污泥土地利用概要課件

1、污泥土地處理3.4 污泥施用率3.5 污泥施用年限與有關(guān)控制規(guī)定第四章 污泥土地利用應(yīng)主意的問題4.1 重金屬、有毒有機(jī)物控制4.2 施用量與病原菌、寄生蟲監(jiān)控4.3 氮磷、鹽分影響4.4 標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)4.5污泥中重金屬消減技術(shù)第六章 污泥利用應(yīng)用實(shí)例6.1 農(nóng)田6.2 林地6.3 園林綠化6.4 其它3.4 污泥施用率 對(duì)于含有重金屬的污泥，施用不當(dāng)就可能使土壤、地下水受到重金屬的污染。因此，把污泥進(jìn)行土地利用的關(guān)鍵就是要確定一個(gè)合適的污泥施用率。根據(jù)多年研究成果并吸收國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，北京環(huán)科院郝得文等人提出計(jì)算污泥施用率的程序和計(jì)算模式，用以確定污泥施用率。該方法的實(shí)質(zhì)在于限定溶解性養(yǎng)分和重金屬

2、輸入量，以達(dá)到充分利用污泥中的養(yǎng)分，又能防止養(yǎng)分和重金屬污染環(huán)境；結(jié)合土壤中金屬背景含量和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，考慮污泥中重金屬含量；充分利用污泥中的養(yǎng)分和防止施用污泥造成污染，又考慮滿足污水處理廠對(duì)污泥施用場地使用年限的要求。污泥施用率的計(jì)算程序列于下圖.環(huán)境調(diào)查與測試土壤密度標(biāo)準(zhǔn)與要求污泥污染的確定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作物預(yù)期產(chǎn)量作物養(yǎng)分吸收率施用年限要求土壤重金屬殘留率土壤背景值測定重金屬含量有效養(yǎng)分含量重金屬限制參數(shù)的篩選養(yǎng)分限制參數(shù)的篩選確定土壤重金屬限定輸入量按土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)確定施用率按作物吸收養(yǎng)分量確定施用確定供設(shè)計(jì)選用的施用率 在保證不污染環(huán)境的條件下，充分利用污泥中的植物營養(yǎng)成分，是設(shè)計(jì)、

3、選用污泥施用率的基本原則。從利用污泥營養(yǎng)成分的角度，可將污泥施用率劃分為三種類型，現(xiàn)分述如下。1.一次性最大污泥施用率 把污泥作為土壤改良劑，改良有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量低的土壤，或復(fù)墾被破壞了的土地時(shí)，通常選用一次性最大污泥施用率（S1），以便盡快達(dá)到改良的目的。按作物需磷量確定的只施一次的污泥施用率為Sp1以干污泥計(jì)，t/(畝a）；按土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定的一次性最大污泥施用率Sgt/(畝a）。從不污染環(huán)境的角度出發(fā)，S1值選用Sp1和Sg中的低值。2.安全污泥施用率 把污泥作為固定肥源或復(fù)合肥料添加劑，長期施于農(nóng)田，通常選用安全污泥施用率（S2）。按作物需要氮量確定的污泥長期施用率SNL、安

4、全污泥施用率為Sa。一般選用Sa作為S2的值。3.控制性安全污泥施用率 根據(jù)土地要求，場地使用年限為20年，在給定年限內(nèi)每年施用污泥。在這種情況下，控制性安全污泥施用率（S3）采用SNL和控制性安全污泥施用率（Sk）中的低值作為S3?，F(xiàn)將污泥施用率的確定結(jié)果列下表供設(shè)計(jì)選擇的污泥施用率類型污泥施用率類型代號(hào)施用率一次性最大污泥施用率S1Sg=（Wh-B）Ts/C安全污泥施用率S2Sa=Wh(1-K) Ts/C控制性安全污泥施用率S3Sk=（KWh-BKj）（1-Kj）Ts/C 注：表中Wh為給定的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，mg/kg；B為該土壤重金屬的背景含量，mg/kg；K為該土壤重金屬的年殘留率，

5、%；Ts為耕層土壤干重，t/(畝a）；C為污泥限制性重金屬含量，mg/kg；j為給定的年限。 以北京市高碑店污水處理廠污泥為例，雖然污泥中銅和鋅的含量接近或超過了污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，但在北京郊區(qū)大興區(qū)龐個(gè)莊鄉(xiāng)農(nóng)田中施用時(shí)，污泥安全施用率為0.62t/(畝a）。在這種情況下，只要施用的污泥量不超過安全施用率，施用場地土壤重金屬的累積量就不會(huì)超過土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可以長期安全使用。3.5污泥施用年限與有關(guān)控制規(guī)定 污水污泥的土地利用，不僅可以消除污泥對(duì)環(huán)境的污染，又可以使其資源化而提高作物產(chǎn)量。但是，長期不合理的施用污泥，很可能導(dǎo)致土壤中重金屬元素的積累，進(jìn)而影響作物可食部分中有害物質(zhì)超標(biāo)，因此在污泥農(nóng)

