广州市污水污泥堆肥在环境绿化中的应用

将广州市大坦沙污水处理厂产生的脱水生污泥与粉煤灰、稻草按质量比例4∶1.2∶1混合堆制而成的污泥堆肥,堆肥总养分含量高于农家肥中的鸡粪,无论单独施用或与化肥结合使用应用于草坪等园林绿地,均有明显效果。污泥堆肥在草坪土壤应用的肥效试验表明,污泥堆肥与化肥结合使用效果较好,能缩短草坪草出苗和成坪时间,显著提高建植初期草坪草的生物量,但每公顷施用纯污泥堆肥30t与60t比较两者草坪草生物量没有显著差异;污泥堆肥施用污染风险初步分析表明,土壤中的重金属含量、渗滤液中的NO3--N和全P含量随着污泥堆肥施用量的增加而明显提高,考虑到广东地处热带、亚热带,雨量丰富且暴雨多,土壤呈酸性的特点,在园林绿地等相对封闭的体系中施用本项目堆制的污泥堆肥,只要将年施用量控制在30t/hm2以下,是基本安全的。     

城市污泥直接施用对农田的生态效应研究初报

采用盆栽和田间试验,研究了广州市大坦沙污水处理厂污泥对蔬菜生长发育的影响、污泥中重金属元素在作物体内的累积及在土壤中的残留状况。盆栽结果表明,作物的生长发育和产量与污泥的施用量有一定的关系,施用污泥对于在养分水平较低的砂质土上效果较明显。厂区大田试验还表明,施用污泥对生长周期长的块根类作物的增产效果比茎叶类、果实类作物更显著。作物对Ni的累积量相对为最大,土壤则以Cu、Zn的残留量为最大。在污泥施用量为3×10~4kg ha~(-1)的条件下,作物体内的重金属元素含量均未超过国家食品卫生标准。若污泥施用量为1.5×10~4kg ha~(-1),则其安全施用年限估计为12年。     

北京市污水处理厂污泥重金属污染特征和生态风险评价

通过连续采集法获得北京市4家污水处理厂脱水污泥样品(标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),经微波消解后采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)检测了Zn、Cu、Pb、Cr、Cd、Ni、As、Hg的含量,利用BCR连续提取分析法分析污泥中重金属赋存形态,并采用不同污染指数评价了污泥中重金属污染程度和潜在生态风险,为研究北京市污泥污染特征研究提供基础资料。结果表明,(1)北京市4家污水处理厂重金属含量差异显著(P0.05),Cu、Ni、As平均含量分别超过全国城市污泥均值的7.2%、71.9%、7.4%。(2)重金属形态分析表明,Zn、Cd以可提取态为主,分别为56.8%~63.7%和81.3%~85.7%;Cu、Pb以可还原态为主,分别为54.6%~70.2%和63.9%~79.1%;Cr、Ni、As主要以残渣态形式存在,分别为53.4%~71.8%、33.4%~51.3%和49.3%~67.4%。(3)各重金属单因子污染指数大小为ZnCuNiCdPbAsCr,各污水处理厂污泥的内梅罗综合指数依次为ⅣⅡⅠⅢ,分别达到中、中、轻、重污染水平。(4)重金属单因子潜在生态风险指数表现为:CuCdNiZnPbAsCr,各污水处理厂污泥的综合因子潜在生态风险指数大小为ⅣⅡⅢⅠ,均处于低生态风险水平。     

利用化学分析和生物毒性监测方法综合评价污水污泥环境影响的研究

利用化学分析和发光细菌生物毒性联合检测方法评价了上海地区7处污水处理厂污水污泥(分别用S1～S7表示)中主要污染物水平和毒性大小.结果表明,污水污泥样品S5和S7的重金属超过CJ/T 309-2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准和全国平均水平,主要超标重金属为Cd、Hg和Cu;污水污泥中多氯联苯、有机氯农药和二(噁)英类含量与组成则处于安全水平;样点S1～S6的多环芳烃(PAHs)平均含量低于CJ/T 309-2009中A级标准与欧盟和美国关于污水污泥的土地倾倒标准,但样点S7的w(ΣPAHs)达到34.61 mg·kg-1,超过CJ/T 309-2009最高允许限值的6倍.污水污泥浸出液化学分析结果表明,PAHs和重金属含量低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》和欧盟EN 12457.2-2002 《废弃物表征浸出颗粒废弃物和污泥浸出一致性试验》标准,但所有样点的溶解性总有机碳均超过欧盟EN 12457.2-2002标准.发光细菌综合生物毒性结果表明:样点S3的综合毒性最高,S1、S6和S7次之,S2、S4和S5较低,以生活污水为主要来源的污水污泥的综合生物毒性较高.该结果可为污水污泥的后续处理和处置提供基础数据.     

