城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置用于土地改良的思考

時(shí)間：2008-06-11 來源：天津水工業(yè)工程設(shè)備有限公司 作者：趙麗君　王慶文 王立彤

資料來源：天津水工業(yè)工程設(shè)備有限公司

摘　　要：據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，我國土地總面積居世界第三位，人均占地僅為世界人均的1/3；森林覆蓋率約為12.5%（世界平均22%），人均林地1.8畝，在世界排名121位；已利用土地中耕地占有耕地面積7%，居第三位，人均只及世界人均的30%，養(yǎng)活著全球22%的人口。目前我國的耕地不但占有量少，而且還在逐年下降。

Abstract：

關(guān) 鍵 字：城鎮(zhèn)污水處理廠;污泥處置;土地改良;思考

1、概述

    據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，我國土地總面積居世界第三位，人均占地僅為世界人均的1/3；森林覆蓋率約為12.5%（世界平均22%），人均林地1.8畝，在世界排名121位；已利用土地中耕地占有耕地面積7%，居第三位，人均只及世界人均的30%，養(yǎng)活著全球22%的人口。目前我國的耕地不但占有量少，而且還在逐年下降。 “六五”期間我國平均每年凈減耕地700畝，1986年《土地管理法》頒布施行后，情況有所好轉(zhuǎn)，但1991年后又在大幅度減少，土地資源匱乏是顯而易見的。同時(shí)，我國也是產(chǎn)煤大國，其他金屬和非金屬礦藏的開采也具相當(dāng)規(guī)模，有大量的礦區(qū)土地未加改良；修筑鐵路、公路和修浚港灣航道以及其他基本建設(shè)，有大量的取土坑及挖出物需要恢復(fù)植被；平整土地、修筑梯田，有許多生土熟化問題；森林火災(zāi)、采伐的林地，需要恢復(fù)林木，還有相當(dāng)數(shù)量的鹽堿地、灘涂地、沙化地等極待土壤改良復(fù)墾。

    另一方面，城鎮(zhèn)污水處理廠處理過程中，必然會(huì)產(chǎn)生大量污泥，既會(huì)造成污染，又可進(jìn)行綜合利用。污泥中所含的有機(jī)物是有效的生物能源；污泥中的有機(jī)物分解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)可以改良土壤，避免板結(jié)，干燥污泥還可以作為工程回填土；而污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農(nóng)作物生長不可缺少的營養(yǎng)物。因此，污水污泥的處理處置與污泥資源化的相結(jié)合，必將成為城鎮(zhèn)污水污泥的最終出路。在大多數(shù)國家中，特別是發(fā)展中國家，污泥土地利用和衛(wèi)生填埋經(jīng)常是污泥處置的主要途徑。我國是一個(gè)發(fā)展中的國家，又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，城市污水污泥的土地利用目前應(yīng)是一項(xiàng)重要的技術(shù)政策，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2、污泥土地改良機(jī)理

