基于文獻(xiàn)計(jì)量的污泥干化研究現(xiàn)狀分析

原志敏

摘? 要：該文以中國(guó)知網(wǎng)為數(shù)據(jù)來(lái)源，利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，系統(tǒng)分析污泥干化領(lǐng)域研究論文的年發(fā)文數(shù)量變化趨勢(shì)、主要發(fā)文作者、主要來(lái)源期刊、高被引論文、關(guān)鍵詞等。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明：該領(lǐng)域研究論文數(shù)量總體上呈先上升后下降趨勢(shì);浙江大學(xué)、南昌航空大學(xué)、大連民族大學(xué)的老師發(fā)表論文數(shù)量較多;高被引論文多為綜述性論文，側(cè)重于歸納總結(jié)國(guó)內(nèi)外污泥干化技術(shù)和設(shè)備研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞分析表明污泥干化領(lǐng)域研究涉及污泥干化、脫水、消化等處理方法;污泥焚燒、制水泥、制肥料等污泥資源化處置方法;重金屬、二噁英等二次污染防控等。

關(guān)鍵詞：文獻(xiàn)計(jì)量? 污泥干化? 污泥處理處置? 資源化利用

污水處理廠處理市政污水過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的市政污泥。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)市政污泥產(chǎn)生量將達(dá)到

6000萬(wàn)～9000萬(wàn)t[1]。市政污泥中重金屬、病原菌等有毒有害物質(zhì)極易對(duì)地下水及土壤等造成二次污染[2]。

國(guó)家高度重視市政污泥的治理工作，并于2015年印發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，其中明確提出：污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化處理處置。污泥處理處置方式對(duì)污泥含水率有較高要求，其中污泥用于填埋或混合填埋時(shí)，其含水率需至少達(dá)到60%以下;用于垃圾填埋覆蓋土?xí)r，需將含水率降低至45%;用作制磚等建筑材料時(shí)，需將含水率降至40%以下[3]。通常，污水處理廠脫水污泥的含水率為75%～80%[4]，高含水率制約了污泥的進(jìn)一步處理處置。

污泥干化可通過(guò)外源加熱的方式將污泥中的水分蒸發(fā)出來(lái)[5]，從而降低污泥含水率。目前，國(guó)內(nèi)外研究人員已針對(duì)污泥干化技術(shù)開(kāi)展了大量研究工作，并形成了眾多成熟的工藝，如傳統(tǒng)熱干化法、太陽(yáng)能干化法、微波干化法等。該文以中國(guó)知網(wǎng)為數(shù)據(jù)來(lái)源，通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，統(tǒng)計(jì)分析污泥干化研究論文，以期了解該領(lǐng)域的現(xiàn)狀、熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)的研究及技術(shù)開(kāi)發(fā)提供參考。

1? 研究方法

檢索方法：該文以中國(guó)知網(wǎng)（www.cnki.net）為數(shù)據(jù)來(lái)源，以檢索式“SU=‘污泥*（‘干化+‘干燥）ORAB=‘污泥*（‘干化+‘干燥）”進(jìn)行精確檢索，檢索時(shí)間為2019年8月30日。通過(guò)檢索，共獲取文獻(xiàn)3355篇，其中報(bào)紙文獻(xiàn)24篇，其余為會(huì)議、期刊和學(xué)位論文。文獻(xiàn)信息統(tǒng)計(jì)依靠Noteexpress軟件和Excel軟件完成。

2? 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)文數(shù)量及年度變化趨勢(shì)

發(fā)文數(shù)量可在一定意義上反映該領(lǐng)域的發(fā)展速度和發(fā)展程度[6]。檢索結(jié)果顯示，研究污泥干化的論文總數(shù)為3331篇，其中期刊論文2372篇，學(xué)位論文762篇，會(huì)議論文197篇。期刊、學(xué)位與會(huì)議論文的年度發(fā)文數(shù)量變化趨勢(shì)如圖1所示。

污泥干化領(lǐng)域期刊論文最早發(fā)表于1974年。而在1975—1995年間，期刊論文發(fā)表數(shù)量較少（年發(fā)文數(shù)量低于10篇），說(shuō)明該領(lǐng)域還未引起足夠的關(guān)注。1997年后，期刊論文發(fā)文數(shù)量穩(wěn)步上升，并于2005年后進(jìn)入快速發(fā)展階段。2004年，清華大學(xué)環(huán)境系和中國(guó)水網(wǎng)以“污泥處理處置技術(shù)路線”為主題聯(lián)合主辦了第一屆水業(yè)高級(jí)技術(shù)沙龍，并發(fā)布了“污泥處理處置的認(rèn)識(shí)誤區(qū)與控制對(duì)策”綠皮書(shū)[7]，在一定程度上推動(dòng)了污泥處理處置領(lǐng)域研究的發(fā)展。2014年，期刊論文發(fā)表數(shù)量達(dá)到峰值（211篇）。但是在2016年后，期刊論文發(fā)文數(shù)量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。