上海市典型污水处理厂污泥浸出液的化学和毒性评价

为了研究污水污泥在海洋环境中释放带来的生态风险,在分析上海7处典型污水处理厂污水污泥浸出液中重金属与溶解性有机碳的基础上,使用黑鲷,卤虫,三角褐指藻,纤细角毛藻和小球藻研究污水污泥浸出液对海洋生物的急性毒性作用和生长抑制作用。化学分析结果表明,所有样点的污水污泥浸出液中重金属总量均低于中国(GB5085.3-2007)与欧盟(EN12457.2-2002)关于危险废弃物的鉴别标准,但溶解性有机碳(DOC)含量超过欧盟标准1个数量级。毒性实验结果表明,黑鲷幼鱼对污水污泥浸出液的敏感性最强,其次是海洋微藻,卤虫无节幼体的敏感性较低;毒性综合分析结果表明,S2和S3点的污水污泥浸出液对海洋生物的综合生物毒性相对最高,而S4,S5的综合生物毒性最低,其中接纳污水为工业污水,且有机质与硫化物含量较低的污水污泥浸出液对海洋生物的综合生物毒性较低。     

微波消解-火焰原子吸收法测定广州市污水污泥中重金属的活性形态

以广州4个大型污水处理厂的压滤出厂污泥为实验材料,采用BCR三步浸提法对污泥中Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Mn的4种形态进行测定,以HNO3-HF进行微波全量消解,利用火焰原子吸收(FAAS)检测Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Mn的全量和各形态的含量.结果表明,广州4种不同城市污泥中重金属含量低于全国污泥均值,其中C...     

施用污泥堆肥对作物和土壤的影响

污泥中的有机质、营养成分可为农业生产提供重要的有机肥源，但污泥中的重金属是制约污泥农用的重要因素，为检验污泥堆肥施用后对作物及土壤的影响，文章对污泥与稻草或木屑堆肥的产品进行了盆栽试验研究。结果表明，污泥与稻草或木屑的堆肥作为肥料施用于萝卜(Brassicacampestris)和菜心(Brassicaparachinensis),产量明显提高，部分堆肥产品增产效果优于化肥，且后效明显。堆肥施用使土壤中有机质、各养分含量增加，微生物活动增强、数量增加，然而作物和土壤中的重金属含量也有不同程度的提高。     

污泥资源化利用系列泥质标准的编制问题

为解决污泥处置问题,防止二次污染,维护良好生态环境,提高资源化利用水平,促进循环经济的发展和生态型城市的建设,建设部提出完成污泥系列泥质标准的编制工作.文章结合广州市排水监测站的泥质标准研究工作,详细阐述了国内外污泥系列泥质标准的现状以及最新的泥质标准研究工作进展,重点对八个标准--<城镇污水处理厂污泥处置:分类>、<城镇污水处理厂污泥处置:混合填埋泥质>、<城镇污水处理厂污泥泥质>、<城镇污水处理厂污泥处置:园林绿化用泥质>、<城镇污水处理厂污泥处置:农用>、<城镇污水处理厂污泥处置:焚烧用泥质>、<城镇污水处理厂污泥处置:土地改良用泥质>和<城镇污水处理厂污泥处置:制砖用泥质>中的控制项目、部分限值以及项目特点进行了研究和讨论,并对今后的研究方向进行了展望.     

