的热量，因此污泥可以采 用焚烧处置方式。 3 结论
通过对 3 座污水处理厂出厂污泥的特征进行对
比和分析，得到以下结论： 1）采用一级处理工艺进行污水处理，产生的污泥
从表 1 可以看出，各污水处理厂出厂污泥的含水 率在 66.29 ％～80.53 ％之间，龙厂出厂污泥的含水率明 显低于另外 2 座污水处理厂；南厂和沙厂出厂污泥的 含水率保持在 80 ％左右，比较稳定。
龙厂采用的是一级处理工艺，而南厂和沙厂采用 的都是二级处理工艺。 处理工艺不同，出厂污泥的组 成也就不同。 龙厂的出厂污泥是初沉污泥，污泥中所含 的水分主要是空隙水和毛细水，水分经过浓缩和机械 脱水较易去除；而南厂和沙厂的出厂污泥是由初沉污 泥和剩余污泥组成的混合污泥（主要是剩余污泥），污 泥中含有大量的微生物，颗粒吸附水和内部水含量较 高，水分经过浓缩和机械脱水不易去除。 2. 2 pH 值
由于 3 座污水处理厂的处理工艺不同，因此对污 水中磷的去除效果有明显的差异。 磷不同于氮，不能 形成气态氧化物或还原物，但具有以固体形态和溶解 形态互相转化的性能。 一级处理工艺中，污泥中的磷 主要来自于污水中沉淀下来的悬浮物，所以龙厂出厂 污泥中磷的含量很低；二级传统活性污泥法处理工艺 对磷有一定的去除能力，但只能去除细菌细胞由于生 理上的需要而摄取的部分，去除率仅为 5 ％～20 ％，所 以沙厂出厂污泥中磷的含量较高；而二级氧化沟处理 工艺是利用聚磷菌类的微生物，过量地从外部环境摄 取磷，并将磷以聚合的形态储藏在细菌体内，形成高 磷污泥排出系统外，达到从污水中除磷的效果，也就 是“生物除磷”，所以南厂出厂污泥中磷的含量最高。 2. 6 钾
采用石墨炉原子吸收分光光度法对 3 座污水处理 厂出厂污泥中钾的含量进行了测定，结果如表 6 所示。
从表 6 可以看出，各污水处理厂出厂污泥（干）中 钾的含量介于 1.52 ％～2.07 ％之间，都比较高，且其平 均值相差不大。
城市污水处理厂出厂污泥中的钾是以粒子态存
２ ０ １４ 年第 １ 期（１月）第３ ２ 卷
采用精密 pH 试纸对 3 座污水处理厂出厂污泥的 pH 值进行了测定，结果如表2 所示。
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２ ０ １４ Ｎｏ．１（Ｊ ａｎ．） Ｖｏｌ．３ ２
环境保护工程
Environmental Protection Engineering
样品批次 1 2 3
表 2 出厂污泥的 pH 值
龙厂 约 7.0 约 7.0 6.5～7.0
南厂 6.5～7.0 6.5～7.0 6.5～7.0
沙厂 6.5～7.0
约 7.0 6.5～7.0
从表 2 可以看出，各污水处理厂出厂污泥的 pH 值 介于 6.5～7.0 之间，呈中性，比较稳定。 2. 3 有机质
污泥中含有大量的有机物质，如蛋白质、脂肪、淀 粉、糖类、纤维等。 采用重铬酸钾法对 3 座污水处理厂出 厂污泥中有机质的含量进行了测定，结果如表 3 所示。
采用紫外分光光度法对 3 座污水处理厂出厂污泥 中总氮的含量进行了测定，结果如表 4 所示。
表 4 出厂污泥中总氮的含量
样品批次
龙厂
南厂
1
2.00
3.63
2
1.81
2.48
3
1.31
2.10
平均值
1.71
2.74
％
沙厂 3.48 3.17 2.92 3.19
从表 4 可以看出，各污水处理厂出厂污泥（干）中总 氮的含量介于 1.31 ％～3.63 ％之间，沙厂和南厂出厂污 泥（干）中总氮的含量明显高于龙厂，且沙厂更高一些， 平均值达到了 3.19 ％。
2
0.54
2.13
3
0.33
1.93
平均值
0.44
1.94
％
沙厂 0.76 0.97 0.74 0.82