污泥干化領(lǐng)域?qū)W位論文和會(huì)議論文最早發(fā)表于2001年，之后學(xué)位論文和會(huì)議論文的發(fā)文量呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)。學(xué)位論文發(fā)文數(shù)量在2015年達(dá)到峰值（98篇），會(huì)議論文發(fā)文數(shù)量在2012年達(dá)到峰值（30篇）。峰值之后，學(xué)位論文和會(huì)議論文發(fā)文數(shù)量明顯下降。

總體而言，研究污泥干化的論文數(shù)量呈先上升后下降趨勢(shì)。某一領(lǐng)域論文發(fā)表數(shù)量的年度變化趨勢(shì)在一定程度上可揭示該領(lǐng)域研究熱度的增減情況[8]，污泥干化領(lǐng)域的研究熱度與2014—2016年相比有所降低。

2.2 主要發(fā)文作者分析

（1）期刊論文作者分析。

發(fā)表期刊論文數(shù)量前5的作者（共6名）均為來(lái)自高校的研究人員，其中浙江大學(xué)研究人員4名，分別是王飛老師（22篇）、嚴(yán)建華老師（20篇）、翁煥新老師（17篇）和池涌老師（15篇）。大連民族大學(xué)崔玉波老師和南昌航空大學(xué)張緒坤老師也發(fā)表有較多數(shù)量的期刊論文，分別為17篇和15篇。

（2）學(xué)位論文指導(dǎo)老師分析。

762篇學(xué)位論文共計(jì)由677名導(dǎo)師指導(dǎo)完成。其中，指導(dǎo)學(xué)位論文數(shù)量前5的老師分別是張緒坤老師（14篇）、翁煥新老師（13篇）、嚴(yán)建華老師（12篇）、王飛老師（12篇）、李愛(ài)民老師（大連理工大學(xué)，11篇）。

（3）會(huì)議論文作者分析。

197篇會(huì)議論文的作者共計(jì)255名，其中俞銳（杭州市城市建設(shè)科學(xué)研究所）發(fā)表4篇，胡芝娟（天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）發(fā)表3篇，另有16名作者發(fā)表會(huì)議論文2篇。

2.3 論文來(lái)源期刊分析

論文來(lái)源期刊分析有助于研究人員準(zhǔn)確把握該領(lǐng)域的核心期刊，為其資料收集和論文撰寫(xiě)提供參考[9]。2372篇期刊論文共計(jì)來(lái)源于670種期刊，其中刊載論文數(shù)量前5的期刊分別是《中國(guó)給水排水》（163篇）、《給水排水》（90篇）、《環(huán)境工程學(xué)報(bào)》（78篇）、《環(huán)境工程》（50篇）和《廣東化工》（41篇）。《中國(guó)給水排水》和《給水排水》是我國(guó)水行業(yè)的權(quán)威期刊;《環(huán)境工程學(xué)報(bào)》和《環(huán)境工程》是我國(guó)環(huán)境工程領(lǐng)域權(quán)威期刊;《廣東化工》是綜合性化工期刊。

2.4 高被引論文分析

高被引文獻(xiàn)在一定程度上代表著特定領(lǐng)域的研究水平以及相應(yīng)機(jī)構(gòu)與作者的科研能力[8]。被引數(shù)最高的5篇論文的詳細(xì)信息如表1所示。5篇論文均為綜述性期刊論文。其中，被引數(shù)最高的《國(guó)內(nèi)外污泥熱干燥工藝的應(yīng)用進(jìn)展及技術(shù)要點(diǎn)》介紹了國(guó)內(nèi)外污泥干化設(shè)備的研究進(jìn)展、常用工藝類型及其工作原理，分析了各種工藝設(shè)備的優(yōu)、缺點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)，歸納總結(jié)了污泥干燥設(shè)備選型和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。