ADMS-EIA模型在污水处理厂恶臭影响预测中的应用

正污水处理厂属于环保工程,项目运行后有利于减少污水中有害物质排放.污水处理厂在发挥环境效益的同时,也会对环境产生不利影响,诸如排放尾水、产生恶臭和污泥等污染物.其中恶臭是污水处理厂运行中不可避免的一个污染问题,而其影响预测评价也是污水处理厂环境影响评价工作中的重点.污水处理厂的恶臭主要来自格栅间、进水泵房、曝气沉砂池、初沉池、生化池、污泥浓缩池、污泥脱水机房和污泥堆     

中国城市污泥应用对作物产量、品质和土壤质量的影响

为了消减污泥对环境的污染,中国在污泥利用方面采用了多种制肥技术,采用单独使用、堆肥、有机无机肥、生物有机肥等处理方式制成产品,而且在各种农作物上的试验越来越多。文章探讨了污泥施用对作物生长的效果和对土壤质量的影响。研究表明,施用污泥对作物生长发育都有良好的作用,相关的生理生化指标有一定程度提高;明显促进土壤速效养分的吸收,提高收获物产量和生物产量,改善品质。作物重金属的吸收积累量除个别例外都能达到国家食品卫生标准,但污泥施用超过一定量对有些作物品种的种子发芽率有抑制作用。城市污泥富含有机质、大中微量矿物质元素等,但不同来源、不同品质和不同用量的污泥对土壤质量的影响有所差异。土壤有机质、pH、大中微量元素、团粒结构、容重、电导率,以及土壤酶和微生物活性等土壤质量指标有所提高。污泥含有重金属、有机污染物等污染物,一般而言重金属超标是不常见的。按照资源化利用的原则,污泥施用既要有利于消化污泥量又要不造成环境污染,污泥中重金属含量比原始土壤中的高,施用量越多重金属含量也越高,所以在适宜的范围内才是安全的。许多试验证明,重金属含量除某些条件下极个别超出安全指标外,基本都能达到农用污泥污染物控制标准。综合来看,在正确处理下污泥是可以用于作物生产的。     

污泥土地利用对土壤中重金属形态的影响

土地利用是资源化利用城市污水厂污泥的有效途径，随污泥中的营养成分一起进入土壤中的还有其中的重金属元素，它们有可能成为一种环境安全的隐患。本实验所用的土壤为污泥经过无害化及稳定化处理后，与上海潮滩沙土按不同比例(干污泥质量比)混配而成。种植前后分别对沙土、污泥及混配土的重金属含量及形态进行测试。选择几种花卉植物，如菊花(Calendula officinalis）等进行植物种植试验，一个生长季后对植物中的重金属含量及形态进行测试。应用Tessler连续提取法，对污泥中的重金属进入土壤后，土壤中重金属的含量、赋存状态等方面的规律进行研究，发现污泥的土地利用会明显增加土壤中的重金属含量，而且重金属的形态也有明显的变化，可交换态和碳酸盐结合态的重金属含量有明显的增加；如长期使用，则必须采取相应的措施，以消除有害的影响。     

Eco-friendly approach for leaching out heavy metals from sewage sludge

Sewage sludge contains rich organic matter and nutrients essential for the growth of plants but the presence of toxic heavy metals restricts its land application. To overcome this, the study aims an eco-friendly approach for leaching out heavy metals. Sewage sludge from sewage treatment plant, Chennai, India was characterised. The analysis of total heavy metal concentration was done by digesting in nitric acid and different forms were extracted by community bureau of reference sequential method. Heavy metals: As, Cd, Cr, Cr, Ni, Pb and Zn were determined using inductively coupled plasma optical emission spectrometry Perkin Elmer Optima 5300 DV. The experimental set-up for heavy metal leaching was held for five consecutive days at different concentrations of humic acid (0.1%, 0.5% and 1%) at varied pH (5–9). Results revealed that at the end of fifth day at pH 8, 1% humic acid is capable of leaching out 75.5% cadmium, 66.0% nickel, 52.0% lead, 51.2% zinc, 31.2% copper and 8.5% cadmium from sewage sludge. Statistically positive correlation (0.7088) existed between the percentage of heavy metals leached out and the sum of soluble and reducible fractions. Thus, from ecological point of view, humic acid can be used to leach out heavy metals from sewage sludge serving the need in restoration of soil fertility upon land application.     

