城镇污水处理厂污泥处置用于土地改良的思考

时间：2008-06-11 来源：天津水工业工程设备有限公司 作者：赵丽君　王庆文 王立彤

资料来源：天津水工业工程设备有限公司

摘　　要：据有关方面统计，我国土地总面积居世界第三位，人均占地仅为世界人均的1/3；森林覆盖率约为12.5%（世界平均22%），人均林地1.8亩，在世界排名121位；已利用土地中耕地占有耕地面积7%，居第三位，人均只及世界人均的30%，养活着全球22%的人口。目前我国的耕地不但占有量少，而且还在逐年下降。

Abstract：

关 键 字：城镇污水处理厂;污泥处置;土地改良;思考

1、概述

    据有关方面统计，我国土地总面积居世界第三位，人均占地仅为世界人均的1/3；森林覆盖率约为12.5%（世界平均22%），人均林地1.8亩，在世界排名121位；已利用土地中耕地占有耕地面积7%，居第三位，人均只及世界人均的30%，养活着全球22%的人口。目前我国的耕地不但占有量少，而且还在逐年下降。 “六五”期间我国平均每年净减耕地700亩，1986年《土地管理法》颁布施行后，情况有所好转，但1991年后又在大幅度减少，土地资源匮乏是显而易见的。同时，我国也是产煤大国，其他金属和非金属矿藏的开采也具相当规模，有大量的矿区土地未加改良；修筑铁路、公路和修浚港湾航道以及其他基本建设，有大量的取土坑及挖出物需要恢复植被；平整土地、修筑梯田，有许多生土熟化问题；森林火灾、采伐的林地，需要恢复林木，还有相当数量的盐碱地、滩涂地、沙化地等极待土壤改良复垦。

    另一方面，城镇污水处理厂处理过程中，必然会产生大量污泥，既会造成污染，又可进行综合利用。污泥中所含的有机物是有效的生物能源；污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤，避免板结，干燥污泥还可以作为工程回填土；而污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物。因此，污水污泥的处理处置与污泥资源化的相结合，必将成为城镇污水污泥的最终出路。在大多数国家中，特别是发展中国家，污泥土地利用和卫生填埋经常是污泥处置的主要途径。我国是一个发展中的国家，又是一个农业大国，城市污水污泥的土地利用目前应是一项重要的技术政策，符合可持续发展战略。

2、污泥土地改良机理

    改良土地的近期目的是恢复植被及防止冲刷，长远目标是建立与稳定土壤生态系统。

    美国EPA认为土地改良作为污泥土地处置的一种，目的是为了获得最大程度的污泥施用率（可高达220～900Dt/ha.a）。污泥连续的施用到土壤中，在土壤中微生物的作用以及不断进行的降解作用、吸附作用、挥发扩散作用、氧化还原、过滤、渗透等物理化学作用中，污泥中的有机物，包括部分有机污染物质被降解，重金属被固定去除，土地起到了处理系统作用。由于大量地、重复地施用污泥，专用处置场通常用来种植不进入人类食物链的植物，如玉米（用作生产工业酒精、工业原料等），或用来种植草皮及树木已达到防蚀保土和改善环境（生态林）的作用。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点，但是，污泥中也含大量病原菌、寄生虫（卵），以及铜、铝、锌、铬、汞等重金属和多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物。一般来说，污泥要作土地利用处置必须经无毒无害化处理后（污水处理过程的净化和污泥高温堆肥），否则，污泥中的有毒有害物会导致土壤或水体污染。污泥用于土地改良与污泥的农用、污泥的园林绿地施用在污泥泥质的要求上应有所不同，由于土地改良可以为污泥的进一步稳定化、矿化提供较长的时间和空间，所以污泥中对土壤不利的指标可以适当放宽一些，有利的指标可以适当降低一些，但污泥土地利用的物理、化学及生物反应过程是一致的：即污泥中含有对土壤植物有益的多种化学元素、有机成分和营养物质；盐碱地、沙化地、废弃矿场地、建筑废渣场地为污泥中残留的污染物提供一定的稳定化、矿化作用和条件；它们与污泥的矿物组成有较大的相似性；污泥经处理后，具有接近土壤的土力学特性。

3、污泥土地改良的安全性

3.1重金属及其化合物

    施用污泥的安全主要指重金属及其化合物。目前，世界上已经发现的化学元素有109种，其中83中是金属。比重大于5的称重金属，金属元素与其它元素生成化合物，一般多为硫化物、氯化物或与一氧化碳结合生成的盐类。

    全球大气、水、土壤环境受到自然发生源和人类活动的中金属污染。由于重金属本身的系统毒性，造成的污染是危害极大的，有机金属化合物可通过血脑屏障侵犯神经组织，如铅、汞、砷等金属和类金属中毒；氧化镉、氧化铬、三氧化二砷、氧化硒等引起呼吸系统中毒；砷中毒性胃肠炎近似霍乱，氯化钡、硫酸镉、硫酸镁、氯化锌、锑盐类等均可引起急性肠胃炎，严重着可发生休克；中毒性肝炎由砷、硒、汞、铍、铝、铊等毒物引起；其他如循环系统、泌尿系统、生殖系统、血液和造血系统均可能遭受重金属入侵而发病；更有甚者，某些重金属的过量吸入，造成致畸、畸胎、致癌、致突变。重金属超量会致病，如钼过量引起的痛风；缺乏也导致疾病，如锌缺乏导致侏儒、皮肤色素沉着，锰缺乏造成骨骼畸形等。但微量元素和某些重金属是人体每日必需的，镉、铬、锌、汞、镍、锰、铅、铜等是人体组织内常见的重金属元素。

    城镇污水处理厂在污水处理过程中，除了生物合成所需的微量元素外，含在水里大量的重金属及有毒有害物质，会随污泥沉积下来，即使污泥经过稳定化处理（包括污泥厌氧消化、好氧消化），重金属及有毒有害物质也不会得到有效地降解。在污泥用于土地改良时要避免对土壤植物系统、地表水、地下水系统、产生危害，以致对环境和通过土壤—食物链对人类健康造成风险。重金属的毒性对土壤的影响，因其危害程度不同控制其浓度而有所不同，各个国家也因其国情各异。主要重金属包括Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、As、Zn、Cu、B九项(美国40CFR 503不设B)。

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