6、用時(shí)一定要嚴(yán)格控制污泥的施用量和施用年限。若不考慮土壤中重金屬元素的輸出，把土壤中重金屬的積累量控制在允許濃度范圍內(nèi)，那么污泥施用年限就可根據(jù)下式計(jì)算。 式中，n為污泥施用年限；C為土壤安全控制濃度，mg/kg；W為每公頃耕作層土重，kg/ha；Q為每公頃污泥用量，kg/ha；P為污泥中重金屬元素含量，mg/kg。4.1重金屬、有毒有機(jī)物控制 城市污水污泥是良好的有機(jī)肥料資源，土地利用資源化前景廣闊。但是，污泥中存在多種毒性污染物，從而限制了污泥的利用。如果污泥中污染物含量超標(biāo)或使用不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致土壤污染、作物生長不良、產(chǎn)量下降，造成土壤、水體、植物的污染，甚至?xí)晦r(nóng)作物吸收后又通過食物鏈進(jìn)

7、入人體，從而影響人體健康。污泥中含有的重金屬包括銅、鎳、鎘、鉛、鋅、汞等。 在這些重金屬中，鎘和汞是主要控制污染物，所以世界各國在農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)中，Cd、Hg的最大允許濃度最小。芬蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，要使污泥土壤的鎘年負(fù)荷不超過0.02kg/ha，這樣是污泥年負(fù)荷降至4t/ha以下；美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于pH5%時(shí)，青菜中的Cu、Zn超過國家允許標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)施用量在10%以上時(shí)，Cd超標(biāo)。重金屬在植物體內(nèi)的積累規(guī)律大致為：根系莖葉籽粒和果實(shí)。 重金屬在土壤中往往有很大的遷移性。Breslin VT.將污泥作為土壤改良劑，進(jìn)行重金屬元素的前一研究，實(shí)驗(yàn)表明，Pb、Cu、Zn在土壤上層5cm的含量，與土壤改良劑使用

8、量成正比。在土壤使用改良劑后的16和52個(gè)月后，Pb、Cu、Zn仍然保留在圖層5cm，其在土壤水浸液中的組分較低，而Cd則在土層05cm、510cm的淋洗液中，仍可以檢出，這表明Cd的活性和淋溶較Pb、Cu、Zn要強(qiáng)，這也是污泥標(biāo)準(zhǔn)中Cd要嚴(yán)格控制原因之一。 Mcnab NJ.用污泥做土地處理試驗(yàn)表明，Hg僅限（010cm）上層土壤、下層土壤濃度很低。 Mcbride MB.等用含有重金屬污泥用于農(nóng)田，他們認(rèn)為僅僅幾年試驗(yàn)不能說明問題，而是在15年后，對(duì)重金屬的潛在移動(dòng)性、毒性程度以及土壤上層保留的營養(yǎng)元素進(jìn)行研究，用酸分解的感應(yīng)電偶等離子體光譜分析（ICP)及種子活化分析方法進(jìn)行測定。分析表

9、明，根據(jù)用土壤中鉻濃度作為原始污泥在土壤中濃度的指示劑測定元素的虧缺，測定出大多數(shù)施用污泥大約40%的Zn和Cu以及少于30%Cd和P,15年后已從土壤上層淋失，大約50%Hg、Ag和Au也已淋失；但15年后土壤表層的Zn和Cd，仍為植物可利用狀態(tài)，并通過物理、化學(xué)和生物過程，對(duì)地表水和地下水造成潛在性污染。 Werner W.等在德國隊(duì)土壤進(jìn)行30次污泥試驗(yàn)，結(jié)果表明，土壤和小麥籽粒中重金屬無明顯影響，但植物中Cd濃度有明顯增加。這些研究對(duì)控制污泥中重金屬污染起到警示作用。 據(jù)張?zhí)旒t的研究，污泥施入土壤后，一般重金屬存在于表層020cm范圍內(nèi)，這與國外一些學(xué)者的研究結(jié)果相一致； 據(jù)李香真的研

10、究，污泥中94%的水性Cu以帶負(fù)電荷的螯合物存在，而且主要是小分子量有機(jī)物，這種螯合作用，可提高Cu的遷移能力；李香真的研究還發(fā)現(xiàn)表土施入污泥后，顯著增加了Cu、Ni、Zn從土柱中的淋出量； 王鵬新對(duì)施用污泥土壤的研究發(fā)現(xiàn)，施用污泥后，土壤中有機(jī)態(tài)銅在各種形態(tài)中增加最多，而鎳則以碳酸鹽態(tài)分布增加最多； 魯艷兵認(rèn)為，進(jìn)入土壤的重金屬，在不同的土壤類型和不同的土壤條件下，形態(tài)分布各不相同，不同形態(tài)的重金屬對(duì)植物的有效性和毒性也不相同，其中以交換態(tài)與植物吸收關(guān)系最密切。 魯艷兵認(rèn)為，進(jìn)入土壤的重金屬，在不同的土壤類型和不同的土壤條件下，形態(tài)分布各不相同，不同形態(tài)的重金屬對(duì)植物的有效性和毒性也不相同，

