北極星水處理網(wǎng)訊:摘要：污泥由于含有大量營養(yǎng)成分適合土地利用，污泥由于含有重金屬成分而被質疑土地利用，中國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中營養(yǎng)成分和重金屬含量實際情況究竟如何？在對來自90個污水處理廠的污泥泥質數(shù)據(jù)進行匯總、分析后，得出結論：總體上城鎮(zhèn)污水廠污泥泥質是適合土地利用的，重金屬風險由大到小排序：Hg、Ni、Cd、Zn、Cu、Cr、Pb、As、B。最后建議在開展污泥土地利用工作的同時，應探索創(chuàng)新排水管理模式、污泥中重金屬去除技術、土地利用模式。

關鍵詞：污泥 營養(yǎng)成分 重金屬 處置 土地利用

0.前言

隨著我國城鎮(zhèn)污水處理率的不斷提高，污泥問題被提到空前的高度給與關注�！�“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》指出：到2015年，直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率應達到80%。

污泥作為污水處理廠副產物，若處置不當，將造成二次污染。業(yè)內有一句俗語：“治水不治泥，等于白治理”。但目前困擾解決污泥問題的最大障礙在于污泥處置技術路線仍不明朗：填埋無法持續(xù)已瀕臨淘汰，焚燒、建材利用由于空氣污染和鄰避效應的不斷蔓延而舉步維艱，目前有希望工業(yè)化推廣的污泥處置方法僅剩土地利用。

污泥土地利用具有先天優(yōu)勢，一般城鎮(zhèn)污水廠污泥有機質含量較高，對于大量使用化肥的土壤具有調節(jié)化學、生物結構，增強地力的重要作用，污泥中富含NPK成分為植物生長提供必要的營養(yǎng)。但污泥土地利用同樣面臨著困難——公眾普遍擔心：污泥中含有重金屬物質，對于土壤環(huán)境可能造成污染，通過食物鏈進入人體會帶來自身傷害。

那么，我國城鎮(zhèn)污水處理廠所產生的污泥中營養(yǎng)成分和重金屬含量實際情況究竟如何？

1.調研情況概述

為探索城鎮(zhèn)污泥土地利用可行性和中期重點技術攻關方向，機械科學研究總院環(huán)保技術與裝備研究所在2013年度機科發(fā)展科技創(chuàng)新基金的支持下開展了中國城鎮(zhèn)污泥泥質情況調研工作。本次調研共涉及25個城市，90座污水處理廠，處理規(guī)模從1，000t/d至1，000，000t/d，其中100，000t/d以下規(guī)模49座，100，000~400，000 t/d規(guī)模25座，400，000t/d以上規(guī)模16座，合計總處理規(guī)模為16，320，500t/d。

共采集到樣本數(shù)據(jù)91組，其中有效樣本數(shù)據(jù)88組，主要來源分為三類：

（1）采樣檢測或污水廠提供運行數(shù)據(jù)，共34組，占比39%；

（2）專項研究報告（非公開），共32組，占比36%；

（3）公開文獻，共22組，占比25%。

為盡量消除數(shù)據(jù)處理的誤差，本次研究采用污水廠運行或設計水量（注：非污泥產量）作為基數(shù)，統(tǒng)計計算得到平均值。

重金屬指標比對標準采用《GB/T23486-2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》，對于介于指標超過堿性土壤（pH≥6.5）對應限值為超標，低于酸性土壤（pH＜6.5）對應限值為達標，介于兩者之間為臨界。

2.營養(yǎng)成分分析

2.1有機質

本次研究共獲得有機質有效樣本79份，其中大于70%的7份，60~70%之間12份，50~60%之間16份，40~50%之間21份，30~40%之間14份，小于30%的9份。污泥中有機質含量平均值為51.43%，這一指標與發(fā)達國家相比較低。從數(shù)據(jù)上分析我國污泥有機質含量地域差異較大，污泥有機質含量總體上大城市高于中小城市，北方城市高于南方城市。

2.2氮

本次研究共獲得有機質有效樣本62份，污泥中TN含量平均值為3.58%。從數(shù)據(jù)上分析我國污泥TN含量地域差異較大，與污泥有機質含量類似，總體上大城市高于中小城市，北方城市高于南方城市。