    改良土地的近期目的是恢復(fù)植被及防止沖刷，長遠(yuǎn)目標(biāo)是建立與穩(wěn)定土壤生態(tài)系統(tǒng)。

    美國EPA認(rèn)為土地改良作為污泥土地處置的一種，目的是為了獲得最大程度的污泥施用率（可高達(dá)220～900Dt/ha.a）。污泥連續(xù)的施用到土壤中，在土壤中微生物的作用以及不斷進(jìn)行的降解作用、吸附作用、揮發(fā)擴(kuò)散作用、氧化還原、過濾、滲透等物理化學(xué)作用中，污泥中的有機(jī)物，包括部分有機(jī)污染物質(zhì)被降解，重金屬被固定去除，土地起到了處理系統(tǒng)作用。由于大量地、重復(fù)地施用污泥，專用處置場通常用來種植不進(jìn)入人類食物鏈的植物，如玉米（用作生產(chǎn)工業(yè)酒精、工業(yè)原料等），或用來種植草皮及樹木已達(dá)到防蝕保土和改善環(huán)境（生態(tài)林）的作用。盡管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn)，但是，污泥中也含大量病原菌、寄生蟲（卵），以及銅、鋁、鋅、鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物。一般來說，污泥要作土地利用處置必須經(jīng)無毒無害化處理后（污水處理過程的凈化和污泥高溫堆肥），否則，污泥中的有毒有害物會(huì)導(dǎo)致土壤或水體污染。污泥用于土地改良與污泥的農(nóng)用、污泥的園林綠地施用在污泥泥質(zhì)的要求上應(yīng)有所不同，由于土地改良可以為污泥的進(jìn)一步穩(wěn)定化、礦化提供較長的時(shí)間和空間，所以污泥中對(duì)土壤不利的指標(biāo)可以適當(dāng)放寬一些，有利的指標(biāo)可以適當(dāng)降低一些，但污泥土地利用的物理、化學(xué)及生物反應(yīng)過程是一致的：即污泥中含有對(duì)土壤植物有益的多種化學(xué)元素、有機(jī)成分和營養(yǎng)物質(zhì)；鹽堿地、沙化地、廢棄礦場地、建筑廢渣場地為污泥中殘留的污染物提供一定的穩(wěn)定化、礦化作用和條件；它們與污泥的礦物組成有較大的相似性；污泥經(jīng)處理后，具有接近土壤的土力學(xué)特性。

3、污泥土地改良的安全性

3.1重金屬及其化合物

    施用污泥的安全主要指重金屬及其化合物。目前，世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有109種，其中83中是金屬。比重大于5的稱重金屬，金屬元素與其它元素生成化合物，一般多為硫化物、氯化物或與一氧化碳結(jié)合生成的鹽類。

    全球大氣、水、土壤環(huán)境受到自然發(fā)生源和人類活動(dòng)的中金屬污染。由于重金屬本身的系統(tǒng)毒性，造成的污染是危害極大的，有機(jī)金屬化合物可通過血腦屏障侵犯神經(jīng)組織，如鉛、汞、砷等金屬和類金屬中毒；氧化鎘、氧化鉻、三氧化二砷、氧化硒等引起呼吸系統(tǒng)中毒；砷中毒性胃腸炎近似霍亂，氯化鋇、硫酸鎘、硫酸鎂、氯化鋅、銻鹽類等均可引起急性腸胃炎，嚴(yán)重著可發(fā)生休克；中毒性肝炎由砷、硒、汞、鈹、鋁、鉈等毒物引起；其他如循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、血液和造血系統(tǒng)均可能遭受重金屬入侵而發(fā)病；更有甚者，某些重金屬的過量吸入，造成致畸、畸胎、致癌、致突變。重金屬超量會(huì)致病，如鉬過量引起的痛風(fēng)；缺乏也導(dǎo)致疾病，如鋅缺乏導(dǎo)致侏儒、皮膚色素沉著，錳缺乏造成骨骼畸形等。但微量元素和某些重金屬是人體每日必需的，鎘、鉻、鋅、汞、鎳、錳、鉛、銅等是人體組織內(nèi)常見的重金屬元素。

    城鎮(zhèn)污水處理廠在污水處理過程中，除了生物合成所需的微量元素外，含在水里大量的重金屬及有毒有害物質(zhì)，會(huì)隨污泥沉積下來，即使污泥經(jīng)過穩(wěn)定化處理（包括污泥厭氧消化、好氧消化），重金屬及有毒有害物質(zhì)也不會(huì)得到有效地降解。在污泥用于土地改良時(shí)要避免對(duì)土壤植物系統(tǒng)、地表水、地下水系統(tǒng)、產(chǎn)生危害，以致對(duì)環(huán)境和通過土壤—食物鏈對(duì)人類健康造成風(fēng)險(xiǎn)。重金屬的毒性對(duì)土壤的影響，因其危害程度不同控制其濃度而有所不同，各個(gè)國家也因其國情各異。主要重金屬包括Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、As、Zn、Cu、B九項(xiàng)(美國40CFR 503不設(shè)B)。

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