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污水污泥有机质成分的研究

1.污水的处理工艺与污水污泥的形成污水污泥是指污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物。它不同于江、河、湖、海、塘、沟、渠的底泥(常称之为淤泥),也不同于上水(饮用水)处理后的污泥。根据污水处理程度又分为一级、二级和三级处理。一级处理是指污水通过格栅截留粗大杂物,再经曝气沉沙池除去砂粒,流人初沉池沉降分离污水中悬浮物,从而使水质得到部分净化的工艺。强化一级处理则是在普通一级处理的基础上结合添加化学絮凝剂来使污水得到净化。二级处理则是指通过一级处理后的出水进入接种有活性污泥(指含大量好气微生物的絮状菌体胶团)的生物反应池(如曝气池,氧化沟等),在不断供氧条件下,经6~8h生化处理再流人二次沉淀池,泥水静止分离后,污水得到净化的处理工艺。三级处理则是在二级处理工艺上附加脱磷脱氮生化处理的工艺。目前,我国污水处理厂污水处理工艺以二级为主。从二次沉淀池中排出的污泥称为二沉污泥,但多数污水厂排出的污泥都是一沉污泥和二沉污泥的混合物。对于采用活性污泥法处理工艺的污水处理厂,污泥(含水97%左右)的产生量通常占污水量的0.3%一0.7%。污泥经过厌(好)氧消化处理后,称之为厌(好)氧消化污泥。这些消化的或未消化的污泥通常需要进一步采用压滤或离心脱水形成含水75%一80%的脱水污泥,以利于后续处理处置,目前,我国城市污水处理厂约450座,年产生污泥300万t(干物质计)。

2.污水污泥的基本组成与性质不同的污水处理厂由于采用的污水处理工艺,污水来源与性质的不同,产生的污泥组成与性质差异大。一般地,工业污水所占比例越大,污染物含量越高;而生活污水所占比例越大,有机质和植物养分含量高,污染物含量低。污水二级处理后产生的污泥其有机质和养分含量比一级处理的:污泥要高。我国绝大多数城市污泥中有机质含量在20%~60%之间,全氮在2%~7%全磷(P)在0.7%~1.4%,比一般的农家肥养分丰富,而与鸡粪相似。但污泥中钾含量通常较低,多数在0.2%一0.5%之间。此外,污泥中重金属种类较多,含量也较高,是污泥农用更大的障碍因素。污泥中还存在各种病原物,以大肠杆菌为指标,其数量相当于10MPN,蛔虫卵可达l~7个/500g液体污泥。近年来,一些研究者还从污泥中检出一些微量的难降解有机污染物,如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等。因此,污泥农用要谨慎。

污水污泥在物理性质上与其他有机肥如畜禽粪便不同。由于二级污水处理厂排出的污泥主要由微生物菌体胶团组成,颗粒细小,蛋白质含量高,亲水性强,因此,脱水污泥(含水75%一80%)可塑性高,进一步采用机械脱水十分困难,而污泥干化后却又变得十分硬结,因此脱水污泥土地利用前常需要改良其不良的物理性质,如采用堆肥化方法。

3.污泥农用的肥料效果与环境问题污泥农用能明显提高土壤肥力。由于污泥有机质、氮、磷养分高,其中80%左右的氮磷均为有机态,养分供应具有缓速兼备的特点,因此,施用污泥明显有利于作物长势长相,表现在生物量和株高增加,叶片肥厚。对于粮食作物,用当季,污泥氮至少可替代80%化肥氮,而不会造成作物的减产。而且污泥的残效明显,对后季作物的生长有好的作用。与施用化肥的处理相比,施用污泥还明显使土壤容重下降,孔隙率、土壤有机质、全氮磷及有效态氮磷等均有明显升高,提高了土壤肥力。

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