11、其中以交換態(tài)與植物吸收關(guān)系最密切。 魯艷兵認(rèn)為，進(jìn)入土壤的重金屬，在不同的土壤類型和不同的土壤條件下，形態(tài)分布各不相同，不同形態(tài)的重金屬對(duì)植物的有效性和毒性也不相同，其中以交換態(tài)與植物吸收關(guān)系最密切。 魯艷兵認(rèn)為，進(jìn)入土壤的重金屬，在不同的土壤類型和不同的土壤條件下，形態(tài)分布各不相同，不同形態(tài)的重金屬對(duì)植物的有效性和毒性也不相同，其中以交換態(tài)與植物吸收關(guān)系最密切。 魯艷兵認(rèn)為，進(jìn)入土壤的重金屬，在不同的土壤類型和不同的土壤條件下，形態(tài)分布各不相同，不同形態(tài)的重金屬對(duì)植物的有效性和毒性也不相同，其中以交換態(tài)與植物吸收關(guān)系最密切。 污泥中有機(jī)污染物的研究工作已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家開展了很多年，我國在這方面

12、的研究工作還不是很多，但并不意味著我國的污水污泥中不含或少含有機(jī)污染物。北京高碑店污水處理廠的污泥中已經(jīng)檢測到35種含氮芳香族化合物，并有7種已經(jīng)定量化。 污水污泥含有的重金屬和有機(jī)污染物，是限制污泥能否進(jìn)行大規(guī)模土地利用的最重要因素，這2個(gè)領(lǐng)域的研究工作還有很多要做，包括污泥中重金屬的和有機(jī)污染物的表現(xiàn)形式以及污泥處理過程中它們的變化及對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響。然而，污泥質(zhì)量取決于污水廠處理的污水的質(zhì)量，因此也要從污染源著手，應(yīng)盡可能將工業(yè)污水和生活污水分開，分別在不同污水處理廠進(jìn)行處理。 一些生產(chǎn)部門排放的污水中含有一定的有機(jī)污染物，如聚氯二酚、多環(huán)芳烴以及農(nóng)藥的殘留物。這些物質(zhì)在污水和污泥的

13、處理過程中會(huì)得到一定程度的降解，但一般難以完全除去，在污泥的使用時(shí)還需考慮其可能產(chǎn)生的危害。4.2 施用量與病原菌、寄生蟲監(jiān)控 污泥的施用量 污水污泥的農(nóng)業(yè)利用，不僅可以消除污泥對(duì)環(huán)境的污染，也可使其資源化而提高作物產(chǎn)量。但是，不合理的施用污泥，很可能導(dǎo)致土壤中重金屬元素的積累，造成土壤資源的污染和危害人類的健康。一般說來某塊農(nóng)田適用污泥數(shù)量有一定限度，當(dāng)達(dá)到這一限度時(shí)，污泥的農(nóng)用就應(yīng)停止一段時(shí)間后再繼續(xù)進(jìn)行。具體的污泥施用量應(yīng)在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣候條件、地理環(huán)境、作物種類及土壤通話能力制定適合本地區(qū)特點(diǎn)的污泥施用額定負(fù)荷量，以確保污泥的農(nóng)田使用安全。對(duì)于酸性土壤和堿性土壤，污泥中重金屬

14、離子允許施用量有很大的區(qū)別。另外，對(duì)于適用污泥肥料的地域和作物有必要進(jìn)行連續(xù)的跟蹤研究，觀察重金屬離子是否會(huì)在土壤和作物中產(chǎn)生富集，富集的程度如何；在土壤中是否會(huì)產(chǎn)生淋溶運(yùn)動(dòng)；對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)、土壤的性質(zhì)造成什么樣的影響等。 城市污水處理廠污泥中含有大量的病原微生物和寄生蟲。在污泥的使用過程中，他們可通過各種途徑傳播，污染土壤、空氣、水源，并通過皮膚接觸、呼吸和食物鏈危及人、畜健康，也能在一定程度上加速植物病害的傳播。如不加以控制，則會(huì)對(duì)人、畜的健康造成危害。1.污泥中常見病原體 城市污水污泥中病原體主要來自人畜的糞便和食品加工廠，其含量與當(dāng)?shù)厝巳旱纳罘绞?、健康狀況和年齡結(jié)構(gòu)和污水處理工藝等密切

15、相關(guān)。這些病原體在污水處理的過程中，約有90%以上被濃縮富集在污泥里，因此，污泥中病原體種類和數(shù)量繁多。 據(jù)有關(guān)研究結(jié)果及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，污泥中存在的病原體至少含有24種細(xì)菌、7種病毒、5種原生動(dòng)物和6種寄生蟲卵，且以腸道細(xì)菌、病毒及寄生蟲卵最多，污泥中常見的病原微生物及寄生蟲卵見下表。污泥中常見的病原微生物及寄生蟲致病菌病毒寄生蟲卵沙門菌（傷寒、副傷寒）脊髓灰質(zhì)炎病毒（1、2型）圓線蟲型志賀菌艾柯病毒（7、17型）柯薩奇病毒（B1B5型）蛔蟲鞭毛蟲、毛細(xì)線蟲屬致病性大腸桿菌呼腸病毒弓蛔蟲屬埃希桿菌腺病毒（1、2型）弓蛔線蟲屬耶爾森菌輪狀病毒膜殼絳蟲屬梭狀芽孢桿菌甲肝病毒絳蟲屬 上表所列病原體在

