有機肥料廠廢棄污泥的污染物分析及處置

贠守寶

(六安市舒城縣生態(tài)環(huán)境分局,安徽 六安 231300)

生態(tài)環(huán)境保護，功在當(dāng)代，利在千秋；治理環(huán)境污染，改善人居，利國利民。對養(yǎng)殖業(yè)污染物和城市生活污泥的資源化處理，既減少了環(huán)境污染，保障了環(huán)境安全，又強化了變廢為寶，促進了經(jīng)濟發(fā)展。土地利用是污泥實現(xiàn)資源化的一種重要處置方法，也是目前最普遍的方式，剩余污泥含有較為豐富的微生物，其新陳代謝對土壤的理化性狀有所改善，生物間的物理化學(xué)反應(yīng)對農(nóng)田的酸堿性有緩沖作用；另外，污泥中含有的大量有機質(zhì)、氮磷鉀養(yǎng)分元素和多種植物生長所需的微量元素，有利于提高作物產(chǎn)量和減少化學(xué)肥料的使用[1]；利用動物糞便和生活污水處理廠污泥為原料生產(chǎn)的有機復(fù)合肥料，具有改良土壤質(zhì)地，增強土壤保水抗旱能力，同時增加農(nóng)作物的產(chǎn)量的作用[2]。因此，只要生產(chǎn)工藝規(guī)范，污染防治得當(dāng)，完全可以有效實現(xiàn)污泥資源化利用的目標[3-5]。值得注意的是，廢棄有機肥料廠堆存的半成品污泥，若不及時進行處理，將給周邊環(huán)境造成更加嚴重的二次污染和危害。研究以舒城縣某廢棄有機肥料有限公司堆存污泥為例，對污泥的各類污染物、衛(wèi)生學(xué)、理化和養(yǎng)分等指標進行分析測定，并與相關(guān)農(nóng)用污泥污染物控制標準進行比較，給出了合理的資源化處置建議。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

該有機肥料廠污泥來源為城市生活污水處理廠剩余污泥，剩余污泥按月送到有機肥料廠進行處理并進一步利用。首先置于晾曬場進行均攤、晾曬和充分攪拌，在含水率低于60%后送入發(fā)酵車間進一步與動物糞便混合發(fā)酵。目前晾曬場留存有5堆總體積約為1 090 m3的污泥，編號1#～5#，每堆污泥均呈長條狀梯形柱體堆存，由防水薄膜覆蓋，各堆污泥尺寸如圖1所示。發(fā)酵車間有1堆(6#)未混合動物糞便的污泥，呈分散狀堆放。

圖1 污泥堆存示意圖

根據(jù)污泥堆存現(xiàn)狀，晾曬場地的1#～5#號堆污泥，每堆污泥沿長軸方向布設(shè)2個采樣區(qū)采集2個混合樣品，分別位于污泥堆1/3和2/3處，6#污泥設(shè)1個采樣區(qū)采集1個混合樣。每個采樣區(qū)以計劃樣點為中心，半徑2 m范圍內(nèi)采集不同位置和深度的6件分樣品組成一個混合樣品，每件混合樣品總重量不少于1 500 g，總計采集12個樣品(包含平行樣品1件)。

1.2 檢測與分析方法

本次共檢測污泥污染物指標11項：鎘、汞、鉻、銅、鉛、鋅、鎳、砷、苯并[a]芘、多環(huán)芳烴(PAHs)、礦物油；污泥產(chǎn)物衛(wèi)生學(xué)指標2項：蛔蟲卵、糞大腸菌群菌值；污泥產(chǎn)物理化指標3項：pH、含水率、有機質(zhì)；污泥產(chǎn)物的養(yǎng)分指標3項：總氮、總磷、總鉀。不同指標按相應(yīng)的國家標準進行檢測。

銅、鋅、鎳、鉛、鉻含量：按《土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定火焰原子吸收分光光度法》(HJ491-2019)[6]標準方法進行檢測；砷、汞含量：按《常壓消解后原子熒光法城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)[7]標準方法進行檢測；鎘含量：按《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》(GB/T17141-1997)[8]標準方法進行檢測；苯并[a]芘和多環(huán)芳烴：按《土壤和沉積物多環(huán)芳烴的測定氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ805-2016)[9]標準方法進行檢測；礦物油：按《城市污水處理廠污泥檢驗方法紅外分光光度法》(CJ/T221-2005)[10]標準方法進行檢測；蛔蟲卵：按《糞便無害化衛(wèi)生要求附錄E蛔蟲卵檢查法》(GB7959-2012)[11]標準方法進行檢測；糞大腸菌群：按《糞便無害化衛(wèi)生要求附錄D堆肥、糞稀中糞大腸菌群檢測法》(GB7959-2012)[11]標準方法進行檢測；pH值：按《電極法城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)標準方法進行檢測；含水率：按《城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)標準方法進行檢測；有機質(zhì)：按《重量法城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)標準方法進行檢測；總氮：按《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)[12]標準方法進行檢測；總磷：按《氫氧化鈉熔融后鉬銻抗分光光度法城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)[13]標準方法進行檢測；總鉀：按《常壓消解后火焰原子吸收分光光度法城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T221-2005)[14]標準方法進行檢測。

