填埋場污泥基本特性分析

[摘要]：通過對填埋場污泥的基本特性進行分析，初步判斷污泥的可農用性及資源化再利用條件。對于國內污泥的污染問題提供了更為可靠的基礎實驗數據和科學的理論分析。結果表明，污泥含水率均值為48.02 %，養分含量較少，該填埋場污泥可能達不到農用的要求，需要將其進行改良處理后才有可能被應用到農業中。

[關鍵詞]：填埋場污泥；有機質；燃燒熱值；農用可行性

[引言]：污泥中含有多種能夠促進植物生長的營養物質和微量元素，同時也含有可改善土壤性質和生物學特性的多種有機質及腐殖質。相關研究表明，我國污泥的有機質平均含量為38.4 %，有機質含量超過土壤高肥力指標（有機質量≥1.7 %），營養成分含量也高于一般農家肥[1]。污水的來源、處理工藝、城市居民的生活水平和飲食的結構不同等導致城市污泥的養分含量有所差別，同一城市的不同污水處理廠污泥有機質和養分含量也不同[2，3]。目前，國內外對于污泥的處置其中就包括污泥的熱化學處理法，此方法的特點在于無害化徹底、處理迅速、占地相對較少，并且能將處置后的污泥進行資源化回收利用，是一種很有發展前景的污泥處置方式[4]。城市污泥需要一種處置量大、環境安全和經濟可行的處置方式，事實證明，污泥農用正是一種具有廣闊前景的處置方式。

1材料與方法

1.1污泥來源與樣品預處理

本研究中污泥樣品的采集來源于上海某生活垃圾填埋場，目前填埋場的污泥主要來源于上海某污水處理廠。確定固定區域的采樣點位，對于垃圾填埋場填埋后的污泥進行每周2次的取樣，連續進行半年的污泥采樣檢測分析，共采集到46個污泥樣品。

樣品預處理：將污泥置于105 ℃烘箱中經過6～8 h干燥，取干燥后的污泥樣品進行研磨，過0.25 mm篩后在干燥器中保存待用。

1.2含水率測定

準確稱取干燥前樣品的質量m1，干燥后樣品質量為m2，則樣品含水率為：

1.3有機碳（TOC）測定

稱取干燥沉積物樣品1.0 g，均勻平鋪于陶瓷方舟內。加約1 mL 1 mol/L 的稀鹽酸排除無機碳直至沒有氣泡產生， 將加鹽酸的樣品置于60 oC烘箱干燥4 h。采用multi N/C 2100聯用固體模塊測定樣品中TOC 含量。

1.4污泥燃燒熱值測定

本研究中污泥的熱值采用的是氧彈熱量法測定。稱取1.0 g樣品放于金屬容器中部，纏繞好點火絲，置于已加入10 mL去離子水的氧彈中，充入氧氣，壓力設定為2.8 MPa，點火熱126 J。

2結果與分析

2.1 含水率

對采取的46個污泥樣品進行含水率的測定分析，結果如圖1所示：

圖1 污泥樣品含水率分布

從圖中可以看出污泥樣品的含水率都在30～60 %之間，平均含水率為48.02 %。

2.2 有機質（TOC）含量

本研究中對于污泥樣品的有機質（TOC）含量測定分析，結果如圖2所示：

圖2污泥有機質（TOC）含量頻度分布

從圖中可以看出，污泥中有機質（TOC）的含量基本上符合正態分布的特征，污泥樣品的TOC含量主要分布在16～22 %之間，TOC的算術平均值為18.33 %，即污泥的平均有機質含量為183.3 g/kg。

2.3 污泥燃燒熱值

污泥熱值能夠對污泥的物理特性進行定量的描述。為了確定填埋場污泥的熱值特性，將采樣的46個污泥樣品進行燃燒熱值分析，如圖3所示：

圖3污泥燃燒熱值分布

從圖3中可以看出，污泥的熱值分布在10000～15000 J/g，主要在13000 J/g到14000 J/g之間，樣品熱值的最小值為11031.82 J/g，最大值為15321.89 J/g，污泥樣品的平均值為13466.07 J/g。

3 結論

（1） 污泥含水率均值為48.02 %，低于國家城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質標準（CJ/T309-2009）中污泥農用含水率60 %的最高限值。

（2） 污泥有機質含量比污泥農用國家標準（CJ/T 309-2009）中有機質200 g/kg的最低要求稍低些，該污泥養分含量較少，因此，僅從有機質分析含量來看，該填埋場污泥可能達不到農用的要求，需要將其進行改良處理后才有可能被應用到農業中。

（3） 污泥中含有大量的有機質，其燃燒能放出很高的熱量，可以使污泥在燃燒過程中無需添加或少添加輔助燃料，能夠保證污泥中耐熱降解的有機物基本分解，從而使污泥的熱能得到充分利用。

參考文獻

[1] 王碩， 鮑建國， 劉成林. 城市污泥特性研究與園林綠化利用前景分析[J]. 環境科學與技術， 2010， 33（6）： 238-241.

[2] Paulsrud B， Terje Nedland K. Strategy for land application of sewage sludge in Norway[J]. Water science and technology， 1997， 36（11）： 283-290.

[3] Baveye P， McBride M B， Bouldin D， et al. Mass balance and distribution of sludge-borne trace elements in a silt loam soil following long-term applications of sewage sludge[J]. Science of the total environment， 1999， 227（1）： 13-28.

[4] Werther J， Ogada T. Sewage sludge combustion[J]. Progress in energy and combustion science， 1999， 25（1）： 55-116.

作者簡介： 姓名：儲杰（1987～）；性別 ：男； 籍貫：安徽阜陽人； 現有職稱：助理工程師； 學歷：碩士研究生；單位：上海友聯竹園第一污水處理投資發展有限公司；主要研究方向：市政污水、污泥處理及資源化，