16、生污泥、消化污泥、剩余活性污泥及混合污泥等污泥中均可存在，當(dāng)其土地利用時(shí)，病原體對(duì)人畜健康產(chǎn)生危害的主要途徑有：體表直接接觸，當(dāng)體表皮膚破損，污染物可通過傷口直接進(jìn)入人畜體內(nèi)；飲用水，雨水將污泥中的污染物沖刷進(jìn)入水體，當(dāng)人畜飲用污染水時(shí)，損傷人畜健康；空氣傳播，污泥中污染物進(jìn)入土壤后可能吸附于空氣中的微粒上，人畜通過呼吸道而進(jìn)入人畜體，危害健康。2.病原體污染的控制防止病原體傳播的根本措施在于源頭控制，即采用有效地措施對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化預(yù)處理，以提高污泥土地利用的衛(wèi)生條件。病原體對(duì)外界環(huán)境敏感，對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定化處理一般能使病原體滅活，不再具有污染外界環(huán)境和威脅人類健康的能力。常用穩(wěn)定化的方法主要有

17、消化處理、堆肥化處理、干燥處理、石灰穩(wěn)定法、熱處理和輻射消毒法等。 （1）消化處理 污泥中溫消化2530d能殺滅多數(shù)病原微生物，但對(duì)寄生蟲卵殺滅效果較差，不到40%；高溫消化不僅對(duì)病原微生物殺滅效果較好，而且對(duì)寄生蟲卵的殺滅率達(dá)95%100%，因此，高溫消化后的污泥，衛(wèi)生條件比較好，符合污泥土地利用的標(biāo)準(zhǔn)。 （2）堆肥化處理 堆肥處理因有高溫期（5570），且持續(xù)時(shí)間長，因此對(duì)污泥中病原微生物和寄生蟲卵的滅活效果明顯，根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，堆溫5060 持續(xù)67天，可達(dá)到進(jìn)一步殺滅殘余的病原體，這樣的污泥肥料在土地利用時(shí)，一般不會(huì)再存在衛(wèi)生學(xué)問題。 （3） 加熱干燥處理 干燥處理能有效地滅活去除城市污

18、水污泥中的致病菌及寄生蟲卵，極大地提高污泥的品質(zhì)，處理后的污泥完全符合污泥處理與利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是一種較好的病原體消毒滅菌的方法。 （4） 石灰穩(wěn)定法 致病微生物與寄生蟲卵對(duì)酸堿度極為敏感，因此利用石灰對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理不僅可以調(diào)理污泥以利于脫水、降低惡臭、鈍化有毒重金屬，還能殺滅致病微生物與寄生蟲卵，改善污泥的衛(wèi)生條件。有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)污泥pH值9時(shí)，脊髓灰質(zhì)炎病毒能明顯失活，pH值為11.5時(shí)，2h后能殺滅病原菌，當(dāng)pH值提高到12.5時(shí)，傷寒及沙門菌可在2h之內(nèi)全部殺滅，該法還對(duì)蛔蟲卵和絳蟲卵也有一定的殺滅效果。 （5） 輻射消毒法 輻射處理法對(duì)污泥進(jìn)行消毒，通常采用足夠劑量的X射線、r

19、射線等破壞微生物或病毒細(xì)胞中的核酸或核蛋白，從而達(dá)到病原體滅活目的。該方法具有以下優(yōu)勢(shì)：由于射線具有高度的穿透力，極短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到消毒的目的；該法可改變污泥的膠體性質(zhì)，提高污泥的沉降與脫水性能；可使有害的有機(jī)物的毒性降低或變成易降解的物質(zhì)；與其他消毒方法比較，除需控制處理時(shí)間外，不需考慮溫度、壓力、真空、濕度等其他因素。因此輻射法是一種頗有前途的污泥消毒方法，但處理成本高是其推廣應(yīng)用受限的一個(gè)重要因素。 （6） 熱處理消毒法 熱處理滅活微生物常采用巴氏消毒法，即在消化污泥中通入蒸汽，使溫度保持在70 ，持續(xù)3060min，對(duì)病原微生物及寄生蟲卵均有很好的殺滅效果，可達(dá)到衛(wèi)生無害化要求。 目前

20、，我國關(guān)于污泥農(nóng)業(yè)回用的有關(guān)衛(wèi)生學(xué)控制指標(biāo)還很不全面，我國農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)值（GB4284-84）中沒有將病原微生物和寄生蟲卵納入限制范圍，以后所制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如中國混合堆肥衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB7959-87）、中國農(nóng)田灌溉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5048-92）、中國城市生活垃圾堆肥處理廠技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)（CJ/T3059-1996）僅對(duì)大腸桿菌和蛔蟲卵的死亡率做了規(guī)定，其他病原體的相關(guān)限制尚未涉及，因此相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步完善。 對(duì)于污泥中病原體的控制，國外的經(jīng)驗(yàn)和管理措施主要有：king植物泥用區(qū)的供給通道2個(gè)月時(shí)間；控制家畜放牧?xí)r間為施用1個(gè)月以后；控制果蔬種植，使用過污泥（堆肥）的土壤不宜種

21、植生吃果蔬，宜在3年以后再種植；控制噴施過程，施用時(shí)不要與污泥直接接觸。若采用噴施方式，則噴灌設(shè)施應(yīng)遠(yuǎn)離居民住宅或道路至少50100m。4.3 氮磷、鹽分影響 一部分含鹽量高的污泥會(huì)明顯提高土壤的電導(dǎo)率，過更好的鹽分會(huì)破壞養(yǎng)分之間的平衡，抑制植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，甚至?xí)?duì)植物根系造成直接的傷害。離子之間的拮抗作用也會(huì)加速有效養(yǎng)分如K+、NO3-、NH4+等的淋失。一般而言，堆肥化會(huì)明顯降低鹽分，提高污泥的適用性。 污泥中通常含有豐富的N、P等各種養(yǎng)分，如果在降雨量較大地區(qū)的土質(zhì)疏松土地上大量使用，造成有機(jī)物分解速度大于植物對(duì)N、P的吸收速度，就很可能會(huì)隨水流失，進(jìn)入地表水體時(shí)會(huì)造成水體的富營養(yǎng)化，