《城市污泥干燥研究進(jìn)展》簡(jiǎn)述了城市污泥的干燥特性，并對(duì)比分析了各種干燥方法的優(yōu)缺點(diǎn)。《幾種國(guó)外城市污水處理廠污泥干化技術(shù)及設(shè)備介紹》闡述了歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家的污泥干化設(shè)備的工作原理、工藝流程及各種干化設(shè)備的特點(diǎn)。《污泥處理與資源化利用方案選擇》概述了幾種主要的污泥處理和利用方案，并簡(jiǎn)述了污泥利用方案選擇時(shí)需考慮的因素。《國(guó)外污泥干化技術(shù)進(jìn)展》則基于實(shí)際考察，并結(jié)合污泥干化的技術(shù)要點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹了國(guó)外干化技術(shù)和設(shè)備的進(jìn)展。

2.5 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞由論文作者提供或期刊編輯補(bǔ)充，用于表述論文的核心內(nèi)容。對(duì)論文關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，有助于尋找該領(lǐng)域內(nèi)研究重點(diǎn)和趨勢(shì)。3331篇論文共有關(guān)鍵詞6367個(gè)，出現(xiàn)次數(shù)為16101次。除“污泥”“污泥干化”“污泥處置”等無(wú)實(shí)質(zhì)意義的關(guān)鍵詞外，其他關(guān)鍵詞可基本反映研究熱點(diǎn)。

某一個(gè)關(guān)鍵詞通常還有其他類似表述，如和“焚燒”相關(guān)的關(guān)鍵詞還有污泥焚燒、燃燒、混燒、焚燒發(fā)電、干化混燒等。因此，該文將類似關(guān)鍵詞統(tǒng)一計(jì)數(shù)，并歸類分析。

（1）污泥處理方法。

污泥干化需要利用熱能將污泥中的水分蒸發(fā)[10]，主要有熱干化、生物干化、太陽(yáng)能干化等方式。不同污泥干化方式以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為：“熱干化”166次，“生物干化”110次，“太陽(yáng)能干化”68次，“微波干化”20次。

污泥處理方式還包括脫水、消化、堆肥、熱解、水解等。不同污泥處理方式以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為：“脫水”436次，“消化”131次，“堆肥”102次，“熱解”146次，“水解”34次。

（2）污泥處置方法。

我國(guó)對(duì)固體廢物的處理處置采用減量化、資源化和無(wú)害化原則。其中，資源化可有效回收固體廢物中可利用成分，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。“資源化”以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為214次。

目前，我國(guó)污泥資源化利用的方式包括焚燒發(fā)電、制水泥、制作肥料、沼氣利用等[11]。其中，污泥焚燒包括污泥單獨(dú)焚燒、燃煤電廠或垃圾焚燒發(fā)電廠摻燒等。“焚燒”以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為520次。“水泥”以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為120次，“肥料”以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為22次;“沼氣”以關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)為18次。

（3）二次污染防控

“重金屬”出現(xiàn)135次，說(shuō)明研究人員對(duì)污泥中重金屬污染問(wèn)題已有關(guān)注。在污水處理過(guò)程中，70%～90%的重金屬元素通過(guò)吸附或沉淀作用轉(zhuǎn)移到污泥中[12]。污泥中的重金屬不可降解，污泥后續(xù)處置可能導(dǎo)致重金屬在食物鏈中富集，并最終危害人體健康。“二噁英”出現(xiàn)22次。污泥中含氯有機(jī)物含量較高，可通過(guò)高溫分解或不完全燃燒產(chǎn)生二噁英[13]。因此，在污泥干化及后續(xù)處理處置過(guò)程中，需密切關(guān)注重金屬、二噁英等污染防控。

3? 結(jié)語(yǔ)

該文基于知網(wǎng)檢索結(jié)果，利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，統(tǒng)計(jì)分析污泥干化領(lǐng)域研究論文。總體上，污泥干化領(lǐng)域研究論文數(shù)量呈先上升后下降趨勢(shì);浙江大學(xué)、南昌航空大學(xué)、大連民族大學(xué)的老師在該研究領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量較多;刊載論文數(shù)量前5的期刊分別是《中國(guó)給水排水》《給水排水》《環(huán)境工程學(xué)報(bào)》《環(huán)境工程》《廣東化工》;高被引論文多為綜述性論文，并側(cè)重于歸納總結(jié)國(guó)內(nèi)外污泥干化技術(shù)和設(shè)備研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞分析表明污泥干化領(lǐng)域研究涉及污泥干化、脫水、消化等處理方法，污泥焚燒、制水泥、制肥料等污泥資源化處置方法，重金屬、二噁英等二次污染防控等。

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