2 分析結(jié)果與討論

2.1 污染物指標

提取烘干后樣品經(jīng)充分研磨，按照化驗項目規(guī)范確定的樣品制備目數(shù)，選擇過篩樣品，分別編號1#、2#、3#、4#、5#、6#，分析檢測樣品中的鎘、汞、鉻、銅、鉛、鋅、鎳、砷、苯并[a]芘、多環(huán)芳烴(PAHs)、礦物油等11項指標，每堆污泥各項分析指標采用所采樣品分析指標的平均值，所得各指標的最大值和平均值分析結(jié)果如表1所示。

表1 堆存污泥的各項污染物檢測含量(mg/kg)(最大值(平均值))

由于樣品污泥來自于污水處理廠，該廠以處理城市生活污水為主，偶爾會有少量的工業(yè)廢水排入城市污水管網(wǎng)，造成不同時間段的剩余污泥中重金屬的含量差別較大。將本次取樣分析結(jié)果與《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)[15]中污染物限值作對比，場地內(nèi)堆存的污泥中無機污染物鎘、汞、鉛、鉻、砷、鎳、銅的含量均低于A級污泥污染物限值，4號堆污泥中鋅的含量滿足A級污泥污染物限值要求，1#、2#、5#和6#污泥中鋅含量滿足B級污泥污染物限值要求，3堆污泥中鋅的含量3 706 mg/kg，超出B級污泥污染物3 000 mg/kg的限值23.5%。揮發(fā)性有機污染物苯并[a]芘和多環(huán)芳烴在所有的污泥中均未檢出。所有堆存的污泥中礦物油的含量均超過A級污泥污染物限值，滿足B級污泥污染物限值要求。

2.2 衛(wèi)生學(xué)指標

提取烘干后樣品，經(jīng)充分研磨，按照化驗項目規(guī)范確定的樣品制備目數(shù)，選擇過篩樣品，分別編號1#、2#、3#、4#、5#、6#，分析檢測樣品中衛(wèi)生學(xué)指標，結(jié)果如表2所示。由表2分析可知，與《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)中衛(wèi)生學(xué)指標對比，場地內(nèi)堆存的所有污泥均滿足衛(wèi)生學(xué)指標。

表2 堆存污泥的衛(wèi)生學(xué)指標

2.3 污泥產(chǎn)物理化指標分析

提取烘干后樣品，經(jīng)充分研磨，按照化驗項目規(guī)范確定的樣品制備目數(shù)，選擇過篩樣品，分析檢測樣品中理化指標，結(jié)果如表3所示。與《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)中污泥的理化指標對比，1#堆污泥的pH為8.8，超出5.5～8.5的標準限值，其他堆的污泥均滿足標準限值；4#、5#堆污泥的含水率分別為64.1%和62%，分別超出標準限值4.1%和2%；污泥的有機質(zhì)含量均大于20%的標準限值。

表3 堆存污泥的理化指標(最大值/平均值)

2.4 有機肥營養(yǎng)指標分析

提取烘干后樣品，經(jīng)充分研磨，按照化驗項目規(guī)范確定的樣品制備目數(shù)，選擇過篩樣品。分析檢測樣品中理化指標，結(jié)果如表4所示。由表4中數(shù)據(jù)可知，與《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)中有機肥料的技術(shù)指標對比，除3號樣品氮、磷、鉀總養(yǎng)分比例達不到5%的標準要求外，其他均滿足要求。

表4 堆存污泥的理化指標(最大值/平均值)

綜合表1～表4的分析結(jié)果，6#堆樣品的20個檢測指標，2#、6#樣品各項指標達到要求；1#樣品pH平均值8.8，比標準值5.5～8.5偏大，呈弱堿性；3#樣品鋅含量3 706 mg/kg，比限值3 000 mg/kg超標23.5%；4#、5#樣品含水率分別超出4.1%和2%，其余指標合格。

3 結(jié)論

通過對堆存污泥采集樣品的檢測結(jié)果分析，場地內(nèi)堆存的污泥可做以下處置：

2#和6#堆存污泥滿足《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)B級污泥處置條件，適用于園林、牧草地、不種植食用農(nóng)作物的耕地。

4#和5#污泥需要進一步晾曬，降低污泥含水率至60%及以下，1#堆污泥需作適當(dāng)中和處理，降低污泥pH值至標準限值，可滿足《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)B級污泥處置條件，適用于園林、牧草地、不種植食用農(nóng)作物的耕地。

3#堆污泥鋅含量超出《農(nóng)用污泥污染物控制標準》(GB4284-2018)B級污泥限值，需要對污泥進行處理，降低鋅的含量至3 000 mg/kg以下后方可用于園林、牧草地、不種植食用農(nóng)作物的耕地。但滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GBT23485-2009)[16]污泥處置條件和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(zhì)》(GBT24600-2009)[17]各項指標，可進入生活垃圾衛(wèi)生填埋廠與生活垃圾共同處置或用于鹽堿地、沙化地、廢棄礦場土壤的改良。

場地內(nèi)達標污泥，用于城鎮(zhèn)綠地系統(tǒng)建設(shè)和養(yǎng)護時，要確保污泥無明顯臭味；污泥使用時，年用量累積不超過7.5 t/hm2，連續(xù)使用不得超過5年；為了防止對地表水和地下水的污染，在坡度較大和地下水位較高的地點不能使用污泥，在飲用水水源保護地帶嚴禁使用污泥；污泥使用后，要注意對使用地的地下水和土壤進行跟蹤監(jiān)測，確保滿足《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)[18]和《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準》(GB15618-2018)[19]的規(guī)定。