填埋場污泥基本特性分析

[摘要]：通過對填埋場污泥的基本特性進行分析，初步判斷污泥的可農(nóng)用性及資源化再利用條件。對于國內(nèi)污泥的污染問題提供了更為可靠的基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)和科學的理論分析。結(jié)果表明，污泥含水率均值為48.02 %，養(yǎng)分含量較少，該填埋場污泥可能達不到農(nóng)用的要求，需要將其進行改良處理后才有可能被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中。

[關(guān)鍵詞]：填埋場污泥；有機質(zhì)；燃燒熱值；農(nóng)用可行性

[引言]：污泥中含有多種能夠促進植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，同時也含有可改善土壤性質(zhì)和生物學特性的多種有機質(zhì)及腐殖質(zhì)。相關(guān)研究表明，我國污泥的有機質(zhì)平均含量為38.4 %，有機質(zhì)含量超過土壤高肥力指標（有機質(zhì)量≥1.7 %），營養(yǎng)成分含量也高于一般農(nóng)家肥[1]。污水的來源、處理工藝、城市居民的生活水平和飲食的結(jié)構(gòu)不同等導致城市污泥的養(yǎng)分含量有所差別，同一城市的不同污水處理廠污泥有機質(zhì)和養(yǎng)分含量也不同[2，3]。目前，國內(nèi)外對于污泥的處置其中就包括污泥的熱化學處理法，此方法的特點在于無害化徹底、處理迅速、占地相對較少，并且能將處置后的污泥進行資源化回收利用，是一種很有發(fā)展前景的污泥處置方式[4]。城市污泥需要一種處置量大、環(huán)境安全和經(jīng)濟可行的處置方式，事實證明，污泥農(nóng)用正是一種具有廣闊前景的處置方式。

1材料與方法

1.1污泥來源與樣品預(yù)處理

本研究中污泥樣品的采集來源于上海某生活垃圾填埋場，目前填埋場的污泥主要來源于上海某污水處理廠。確定固定區(qū)域的采樣點位，對于垃圾填埋場填埋后的污泥進行每周2次的取樣，連續(xù)進行半年的污泥采樣檢測分析，共采集到46個污泥樣品。

樣品預(yù)處理：將污泥置于105 ℃烘箱中經(jīng)過6～8 h干燥，取干燥后的污泥樣品進行研磨，過0.25 mm篩后在干燥器中保存待用。

1.2含水率測定

準確稱取干燥前樣品的質(zhì)量m1，干燥后樣品質(zhì)量為m2，則樣品含水率為：

1.3有機碳（TOC）測定

稱取干燥沉積物樣品1.0 g，均勻平鋪于陶瓷方舟內(nèi)。加約1 mL 1 mol/L 的稀鹽酸排除無機碳直至沒有氣泡產(chǎn)生， 將加鹽酸的樣品置于60 oC烘箱干燥4 h。采用multi N/C 2100聯(lián)用固體模塊測定樣品中TOC 含量。

1.4污泥燃燒熱值測定

本研究中污泥的熱值采用的是氧彈熱量法測定。稱取1.0 g樣品放于金屬容器中部，纏繞好點火絲，置于已加入10 mL去離子水的氧彈中，充入氧氣，壓力設(shè)定為2.8 MPa，點火熱126 J。

2結(jié)果與分析

2.1 含水率

對采取的46個污泥樣品進行含水率的測定分析，結(jié)果如圖1所示：

圖1 污泥樣品含水率分布

從圖中可以看出污泥樣品的含水率都在30～60 %之間，平均含水率為48.02 %。

2.2 有機質(zhì)（TOC）含量

本研究中對于污泥樣品的有機質(zhì)（TOC）含量測定分析，結(jié)果如圖2所示：

圖2污泥有機質(zhì)（TOC）含量頻度分布

從圖中可以看出，污泥中有機質(zhì)（TOC）的含量基本上符合正態(tài)分布的特征，污泥樣品的TOC含量主要分布在16～22 %之間，TOC的算術(shù)平均值為18.33 %，即污泥的平均有機質(zhì)含量為183.3 g/kg。

2.3 污泥燃燒熱值

污泥熱值能夠?qū)ξ勰嗟奈锢硖匦赃M行定量的描述。為了確定填埋場污泥的熱值特性，將采樣的46個污泥樣品進行燃燒熱值分析，如圖3所示：

圖3污泥燃燒熱值分布

從圖3中可以看出，污泥的熱值分布在10000～15000 J/g，主要在13000 J/g到14000 J/g之間，樣品熱值的最小值為11031.82 J/g，最大值為15321.89 J/g，污泥樣品的平均值為13466.07 J/g。

3 結(jié)論

（1） 污泥含水率均值為48.02 %，低于國家城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)標準（CJ/T309-2009）中污泥農(nóng)用含水率60 %的最高限值。

（2） 污泥有機質(zhì)含量比污泥農(nóng)用國家標準（CJ/T 309-2009）中有機質(zhì)200 g/kg的最低要求稍低些，該污泥養(yǎng)分含量較少，因此，僅從有機質(zhì)分析含量來看，該填埋場污泥可能達不到農(nóng)用的要求，需要將其進行改良處理后才有可能被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中。

（3） 污泥中含有大量的有機質(zhì)，其燃燒能放出很高的熱量，可以使污泥在燃燒過程中無需添加或少添加輔助燃料，能夠保證污泥中耐熱降解的有機物基本分解，從而使污泥的熱能得到充分利用。

參考文獻

[1] 王碩， 鮑建國， 劉成林. 城市污泥特性研究與園林綠化利用前景分析[J]. 環(huán)境科學與技術(shù)， 2010， 33（6）： 238-241.

[2] Paulsrud B， Terje Nedland K. Strategy for land application of sewage sludge in Norway[J]. Water science and technology， 1997， 36（11）： 283-290.

[3] Baveye P， McBride M B， Bouldin D， et al. Mass balance and distribution of sludge-borne trace elements in a silt loam soil following long-term applications of sewage sludge[J]. Science of the total environment， 1999， 227（1）： 13-28.

[4] Werther J， Ogada T. Sewage sludge combustion[J]. Progress in energy and combustion science， 1999， 25（1）： 55-116.

作者簡介： 姓名：儲杰（1987～）；性別 ：男； 籍貫：安徽阜陽人； 現(xiàn)有職稱：助理工程師； 學歷：碩士研究生；單位：上海友聯(lián)竹園第一污水處理投資發(fā)展有限公司；主要研究方向：市政污水、污泥處理及資源化，