2.3磷

本次研究共獲得有機質有效樣本62份，污泥中TP含量平均值為2.32%，部分污水處理廠脫水污泥呈現(xiàn)TP含量高于TN含量的現(xiàn)象，這可能與污水處理采用除磷工藝并且運行狀態(tài)良好有關。從數(shù)據(jù)上分析我國污泥TP含量地域差異較大，與污泥有機質和TN含量類似，總體上大城市高于中小城市，北方城市高于南方城市。

2.4鉀 本次研究共獲得有機質有效樣本64份，污泥中TK含量平均值為1.42%。K在污水處理工藝中非重點關注成分，但在數(shù)據(jù)中體現(xiàn)，共有5份樣本數(shù)據(jù)呈現(xiàn)TK含量高于TN、TP含量的現(xiàn)象。從數(shù)據(jù)上分析我國污泥TK含量地域差異較大，與污泥有機質和TN、TP含量類似，總體上大城市高于中小城市，北方城市高于南方城市。

3.重金屬含量分析

3.1銅

本次研究共獲得84份有效樣本，其中確認超標3份，臨界5份，達標76份，達標率90.48%。污泥中Cu的平均濃度為493.27mg/kg，超標樣本分別位于華東、華北、東北地區(qū)，其中最高檢測指標為10531mg/kg。

3.2鋅

本次研究共獲得81份有效樣本，其中確認超標8份，臨界4份，達標69份，達標率85.19%。污泥中Zn的平均濃度為1794.70mg/kg，超標樣本分別位于東北、華中、華東、華北地區(qū)，其中最高檢測指標為14285mg/kg。

3.3鎳

本次研究共獲得64份有效樣本，其中確認超標9份，臨界11份，達標48份，達標率70.59%。污泥中Ni的平均濃度為120.15mg/kg，超標樣本分別位于華東、華北地區(qū)，其中最高檢測指標為615.42mg/kg。Ni的平均指標處于標準臨界限值附近，且超標臨界現(xiàn)象相對較為突出，應給于高度關注。

3.4鎘

本次研究共獲得87份有效樣本，其中確認超標2份，臨界11份，達標74份，達標率85.06%。污泥中Cd的平均濃度為2.80mg/kg，超標樣本全部來自華東地區(qū)，其中最高檢測指標為49.64mg/kg。Cd是本次研究中獲得有效樣本數(shù)量最多的重金屬，這體現(xiàn)了相關方對Cd影響的高度關注。

3.5汞

本次研究共獲得55份有效樣本，其中臨界20份，達標35份，達標率63.64%。污泥中Hg的平均濃度為5.66mg/kg，有20份樣本處于5~15mgkg范圍，其中最高檢測指標為13.56mg/kg。Hg的穩(wěn)定達標率在所有重金屬中最低，平均指標處于標準臨界限值附近，超標臨界現(xiàn)象相對最為突出，應給于高度關注。但還有一個值得注意的現(xiàn)象，所有樣本中未出現(xiàn)絕對超標現(xiàn)象，這有可能與Hg的揮發(fā)遷移特性有關。

3.6鉛

本次研究共獲得87份有效樣本，其中臨界3份，達標84份，達標率96.55%。污泥中Pb的平均濃度為93.01mg/kg，沒有出現(xiàn)絕對超標現(xiàn)象，其中最高檢測指標為729mg/kg，穩(wěn)定達標率較高，在本次研究中體現(xiàn)的風險較低。

3.7鉻

本次研究共獲得75份有效樣本，其中確認超標2份，臨界1份，達標72份，達標率96.00%。污泥中Cr的平均濃度為266.68mg/kg，超標樣來自華東、華北地區(qū)，其中最高檢測指標為2960mg/kg。

3.8砷

本次研究共獲得63份有效樣本，其中確認超標1份，達標62份，達標率98.41%。污泥中As的平均濃度為28.98mg/kg，超標樣來自華北地區(qū)，其中最高檢測指標為301mg/kg。

3.9硼

本次研究共獲得20份有效樣本，全部達標，達標率100%。B也是本次研究中獲得有效樣本數(shù)量最少的重金屬，高達標率和低監(jiān)測率代表意味著B的環(huán)境風險相對其它重金屬物質較低。

