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我国南北方城市污泥性质大比拼

发布时间:2016/08/25 点击量:

对广州市和北京市采用CASS、倒置A²/O、氧化沟工艺的三座污水处理厂的剩余污泥进行了采样分析。结果表明:广州市、北京市污水厂污泥有机物含量分别为45%~50%、65%~70%,北京市污泥样品有机组成中蛋白和脂质的比例高于广州市污泥;北京市污泥中N、P元素的含量约为广州市污泥的两倍。两城市的污水处理厂污泥性质差异主要因为进水水质差异引起,污泥中重金属含量主要受工业废水的影响。
1.材料与方法
1.1  污泥样品采集
在广州市和北京市各选取了采用CASS、倒置A²/O和氧化沟工艺的三座城市污水处理厂作为调查对象,以考察南北方城市不同污水处理工艺产生的污泥性质的差异。各污水处理厂基本概况见表1,各厂进水水质情况如表2所示。由表中的数据可知,对于相同的污水处理工艺,污泥龄(SRT)大致相同,但北京市污水处理厂的水力停留时间(HRT)普遍比广州市污水处理厂的HRT长,这与北京市污水处理厂进水中的污染物浓度比广州市污水处理厂的高有关。 
1.2  分析方法
污泥总固体含量(TS)、挥发性固体(VS)、pH的测定按照标准CJT 221-2005《城镇污水处理厂污泥检验方法》测定。污泥总化学需氧量(TCOD)和溶解性化学需氧量(SCOD)的检测参照《水和废水监测分析方法(第四版)》。本文中污泥有机质含量用VS表示。
污泥有机组成主要包括蛋白质、碳水化合物和脂类物质,其中,蛋白质的检测按照标准GB 50095-2010《食品中蛋白质的测定》,碳水化合物采用蒽酮比色法测定,脂质按照标准GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》。
污泥的元素分析:P元素采用HClO4-H2SO4消煮法[],C、H、N、S、O元素采用美国PE-2400Ⅱ元素分析仪分析。As、Cr、Pb、Zn、Cd、Cu、Hg、Ni等重金属含量参照《城镇污水处理厂污泥检验方法》,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)Optima 2000 DV(Perkin Elmer USA)分析。
2.结果与讨论
2.1  污泥有机组成分析
6座污水处理厂二沉池剩余污泥的基本理化性质测定结果汇总于表3,由表3可以看出,各污水处理厂的污泥基本呈中性;SCOD的浓度均很低,表明污泥中的有机质主要以颗粒态存在。
根据对污泥中无机物与有机物组分的分析结果,经计算确定出各类物质在污泥中的比例关系(图1)。可以看出,图1中的结果与表3中各污水处理厂污泥的VS/TS是一致的。北京市污泥中有机质含量(平均65%)比广州市污泥中有机质含量(平均45%)高20%。
进一步分析污泥有机质组分及其所占比例,可以看出,蛋白质和碳水化合物所占比例最大,脂质和其他有机物占一定的比例。
然而,广州市三个污水处理厂污泥有机质中蛋白质和碳水化合物所占比例具有一定的差异,而脂质和其他有机物所占比例大致相同(约为10%);北京市三个污水处理厂污泥有机质中碳水化合物所占比例相似(约为25%),蛋白质为55%~60%脂质和其他有机物为15%~20%,北京市污泥中蛋白质比例明显高于碳水化合物。总体来看,广州市污泥碳水化物占有机质比例高于北京市,脂质和蛋白质的比例则低于北京市。
2.2  元素分析 
2.2.1  污泥组成元素
各污水厂污泥组成元素占TS比例的分析结果如表4所示。污泥组成元素含量最多的是C、O元素,为有机质的主要组成元素,S元素的含量最少。
2.2.2  污泥重金属含量
各污水处理厂污泥中主要重金属元素测定结果如表5所示。由表5可以看出,Zn、Cu两种金属的含量水平明显高于其他几类金属元素,大部分元素含量低于我国其他城市污泥重金属平均值[]。广州市污泥重金属含量整体高于北京市污泥。主要因为其污水来源中工业废水比例高。
3.结论
通过对北京市和广州市三座不同处理工艺的污水厂污泥特征进行对比和分析,得到以下结论:
(1)广州市剩余污泥有机物含量约为,45~50%,低于北京市污泥有机质含量65~70%两地污泥有机质组分主要为蛋白质和碳水化合物,占比超过80%,脂质含量最少仅占5%左右,北京市污泥有机组成中蛋白和脂质的比例高于广州市,主要由于进水有机质浓度和组成差异引起。
(2)北京市剩余污泥中N、P元素的含量约为广州市污泥的两倍,同时重金属元素的含量要低于广州市,其土地利用的营养价值和安全性均优于广州市污泥。污水成分对污泥中重金属含量影响较大,工业废水成分容易导致重金属含量超标,生活污水污泥重金属含量总体上满足土地利用要求。
(3)污泥浓缩池浓缩处理不仅能显著提高剩余污泥浓度,提高污水处理厂污泥脱水工艺段的处理能力,同时对污泥中颗粒态有机物质水解释放有促进作用,有利于后续污泥有机质资源的生物利用。

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