22、進(jìn)入地下水時(shí)則會(huì)引起地下水的硝酸鹽污染。 對(duì)此，一些國家進(jìn)行了室內(nèi)外試驗(yàn)，我國山西省農(nóng)科院土壤肥料研究所張強(qiáng)等進(jìn)行了“城市污泥施入土壤后營養(yǎng)元素的淋洗及對(duì)土壤肥力和地下水影響”室內(nèi)模擬試驗(yàn)。結(jié)果表明在前幾個(gè)月內(nèi)，無論是熟化污泥或是生污泥，其NH4-N、NO3-N、NO2-N只有較少部分被淋洗，但在長時(shí)期內(nèi)，將會(huì)有大量氮淋洗到土壤或地下水。養(yǎng)分的遷移是一個(gè)需長期檢測研究的工作。 污泥中氮素以有機(jī)或無機(jī)狀態(tài)存在，它們與土壤膠體間發(fā)生著各種物理、化學(xué)、生物等綜合作用，一部分氮素形成N2、NO2而逸散到大氣中；另一部分經(jīng)消化作用而形成硝態(tài)氮隨水在土壤中移動(dòng)而污染地下水。4.4 標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī) 許多發(fā)達(dá)國家

23、已對(duì)污泥的處置利用制定了標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)。英國的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要有污泥中各項(xiàng)有毒有害物、pH值指標(biāo)的測定；污泥無害化、衛(wèi)生化、穩(wěn)定化處理后各項(xiàng)指標(biāo)值；土地類型及其性質(zhì)的測定；處理后的污泥土地適用范圍等。 美國聯(lián)邦政府對(duì)城市污泥的土地利用有嚴(yán)格的規(guī)定，在有機(jī)固體廢棄物（污泥部分）處置規(guī)定中，將污泥分為A和B兩大類：經(jīng)脫水、高溫堆肥無菌化處理后，各項(xiàng)有毒有害物指標(biāo)達(dá)到環(huán)境允許標(biāo)準(zhǔn)的為A累，可做肥料、園林植土、生活垃圾填埋坑覆蓋土等所有土地類型；經(jīng)脫水或部分脫水簡單處理的為B累污泥，只能作為林業(yè)用土，不能直接用于改良糧食作物耕地。 我國在20世紀(jì)80年代初，農(nóng)牧漁業(yè)部組織了一批科研院所和高等院校，進(jìn)行了“

24、農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)”研究大協(xié)作，并在1984年頒布了農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)（GB4284-84），列出了一些污染物的最大允許濃度。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，污泥施用的負(fù)荷不能超過30t/hm2；如果土地中任何一個(gè)無機(jī)化合物的含量接近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大值，那么污泥在這塊土地的施用年限不應(yīng)該超過20年；污泥不能使用到沙土地，也不能施用到地下水位高或飲用水源保護(hù)的地區(qū)；污泥土地利用前必須經(jīng)過堆肥或消化；污泥不能在蔬菜地或做飼料的草場施用時(shí)間超過一年；酸性土壤必須用石灰來修復(fù)；如果超過一種物質(zhì)的濃度接近標(biāo)準(zhǔn)，污泥的負(fù)荷應(yīng)該降低；如果莊稼的生長受到負(fù)面影響或者莊稼中的有害物質(zhì)的含量超過任何相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，污泥土地利用的活動(dòng)應(yīng)該被立

25、刻停止或者采取某些措施挽救土壤。這對(duì)農(nóng)業(yè)上的濫施污泥起到了一定控制作用。 但是，我國關(guān)于污泥施用的標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)還不健全，比如污泥農(nóng)業(yè)利用中關(guān)于重金屬的控制標(biāo)準(zhǔn)只是在研究小麥的基礎(chǔ)上建立起來的，很明顯這樣會(huì)存在片面性，因此這樣的標(biāo)準(zhǔn)有待于在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善。另一方面是要向社會(huì)各界大力傳播環(huán)保知識(shí)。污泥土地中的一個(gè)重要問題是，要讓廣大的污泥用戶了解科學(xué)施用污泥的利益和盲目施用污泥的危害，自覺地遵守污泥土地利用的環(huán)境法律法規(guī)和科學(xué)施用技術(shù)規(guī)范。4.5 污泥中重金屬消減技術(shù) 重金屬的溶解度小，性質(zhì)穩(wěn)定，難以除去，如果污泥中重金屬含量過高而沒有對(duì)其進(jìn)行有效控制，在土地利用的過程中進(jìn)入土壤就會(huì)

