生活污水處理裝置污泥重金屬及營養(yǎng)指標(biāo)與城鎮(zhèn)污水廠污泥的對比研究

李現(xiàn)瑾，謝一梟，任 亮，薛 楠，王厚偉

（江蘇中車環(huán)保設(shè)備有限公司，江蘇 常熟 215557）

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，我國農(nóng)村生活污水排放量不斷增加，未經(jīng)處理或處理不當(dāng)?shù)纳钗鬯S意排放，導(dǎo)致水體污染，同時也嚴(yán)重?fù)p害了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境[1]。因此，農(nóng)村生活污水的治理已經(jīng)被列為國家發(fā)展戰(zhàn)略，“十三五”規(guī)劃明確提出了“全面推進農(nóng)村人居環(huán)境整治，加大農(nóng)村污水治理”的建設(shè)目標(biāo)。

農(nóng)村生活污水是指農(nóng)村家庭生活產(chǎn)生的廢水，包括廚房用水、廁所用水、洗滌用水等。在日本，農(nóng)村生活污水處理歸屬于凈化槽事業(yè)，主要針對獨棟住宅，處理對象的人口規(guī)模為10 人以下。至2012年，日本建成的凈化槽超過860 萬個。人們在使用凈化槽的過程中一般不設(shè)置化糞池，導(dǎo)致凈化槽內(nèi)聚集一定量糞便污泥，并且凈化槽處理過程中因有機物的轉(zhuǎn)化會生成一定量的有機污泥。因此，要實現(xiàn)凈化槽對生活污水處理的徹底性和可持續(xù)性處理，必須對生成污泥進行及時、合理的處理與處置。

在國內(nèi)，凈化槽要滿足《戶用生活污水處理裝置》（CJ/T 441—2013）相關(guān)要求。生活污水處理裝置污泥的應(yīng)用工況不同于城鎮(zhèn)污水處理廠，其污泥的性質(zhì)與一般城鎮(zhèn)污水廠的污泥可能會有顯著區(qū)別。因此，本研究對生活污水處理裝置產(chǎn)生污泥的重金屬和營養(yǎng)指標(biāo)進行了分析，并與城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥進行對比。

1 試驗方法

1.1 生活污水處理裝置

本研究采用處理規(guī)模為1 m3/d 的生活污水處理裝置產(chǎn)生的污泥為研究對象。該生活污水處理裝置運用A/O 接觸氧化工藝，在污水處理的過程中，生活污水處理裝置內(nèi)部（主要是夾雜物去除槽）會逐漸積累很多污泥，當(dāng)達到清掃操作要求時，需要吸污清理，如圖1所示。

1.2 生活污水處理裝置污泥及取樣方法

本研究選取上海市周邊5 個鎮(zhèn)正常使用的生活污水處理裝置隨機取樣，其中，一個鎮(zhèn)隨機選取4 臺設(shè)備，其他4 個鎮(zhèn)每鎮(zhèn)隨機選取1 臺設(shè)備，每個設(shè)備取樣1 kg，取樣位置（以浮泥為例進行分析）如圖1所示。樣品采用密封袋密封后，送實驗室檢測。

圖1 生活污水處理裝置結(jié)構(gòu)及污泥情況

1.3 污泥檢測方法

本研究對每個樣品的重金屬指標(biāo)（鎘、汞、鉛、鉻、砷、鎳、鋅、銅）和營養(yǎng)指標(biāo)（有機物、總有機碳、pH、總氮、總磷、總鉀）進行第三方檢測。

2 結(jié)果與討論

2.1 生活污水處理裝置污泥的重金屬分析

由表1可知，本次調(diào)研分析的8 個樣本中，污泥中鎘的含量范圍為0.23～0.68 mg/kg，汞的含量范圍為0.01～9.70 mg/kg，鉛的含量范圍為0.65～7.67 mg/kg，鉻的含量范圍為21.30～26.56 mg/kg，砷的含量范圍為1.13～3.33 mg/kg，鎳的含量范圍為0.65～15.63 mg/kg，鋅的含量范圍為14.87～175.81 mg/kg，銅的含量范圍為3.47～97.87 mg/kg。由此可見，上海市周邊農(nóng)村分散式生活污水處理裝置產(chǎn)生的剩余污泥，其各個點位的污染物指標(biāo)具有較大的差異性；在未經(jīng)任何處理的情況下，除汞以外的指標(biāo)，均能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理農(nóng)用泥質(zhì)》（CJ/T 309—2009）要求的A 級泥標(biāo)準(zhǔn)。本次調(diào)研分析的8 個樣本中，汞指標(biāo)的平均值為2.85 mg/kg，即以上8 個樣品均勻混合，污泥中汞含量可以達到上述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的A 級泥標(biāo)準(zhǔn)。