4.中國城鎮(zhèn)污泥營養(yǎng)成分與重金屬含量總體評價

4.1污泥營養(yǎng)成分總體評價

中國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥營養(yǎng)成分總體含量較高，按照全國城鎮(zhèn)污泥年產生量3000萬噸計算，蘊藏有機質資源超過300萬噸，氮素資源超過20萬噸，磷素資源超過13萬噸，鉀素資源超過8萬噸。

通過調研數(shù)據(jù)匯總分析，中國城鎮(zhèn)污水廠污泥中營養(yǎng)成分呈現(xiàn)以下特點：

（1）總體呈現(xiàn)“北高南低、大高小低”的特點，無論是有機質含量還是NPK等營養(yǎng)元素，均呈現(xiàn)大城市高于中小城市，北方城市高于南方城市。（2）有機質含量低于發(fā)達國家，這也是厭氧消化工藝在國內運行體現(xiàn)整體經(jīng)濟性較差的原因之一，但該指標可以滿足高溫好氧發(fā)酵工藝對于有機質指標的要求，并且平均值51.43%也能夠滿足《NY525-2012有機肥料》中有機質質量分數(shù)≥45%的要求。（3）總養(yǎng)分平均值為7.32%，高于《NY525-2012有機肥料》中總養(yǎng)分質量分數(shù)≥5%的要求，尤其是P、K資源豐富，具有資源化土地利用的潛力。（4）N、P、K體現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，部分污水廠P、K含量大大超過N，具有更高的資源化市場利用前景。

4.2污泥重金屬成分總體評價

中國城鎮(zhèn)污水處理廠重金屬成分總體含量處于可控范圍內，比照《GB/T23486-2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》標準限值，各項重金屬指標總體符合園林綠化土地利用標準要求。

通過調研數(shù)據(jù)匯總分析，中國城鎮(zhèn)污水廠污泥中重金屬成分呈現(xiàn)以下特點：

（1）比照《GB/T23486-2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》標準限值，重金屬風險由大到小排序：Hg、Ni、Cd、Zn、Cu、Cr、Pb、As、B。（2）Hg、Ni成分超標率排在前兩名且平均值趨于臨界應加強監(jiān)控，Cd排在第三名也應引起注意，這與2014年4月發(fā)布的《全國土壤污染情況調查公報》無機污染物點位超標率結果近似（注：第一名Cd7.0%，第二名Ni4.8%，第五名Hg1.6%）。（3）工業(yè)發(fā)達地區(qū)高于工業(yè)欠發(fā)達地區(qū)，尤其是長江三角洲、東北老工業(yè)基地部分地區(qū)污泥重金屬問題相對較重。（4）在88個樣本中，一座污水廠如出現(xiàn)污泥超標現(xiàn)象一般僅體現(xiàn)在某一種重金屬指標上，因此為通過管理手段或技術手段解決問題提供了基礎。

5.結語

本次研究由于華南、西南、西北地區(qū)采樣數(shù)據(jù)較少，因此更主要反映東北、華北、華中、華東等地區(qū)城鎮(zhèn)污水處脫水污泥重金屬及營養(yǎng)物質含量�？傮w上城鎮(zhèn)污水廠污泥泥質是適合土地利用的，特別對于華北、華中、東北等經(jīng)濟欠發(fā)達而土地資源相對豐富地區(qū)，污泥土地利用更可先行一步。

同時，應從政策、管理、技術層面同步推進保障措施，積極探索適合國情的創(chuàng)新模式：

（1）探索創(chuàng)新排水管理模式，對于高污染風險企業(yè)可以采用分時排水許可措施，使大部分時間污泥成分穩(wěn)定達標。（2）探索創(chuàng)新污泥中重金屬去除技術，有針對性地在污水處理廠內設置重金屬處理系統(tǒng)，防止其進入土壤后更加難以去除。（3）探索創(chuàng)新土地利用模式，與污泥處理項目同期劃定土地利用管理區(qū)，加強該區(qū)域監(jiān)控，將風險限制在一定范圍內。

參考文獻

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（原文刊載于中國環(huán)保產業(yè),2015,(4),42-45,本文在原文基礎上稍作改動）