26、造成長期的危害，一旦造成了土壤的重金屬污染，要得到完全治理非常困難，可謂是得不償失。因此，污泥的土地利用要嚴(yán)格控制其中重金屬的含量，防止重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，降低重金屬污染可采用以下措施。（1） 源頭控制方法 對(duì)于污泥中的重金屬污染，最有效的措施是從源頭做起，即加強(qiáng)對(duì)各工業(yè)企業(yè)污水排放的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)有害工業(yè)廢水的局部除害處理，將生活污水和工業(yè)廢水嚴(yán)格分開處理，防止含有大量重金屬的工業(yè)廢水進(jìn)入城市排水管網(wǎng)中。只有將其進(jìn)行單獨(dú)處理，采取源頭控制的方法，才能真正解決重金屬污染，降低污泥土地利用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。 （2）對(duì)污泥中重金屬進(jìn)行預(yù)處理 降低污泥中重金屬含量的預(yù)處理方法主要有化學(xué)法、電化學(xué)法

27、和生物法。 化學(xué)法 常用去除污泥中重金屬的化學(xué)方法主要有利用酸化法提取重金屬和加入改良劑使重金屬穩(wěn)定化2種。酸化法去除重金屬是通過向污泥中投加H2SO4、HCI、HNO3等酸性化學(xué)物質(zhì)，降低污泥的pH值，是污泥中大部分重金屬轉(zhuǎn)化為離子形態(tài)溶出，然后經(jīng)過濃縮、脫水后得到的泥餅中重金屬含量可以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。但此法存在成本高、操作困難等問題，推廣應(yīng)用受到一定限制；在污泥堆肥中加入改良劑（如石灰等），可使重金屬鈍化，降低重金屬的遷移及生物有效性。 電化學(xué)法 電化學(xué)法主要是利用外加電場作用于被處理對(duì)象，使其內(nèi)部的礦物顆粒、重金屬離子及其化合物、有機(jī)物等物質(zhì)在通電的條件下發(fā)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，

28、通過電激發(fā)、電化學(xué)溶解、電遷移作用使重金屬以沉淀或金屬形式析出，加以回收。污泥中以離子態(tài)形式存在的重金屬可以采用電動(dòng)力修復(fù)技術(shù)去除，以化合態(tài)形式存在的重金屬則可采用隔膜電解法、結(jié)合化學(xué)法或生物方法使用電化學(xué)法。 生物法 生物法是利用微生物將污泥中難溶解的重金屬離子釋放并轉(zhuǎn)移到溶液相中，從而實(shí)現(xiàn)重金屬的生物脫毒的方法。同化學(xué)法比，該方法具有提取率較高（可達(dá)90%），投資費(fèi)用低，易于操作等優(yōu)點(diǎn)，因此，具有非常樂觀的應(yīng)用前景。路慶斌等以水稻為實(shí)驗(yàn)材料，研究了制革污泥在生物脫毒前后對(duì)旱作水稻生長和土壤環(huán)境的影響，結(jié)果表明，原始制革污泥對(duì)水稻的生長有明顯的抑制作用，產(chǎn)量比對(duì)照下降了27.0%；而經(jīng)脫毒后

29、的污泥對(duì)水稻的生長和分蘗有明顯的促進(jìn)作用，并使水稻苗期葉綠素含量、生物量（鮮重）和產(chǎn)量分別增加了17.30%、17.96%和16.95%；同時(shí)，脫毒后污泥的施用使土壤肥力增強(qiáng)，其中有機(jī)質(zhì)含量增加到29.79%，全氮含量提高20.0%。 （3）種植對(duì)重金屬不敏感的作物 不同種類的作物對(duì)重金屬元素的耐受能力不同，蔬菜的耐受力最差，谷類較高，草類最高。同種作物的不同部位積聚重金屬的量也不相同，一般來說，大多數(shù)作物各部位對(duì)重金屬的富集量通常存在如下規(guī)律：多積累于根部，其次是莖（葉）部，而中資、果實(shí)中的積累量最少，甜菜等根部的積累低于葉部而高于種子及果實(shí)。重金屬含量過高的污泥施用于種植葉類的菜地時(shí)需要嚴(yán)

30、格控制，以防止重金屬進(jìn)入食物鏈。 （4）選擇對(duì)植物生長最優(yōu)的污泥使用量，避免造成土壤中重金屬的積累 許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，過度超量、超標(biāo)施用污泥將導(dǎo)致重金屬在土壤中高出平均值的積累。通過計(jì)算，在最不利的情況下，也需要大約165年才能達(dá)到土壤負(fù)荷的限定值，并且在此種情況下，土壤并未毒化，只是在這塊土地上不能再使用污泥肥料。 污泥在農(nóng)田上循環(huán)利用，是最古老和最經(jīng)濟(jì)的方法。城市污水污泥農(nóng)用資源化有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。實(shí)踐證明，污泥農(nóng)用資源化是一種具有廣闊前景的污泥處置方法，一直深受世界各國重視。 美國農(nóng)用污泥的比例已經(jīng)從1982年的40%增至1992年的49%，其干污泥產(chǎn)品Milorganite已有6

31、5年的商業(yè)史，且市場競爭力還呈增強(qiáng)的趨勢(shì)。 目前，英國。法國、瑞士、瑞典和荷蘭等國城市污泥的農(nóng)用率達(dá)50%左右；盧森堡達(dá)80%以上。 據(jù)歐盟預(yù)測，到2005年，其農(nóng)用污泥的比例將比20世紀(jì)80年代中期提高10%，達(dá)4.5106t/a，其成員國英國因禁止污泥投海處置而使農(nóng)用污泥的比例大大增加。6.1 農(nóng)田利用第六章 污泥利用應(yīng)用實(shí)例 污水處理過程中產(chǎn)生的污泥是一種天然有機(jī)肥，其中不但還有大量的有機(jī)物，同時(shí)還含有大量的能夠促進(jìn)農(nóng)作物生產(chǎn)的氮、磷、鉀及其他微量元素，而且含有一般高于廄肥（如下表所示）。污泥施用于農(nóng)田后，具有能夠海量土壤機(jī)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物生長及能夠回收利用有機(jī)質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。合理開