Heavy metals from soil and domestic sewage sludge and their transfer to Sorghum plants

We studied the mobility and transport of heavy metals such as Cu, Zn, As, Cd, Cr, Ni, and Pb, from soil and soil amended with sewage sludge to sorghum plants. The total and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) extractable heavy metals in agricultural soil and untreated domestic sewage sludge (DWS) samples were determined. The correlation between the total and extractable metals in soil and sewage sludge was investigated. The total and extractable heavy metals in soil, sewage sludge and sorghum grain were analysed by flame and electro thermal atomic absorption spectrometer (FAAS/ETAAS), after digestion in microwave oven. Statistically good correlations were obtained between the total contents of all heavy metals and their respective extractable fractions in soil and domestic wastewater sludge. Transfer factors of all heavy metals from domestic sewage sludge to sorghum grains were determined.     

可控湿法氧化聚沉工艺对城市污泥中重金属的稳定化影响

采集了长沙市污水厂的剩余污泥（S1）和湿法氧化聚沉工艺处理的深度脱水污泥（S2）,对比分析了处理前后污泥的形貌变化及重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的形态分布,初步探讨了重金属稳定化机理,对脱水污泥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As进行了稳定性评估.结果表明,脱水污泥中重金属的总量均低于我国污泥农用标准中的酸性限值,符合B级污泥泥质要求.处理后,污泥中Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As主要以硫化物有机结合态和残渣态（稳定态）存在,不稳定态在不同程度上向稳定态发生了转变,Cu、Hg的增幅最大,达21.1%.S2中重金属的生物可利用性较S1都有显著的降低,平均降幅达73.1%,S2中重金属的生物可利用性顺序为：Zn〉Pb〉Cu〉Cd〉As〉Hg.污泥经过湿法氧化聚沉工艺处理后,污泥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As得到了明显的稳定化,为污泥后续资源化、安全化提供了科学依据.     

Co-pyrolysis of sludge and kaolin/zeolite in a rotary kiln: Analysis of stabilizing heavy metals

• Adding kaolin/zeolite promotes the formation of stable heavy metals. • The potential ecological risk index of co-pyrolysis biochar is extremely low. • Increasing the pyrolysis temperature reduces the leaching toxicity of heavy metals. • The toxicity of biochar reduces with the increasing content of stable heavy metals. Pyrolysis is a promising technique used for treating of sewage sludge. However, the application of pyrolysis products is limited due to the presence of heavy metals. In this study, sewage sludge mixed with kaolin/zeolite was pyrolyzed in a rotary kiln, aiming to improve the immobilization of heavy metals in pyrolytic carbon. The total concentrations, speciation distributions, leaching toxicities, and potential ecological risk indices of heavy metals in pyrolysis biochar were explored to examine the effects of kaolin/zeolite and pyrolytic temperature on immobilizing heavy metals. Further, mineral composition and surface morphology of biochar were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy to reveal the potential mechanism of immobilizing heavy metals. Increasing pyrolysis temperature facilitated the stabilization of heavy metals in pyrolysis biochar. The proportions of stable heavy metals in biochar obtained at 650℃ were 54.50% (Cu), 29.73% (Zn), 79.29% (Cd), 68.17% (Pb) and 86.70% (Cr). Compared to sewage sludge, the potential contamination risk index of pyrolysis biochar obtained at 650℃ was reduced to 17.01, indicating a low ecological risk. The addition of 7% kaolin/zeolite further reduced the risk index of co-pyrolysis biochar prepared at 650℃ to 10.86/15.28. The characterization of biochar revealed that increase in the pyrolysis temperature and incorporation of additives are conducive to the formation of stable heavy metal-inorganics. This study demonstrates that the formation of stable mineral compounds containing heavy metals is the key to stabilizing heavy metals in pyrolysis biochar.     

Effect of cropping systems on the mobility and uptake of Cd and Zn

A field experiment was carried out to determine the effect of different land use systems such as continuous grass and agricultural crops rotation on the bioavailability of heavy metals in soils contaminated by former excessive sewage sludge application. The results show that Cd and Zn concentrations increased to 2 and 3.5 folds within 3 cuts of grass, respectively. Even 10 years after the end of excessive sewage sludge application the concentration of Cd in winter and summer wheat is 3.4 and 2.5 folds higher than the control, respectively. Zn concentration increased by two folds for both crops. In conclusion, the uptake depends on plant species and the degree of soil contamination. The availability of heavy metals was not changed with time.     