本次調(diào)研的8 個樣本中，1-1、1-3 號樣本，汞含量分別為7.78 mg/kg、9.7 mg/kg，分別為《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理農(nóng)用泥質(zhì)》（CJ/T 309—2009）要求的A 級泥標(biāo)準(zhǔn)的2.59 倍、3.23 倍，但是可以達到該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的B 級泥標(biāo)準(zhǔn)。生活小區(qū)是市政污水處理廠進水汞的主要來源，這與小區(qū)居民的生活習(xí)慣和生活水平有很大關(guān)系，污水中的汞大部分遷移到化糞池的沉積物中。由此可見，生活污水處理裝置污泥中汞含量存在差異性，個別點位污泥中的汞含量較高，這是合理的。

表1 生活污水處理裝置污泥的重金屬含量

2.2 生活污水處理裝置污泥的營養(yǎng)指標(biāo)分析

由表2可知，本次調(diào)研分析的8 個樣本中，污泥中有機物含量范圍為518.20～989.60 g/kg，pH的范圍為6.80～7.30，總鉀含量范圍為448.06～947.04 mg/kg，總氮含量范圍為48.3～90.0 g/kg，總磷的含量范圍為228.02～975.78 mg/kg。由此可見，農(nóng)村分散式生活污水處理裝置產(chǎn)生的剩余污泥，其各個點位的營養(yǎng)指標(biāo)具有較大的差異。

生活污水處理裝置污泥中的有機物含量、pH、氮磷鉀含量分別可以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理農(nóng)用泥質(zhì)》（CJ/T 309—2009）的相關(guān)要求，即有機物含量≥200 g/kg（干基）、pH=5.5～9.0、氮磷鉀含量≥30 g/kg（干基）。

本調(diào)研分析的8 個樣本中，生活污水處理裝置污泥中碳氮比（總有機物/總氮）的含量范圍為10.50～266.00，平均值為48.88，以上8 個樣品均勻混合，生活污水處理裝置污泥中碳氮比可以滿足堆肥的控制碳氮比，即20～35。

表2 生活污水處理裝置污泥的營養(yǎng)指標(biāo)

2.3 生活污水處理裝置污泥與城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的對比分析

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中的有關(guān)重金屬含量分別為本次調(diào)研分析的8 個樣本的鎘含量均值的4.02～5.60 倍，汞含量均值的0.74～1.96 倍，鉛含量均值的17.51～22.52 倍，鉻含量均值的3.90～11.16 倍，砷含量均值的11.28～16.19倍，鎳含量均值的3.52～14.72 倍，鋅含量均值的12.41～21.05 倍，銅含量均值的6.98～15.72 倍[2]。由此可見，生活污水處理裝置污泥中的重金屬含量均遠小于城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥中的重金屬含量。城鎮(zhèn)污水處理廠處理的污水有可能混入工業(yè)廢水，從而對污泥的循環(huán)利用造成影響。但對于農(nóng)村地區(qū)分散型污水處理設(shè)施，污泥處理可優(yōu)先考慮資源化利用。生活污水處理裝置污泥中有機物、總氮的含量均大于城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的含量，總磷含量小于城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的含量，總鉀含量低于城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的含量。

3 結(jié)論

農(nóng)村分散式生活污水處理裝置產(chǎn)生的污泥，其重金屬指標(biāo)具有較大的差異性；生活污水處理裝置污泥的均勻混合樣本中的重金屬含量可以達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理農(nóng)用泥質(zhì)》（CJ/T 309—2009）要求的A 級泥標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)村分散式生活污水處理裝置產(chǎn)生的污泥，其營養(yǎng)指標(biāo)具有較大的差異性；生活污水處理裝置污泥的營養(yǎng)指標(biāo)均能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求。生活污水處理裝置污泥的重金屬含量較低，有機質(zhì)、總氮含量較高、總鉀、總磷含量較低，與一般城市污水廠剩余污泥區(qū)別較大。