32、發(fā)利用污泥，既可以解決環(huán)境污染問題，又可為農(nóng)業(yè)開辟有機(jī)肥源，故而被大多數(shù)國家廣泛運(yùn)用。 山西省郭湄蘭等人做的盆栽和田間試驗(yàn)表明：施用污泥后，土壤中N、P、K、TOC等應(yīng)用成分及田間持水量、CEC、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、土壤空隙度都相應(yīng)增加，土壤結(jié)構(gòu)得以明顯改善。污泥中的有機(jī)物質(zhì)可以改善土壤的物理性質(zhì)。 周立祥等在蘇州的試驗(yàn)表明，使用生活污泥可能明顯改善土壤的結(jié)構(gòu)性，使土壤的容重下降、孔隙增多、土壤的通氣透水性變好。污泥還能提高土壤的陽離子代換量、改善土壤對(duì)酸堿的緩沖能力、提供養(yǎng)分交換和吸附的活性位點(diǎn)，從而提高土壤保肥性。此外，污泥還能夠改變土壤的生物學(xué)性狀，使土壤中微生物總量及放線菌所占比例增加，土壤的代

33、謝強(qiáng)度提高。 據(jù)Sopper報(bào)道，施用污泥改良土壤，細(xì)菌數(shù)和真菌數(shù)分別比不施用污泥的土壤高510倍和34倍。 據(jù)資料報(bào)道，我國自建國以來，化肥工業(yè)迅猛發(fā)展，氮肥和磷肥的產(chǎn)量目前分別排在世界的第2位和第3位，農(nóng)作物施肥結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。20世紀(jì)70年代以前，農(nóng)家肥料與化學(xué)肥料的比例是7:3，到了70年代末期，由于化學(xué)肥料用量猛增，其比例已改變?yōu)?:7.隨著時(shí)代的前進(jìn)，農(nóng)家肥料施用的比例越來越少，許多農(nóng)作物施肥幾乎全部依靠化肥。這樣必然導(dǎo)致我國的土壤中缺乏有機(jī)質(zhì)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，土壤肥力不斷下降。 以我國北京為例，根據(jù)北京國土資源記載，北京幾個(gè)近郊區(qū)的農(nóng)田總面積為60117hm2，根據(jù)我國農(nóng)業(yè)種植的

34、特點(diǎn)和需要，農(nóng)田有機(jī)肥料的需求為45t/hm2,4個(gè)近郊區(qū)需有機(jī)非270萬噸，而農(nóng)民自己能夠供給的有機(jī)肥僅70萬噸，缺口是200萬噸。 因此，如何解決用地和養(yǎng)地矛盾以及實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的還田、增施有機(jī)肥已成為實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。污水處理過程中產(chǎn)生的污泥是一種有效的生物能源，其中不但含有有機(jī)物，同時(shí)還含有大量的能夠促進(jìn)農(nóng)作物生產(chǎn)的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。合理開發(fā)利用污泥；充分利用土壤的自然凈化能力；使有機(jī)質(zhì)還田；納入農(nóng)業(yè)生態(tài)的良性循環(huán)，既可以解決環(huán)境污染問題，又可為農(nóng)業(yè)開辟有機(jī)肥源。因此，對(duì)于我國這樣的一個(gè)發(fā)展中國家來說，污泥的農(nóng)業(yè)利用，無論從經(jīng)濟(jì)因素還是從肥效利用因素出發(fā)，污泥的土地

35、利用特別是污泥的農(nóng)用都是一種符合我國國情的處置方法。6.2 林地利用 隨著城市污水處理工業(yè)的不斷發(fā)展，城市污水處理廠污泥在林地方面的應(yīng)用越來越多。澳大利亞的墨爾本東方污水處理廠承擔(dān)墨爾本40%污水處理任務(wù)，每年生產(chǎn)4104m3干污泥（污泥經(jīng)壓縮、脫水，其體積是污水總量1%。污泥用于造林或成林施肥，不會(huì)威脅人類食物鏈，林地處理場所又遠(yuǎn)離人口密集區(qū)，所以很安全。由于森林環(huán)境的強(qiáng)大影響，也由于林地、荒山往往比農(nóng)田更缺乏養(yǎng)料，致使病原微生物的存活時(shí)間大大縮短，使過量的N、P養(yǎng)料得以充分利用。 我國施用污泥的樹木包括白楊、泡桐、中國紅松、黑洋槐、槐樹和金鐘柏等。到目前為止，污泥主要是營養(yǎng)到森林的陸地表面

