造紙污泥與市政污泥混合處理可行性研究

程偉娜 李光明 馬紅磊

(濮陽市環境監測站，河南濮陽，457000)

造紙污泥是制漿造紙工業生產的副產物，其產生量一般是同等水處理規模市政污水處理廠的5～10倍[1]。造紙污泥中除了含有大量的細小纖維外，還含有豐富的有機質、N、P、K等養分以及中微量元素[2]，是一種質優價廉的有機肥料資源，但它同時又含有多種病原菌，易腐敗發臭[3]。由于造紙污泥成分復雜，含水率高，堆放占據大量空間[4]，垃圾填埋場不愿接收，污泥被隨意棄置、傾倒現象時有發生，如不對造紙污泥進行妥善處理，將會造成二次污染[5]。目前市政污泥處理的嚴峻形勢已經得到各級政府的高度重視，住建部、環保部、科技部聯合頒布了《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策(試行)》，各地也已紛紛上馬市政污泥處理項目，但對于造紙污泥的處理尚未出臺辦法。

濮陽市龍豐紙業有限公司(以下簡稱龍豐紙業)林漿紙一體化項目采用P-RC APMP制漿生產工藝，采用100%楊樹枝椏材作為制漿原料，制漿生產線排放廢水量為4500 m3/d，CODCr、BOD5、SS污染負荷分別為175 kg/t、72.5 kg/t、15 kg/t。該公司配套建設2 萬m3/d廢水處理系統，污泥產生量約為20 t/d(含水率70%左右)，污泥經帶式壓濾機脫水后，最初作為有機肥料送往該公司自營林，但隨著林地承載能力的下降，現在污泥處理問題亟待解決。

本實驗以龍豐紙業造紙污泥及市轄區3座污水處理廠的市政污泥為研究對象，重點研究了污泥的理化性狀及重金屬形態的分布特征，同時探討并評估了其潛在的生態風險，旨在為造紙污泥與市政污泥混合處理的可行性提供合理的科學依據。

1 實 驗

1.1污泥樣品的采集與制備

本實驗所用污泥取自龍豐紙業及市轄區3座污水處理廠，污泥樣品采集、制備均嚴格按照相關技術規范。污泥產生及處理處置情況見表1。

表1 污泥產生、處理處置基本情況

表2 污泥泥質分析結果

注 *控制標準參照GB18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的污泥農用標準。

1.2污泥樣品的分析方法

污泥樣品中各檢測項目采用文獻[6]及CJ/T 221—2005城市污水處理廠污泥檢驗方法[7]進行測定；重金屬元素形態分布則采用歐共體參考物質署提出的三步連續分級提取法[8](即BCR法)測定。

2 結果與討論

2.1污泥泥質分析

污泥的泥質分析結果見表2。由表2可知，污泥pH值均呈中性，使用帶式壓濾法脫水的市污水廠、清豐縣污水廠污泥及龍豐紙業造紙污泥含水率均較高。

造紙污泥有機質含量介于市級和縣級市政污泥之間，高于豬廄肥和農用有機肥標準，總氮含量與豬廄肥持平，總磷和總鉀含量較低，重金屬含量均低于農用有機肥和污泥農用控制標準限值，且造紙污泥重金屬含量明顯低于市政污泥，所以造紙污泥具有良好的資源化利用價值，是一種很好的有機肥料資源。

2.2污泥重金屬形態分布

污泥中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg在不同污泥中形態的分布占比見圖1～圖4。

圖1 濮陽市污水廠污泥中各金屬形態分布

圖2 濮陽縣污水廠污泥中各金屬形態分布

圖3 清豐縣污水廠污泥中各金屬形態分布

圖4 龍豐紙業造紙污泥中各金屬形態分布

由圖1～圖4可知，同一重金屬在不同污泥中形態分布不盡相同，不同重金屬在同一污泥中的形態分布差別也很大。造紙污泥中重金屬在酸可交換態和易還原態(不穩定態)的含量普遍低于市政污泥，其重金屬遷移性和環境污染效應要低于市政污泥；造紙污泥和市政污泥中Cu、Pb、Cd、Cr、As、Hg均主要以可氧化態和殘渣態即穩定態存在，Zn和Ni在酸可提取態和易還原態即不穩定態的含量則相對較高。

2.3污泥潛在生態風險評價

本研究以Hakanson重金屬潛在生態風險指數

法[11]對沉積物(污泥)中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg 8種重金屬進行了潛在生態風險的評價，其計算方法見公式(1)。

(1)

表3 重金屬潛在生態風險等級的劃分標準

表4 污泥的重金屬單項潛在生態危害系數與其風險程度

3 結 論

本研究以濮陽市龍豐紙業造紙污泥及市轄區3座污水處理廠市政污泥作為研究對象，對造紙污泥和市政污泥的泥質進行了比對分析，對其潛在生態風險進行了評價。

3.1造紙污泥有機質含量介于市級和縣級市政污泥之間，高于豬廄肥和農用有機肥標準，總氮含量和豬廄肥持平，重金屬含量均低于農用有機肥和污泥農用控制標準限值，且造紙污泥重金屬含量明顯低于市政污泥，具有很好的資源化利用價值，造紙污泥總磷和總鉀含量較低，在后期處理過程中可有針對性增加這兩種元素的含量。

3.2造紙污泥中各重金屬在不穩定態的含量普遍低于市政污泥，其重金屬遷移性和環境污染效應要低于市政污泥。造紙污泥和市政污泥中Cu、Pb、Cd、Cr、As、Hg均主要以穩定態存在，Zn、Ni不穩定態含量則相對較高。

3.3潛在生態危害指數法評價結果表明，造紙污泥中重金屬均為低度風險，重金屬單項潛在生態危害系數明顯低于市政污泥；污泥重金屬潛在生態風險均屬輕微風險，造紙污泥潛在生態風險危害指數亦低于市政污泥。

3.4污泥泥質分析結果表明，造紙污泥有機質含量高，重金屬含量低且形態穩定，潛在生態風險低，同市政污泥泥質相仿，某些方面甚至優于市政污泥，是一種良好的有機肥料資源，可以與市政污泥一起混合處理。