从表 3 可以看出，各污水处理厂出厂污泥中 CODCr 的含量介于 507～983 mg/g 之间，平均值比较接近，南 厂出厂污泥中 CODCr 的含量略高于龙厂和沙厂。 虽然 3 座污水处理厂的处理工艺不同，但是出厂污泥中 CODCr 的平均值差别不大。 这是因为污泥 中 CODCr 的 含量主要与污水处理厂进水 CODCr 的含量大小及出厂 污泥的含水率有关，而与处理工艺的关系不大。 2. 4 总氮
大；而对于同一城市或地区，即使污泥来自不同的污水 处 理 厂 ，钾 的 含 量 差 别 也 比 较 小 [3] 。
由于污泥中植物营养元素氮、磷、钾的含量较高， 因此污泥具备农用处置的可行性。 2. 7 重金属
采用石墨炉原子吸收分光光度法对 3 座污水处理 厂出厂污泥（干）中铅、镉、铜、锌的含量进行了测定， 结果如表 7 所示。
参考文献：
[1] 岑 超 平 ，张 德 见 ，韩 琪. 城 市 污 水 处 理 厂 污 泥 处 理 处 置 的 政 策分析[J]． 生态环境，2005，14（5）：803-806.
样品
批次
铅
1
170
2
120
3
140
平均值 143
表 7 出厂污泥中重金属的含量
龙厂
南厂
镉
铜
锌
铅
镉
铜
锌
铅
4.8
860 1 900
170
10
370 6 900
150
3.6
990 3 500
190
10
470 9 100
110
3.9 1 500 2 700
250
11
540 25 800 110
4.1 1 117 2 700
The Sludge Characteristics Analysis of Municipal Sewage Treatment Plant
Yang Cui，Lu Qun，Li Xiu
污泥是城市污水处理厂污水处理的副产物，为了 避免污泥对环境造成二次污染，必须对其进行无害化、 资源化处理[1]。 目前国内城市污水处理厂污泥处置的 主要方式有：卫生填埋、农用（自然堆肥）、焚烧及其他 （干 燥 造 粒 、污 泥 制 陶 粒 、污 泥 制 砖 及 污 泥 制 水 泥 ）[2]。 污泥特征是进行污泥处置方式选择的重要依据之一， 因此研究城市污水处理厂污泥特征具有重要意义。 1 污泥样品采集
称为沙厂。 2. 1 含水率
采用干燥法对 3 座污水处理厂出厂污泥的含水 率进行了测定，结果如表 1 所示。
样品批次 1 2 3
平均值
表 1 出厂污泥的含水率
龙厂 69.79 68.93 66.29 68.34
南厂 80.53 79.19 79.95 79.89
％
沙厂 78.38 80.04 78.27 78.90
采用紫外分光光度法对 3 座污水处理厂出厂污 泥中总磷的含量进行了测定，结果如表 5 所示。
表 3 出厂污泥中 CODCr 的含量 mg/g
样品批次
龙厂
南厂
沙厂
1
732
740
833
2
962
668
706
3
507
983
607
平均值
734
797
715
表 5 出厂污泥中总磷的含量
样品批次
龙厂
南厂
1
0.46
1.77
结合课题的研究方向和目的，选定位于武汉市的 3 座城市污水处理厂作为采样地点。 1）龙王嘴污水处 理厂：研究期间，处理工艺为一级处理工艺，处理规模 约为 6 万 t/d，脱水污泥产量约为 53 t/d；2）南太子湖污 水处理厂：处理工艺为二级氧化沟处理工艺，处理规模 约为 10 万 t/d，脱 水污泥产量 约为 75 t/d；3）沙 湖 污 水 处理厂：处理工艺为二级传统活性污泥法处理工艺，处 理规模约为 10 万 t/d，脱水污泥产量约为 75 t/d。 以 3 座 污水处理厂的出厂污泥（均采用带式压滤机进行脱水 处理）作为研究对象，进行污泥特征分析。 2 污泥特征分析