36、，污泥堆肥后也可用于保存樹苗。污泥應(yīng)用于森林1年后，白楊、泡桐和我國洪海松的高度和直徑分別增加1.0921.412倍和1.0561.208倍。 應(yīng)用污泥1.5年后，隨著污泥負(fù)荷率的提高，所有樹木的直徑和高度都提高。泥煤通常也用做調(diào)解介質(zhì)去培育樹苗以增加樹木的存活率。當(dāng)把污泥和泥炭1:1混合后用于林地，樹木的高度和直徑及密度都要比單獨(dú)應(yīng)用泥炭高。 應(yīng)用1年后，林地土壤中的總氮、速效氮、總磷、有機(jī)物質(zhì)含量和陽離子交換量，與不施用或施用化學(xué)肥料相比都有顯著提高，林地的體積密度、水容量及孔性也都有所改善。 張?zhí)旒t19901991年對(duì)長安縣南五臺(tái)林場施用污泥的研究中也得到類似的結(jié)果。 據(jù)資料介紹，麥肯等

37、在美國的南卡羅來納對(duì)生長4年的火炬松所做的試驗(yàn)表明，與對(duì)照相比，應(yīng)用污泥的火炬松平均直徑增加56%76%。 西雅圖華盛頓大學(xué)林業(yè)資源學(xué)院與市政府合作進(jìn)行了17年的研究，在派克林業(yè)站對(duì)200多英畝的林木試驗(yàn)表明，樹木生長加速直徑增加50%400%。 污泥在林地上的應(yīng)用，主要注意的問題是N、P等物質(zhì)是否污染地下水；木材材質(zhì)是否受到影響。 Labrecque M.等施用污泥對(duì)柳樹這類快速生長樹種進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)污泥為干污泥和丸狀污泥兩種，有效氮施用量為0kg/ha、40kg/ha、80kg/ha、120kg/ha、160kg/ha、200kg/ha、800kg/ha，結(jié)果表明，總生物量與污泥量成比例，

38、植物吸收Cd和Zn比Ni、Hg和Pb要強(qiáng)，證明柳樹可以作為污水污泥的過濾器和凈化器，并有高的生物量。 Lee.Awc.Dichens DE等人利用污泥進(jìn)行火炬松試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析指出，由于使用污泥而產(chǎn)生木材較差的機(jī)械質(zhì)量的擔(dān)心是不成立的，施用污泥量至800kg/ha對(duì)火炬松機(jī)械性能沒有影響；6.3 園林綠化利用 把城市污泥作為有機(jī)肥料用于城市園林綠地的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)城市廢物的循環(huán)利用，不僅是有效的污泥處置途徑，而是城市綠化的要求。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市的園藝業(yè)發(fā)展步伐也越來越快。通過樹木、草坪和花草的栽培，現(xiàn)代的城市顏色已經(jīng)變得越來越綠，也變得越來越美。干污泥和污泥堆肥用于城市綠化及觀賞性植物

39、，既脫離食物鏈、減少運(yùn)輸費(fèi)用、節(jié)約化肥，又可使花卉的開花量增加、花徑增大、花期延長；草長得更高，草坪綠色保持的時(shí)間更長，土壤的成分與結(jié)構(gòu)都顯著提高。 最經(jīng)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)與廣州市園林研究所合作，把污泥與木屑（綠化公司修剪下來的樹枝粉碎）混合堆肥，作為育苗和花卉基質(zhì)，效果不亞于用泥炭土開發(fā)的花卉基質(zhì)。而在經(jīng)濟(jì)上，由于不需要再購高價(jià)的泥炭土，代之以污泥為原料，變廢為寶，經(jīng)濟(jì)效益更佳。 研究還表明，城市污泥或污泥堆肥應(yīng)用于城市園林綠地建設(shè)，只要進(jìn)行堆肥等適當(dāng)?shù)奶幚怼⒖刂莆勰嘀械奈廴疚锖?、保證污泥的含量，并科學(xué)合理地施用，一般不會(huì)引起土壤、地表水和地下水的污染，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。而且，污泥用于園林綠

40、地建設(shè)，避開了食物鏈，一般不會(huì)影響到人體的健康。此外，污泥與木屑混合堆漚也為城市綠化部門修剪下來的大量樹枝找到了更好的資源化利用出路。 以我國昆明市為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，四區(qū)二縣登記注冊(cè)的花卉園藝公司就有80多家，僅五華，盤龍、官渡、西山區(qū)的綠地花園面積就有1435hm2，加上市園林局下屬9個(gè)公園的壇花、草地、盆花、苗圃的種植，盆栽土、腐葉土、肥料用量相當(dāng)大。 一 些花卉公司未來得到腐葉土，不惜代價(jià)雇人到昆明附近的山上甚至更遠(yuǎn)的地方進(jìn)行掠奪式采挖，造成地表裸露、水土流失。一些人到海埂附近挖海肥（滇池灘涂地帶的泥炭土）賣給種花者，久而久之破壞了濕地生態(tài)系統(tǒng)。這些現(xiàn)象都說明，花卉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還急需一些相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的支持，栽培基質(zhì)、花卉肥料便是其中一項(xiàng)。 作為旅游城市的春城，正努力朝著以園林藝術(shù)來綠化、彩化、香化、美化城市環(huán)境的方向邁進(jìn)，因此還需要大量種花、種草、種樹，發(fā)展城市生態(tài)園林。若能將污泥利用與花卉園林種植結(jié)合起來，既可以減少園藝種植中化肥、腐葉土、壤土的用量，保護(hù)農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，減少面源污染，又可實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減害化處置，變廢為寶，其環(huán)境、