Co-pyrolysis of sewage sludge and biomass for stabilizing heavy metals and reducing biochar toxicity: A review

The huge amounts of sewage sludge produced by municipal wastewater treatment plants induce major environmental and economical issues, calling for advanced disposal methods. Traditional methods for sewage sludge disposal increase greenhouse gas emissions and pollution. Moreover, biochar created from sewage sludge often cannot be used directly in soil applications due to elevated levels of heavy metals and other toxic compounds, which alter soil biota and earthworms. This has limited the application of sewage sludge-derived biochar as a fertilizer. Here, we review biomass and sewage sludge co-pyrolysis with a focus on the stabilization of heavy metals and toxicity reduction of the sludge-derived biochar. We observed that co-pyrolyzing sewage sludge with biomass materials reduced heavy metal concentrations and decreased the environmental risk of sludge-derived biochar by up to 93%. Biochar produced from sewage sludge and biomass co-pyrolysis could enhance the reproduction stimulation of soil biota by 20‒98%. Heavy metals immobilization and transformation are controlled by the co-feed material mixing ratio, pyrolysis temperature, and pyrolysis atmosphere.

     

蚯蚓-稻壳炭联合堆肥对工业污泥中重金属的影响研究

蚯蚓堆肥相关研究多集中在生活污泥方面,对工业污泥的探索较少。该研究以马鞍山某钢铁污水处理站污泥为例,添加不同比例稻壳炭(2%、4%、8%),设置污泥单独堆肥、稻壳炭与污泥堆肥以及蚯蚓-稻壳炭联合污泥堆肥试验,探索蚯蚓与稻壳炭联合堆肥对工业污泥中重金属形态和生物有效性的影响。研究表明,(1)相比污泥单独堆肥,稻壳炭联合污泥堆肥能增加污泥pH、EC、TP和降低TOC、TN,而蚯蚓联合稻壳炭堆肥污泥可增加TN,并进一步增加污泥EC、TP,显著降低污泥的pH、TOC。(2)稻壳炭堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd含量因浓缩效应而上升;而蚯蚓联合稻壳炭堆肥,重金属含量显著下降,添加4%稻壳炭时,重金属Zn、Cu、Pb、Cd质量分数达到最小值,分别为856.64、137.10、158.92、15.48mg·kg-1。(3)重金属形态分析表明,随着稻壳炭比例增加,稻壳炭堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd的交换态和碳酸盐结合态转化为残渣态及铁锰氧化态的比例增大,添加8%稻壳炭时DTPA提取的有效态重金属质量分数最低,分别为705.72、47.95、50.43、4.47 mg·kg-1;蚯蚓-稻壳炭联合堆肥会使得污泥中重金属交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机结合态均向残渣态转化,添加4%稻壳炭与蚯蚓的协同转化能力最大,Zn、Cu、Pb、Cd有效态重金属质量分数分别为629.84、38.63、36.76、1.63mg·kg-1,说明稻壳炭添加入蚯蚓堆肥可进一步降低工业污泥中重金属有效性,使重金属钝化。本研究可为稻壳炭联合蚯蚓堆肥处理工业污泥提供参考和科学依据。     

不同来源重金属污染的土壤对水稻的影响

采用人工污染土壤、尾矿砂、污泥等不同载体的污染源来模拟土壤污染 ,研究其对水稻生长、吸收养分和吸收重金属的影响。结果表明 ,不同污染载体对水稻生长的影响不同 ,其影响的大小顺序为人工污染土壤 >尾矿砂 >污泥 >尾矿砂 +污泥。不同污染载体对水稻吸收重金属的影响亦不同 ,以纯化学试剂的形式添加到土壤中的重金属最易被提取出来 ,植物从中吸收的Cu、Zn、Pb、Cd最多 ,而从以污泥为污染载体的土壤中吸收的Zn、Pb、Cd最少。研究表明 ,用添加纯化学试剂的方法来模拟污染土壤对生态与环境的影响是可行的 ,确定土壤负载容量是安全的 ,因为在实验条件下它对供试植物的影响最明显     

化学方法降低城市污泥的重金属含量及其前景分析

城市污泥含有丰富的氛、磷、河和有机质,农用前景广阔。但其中重金属含量常超标而受到限制。利用化学试剂如酸、有机物、表面活性剂等与污泥中的重金属发生作用,形成溶解性的金属离子或金属－试剂络合物,再通过淋滤．可以剔除污泥中大量的重金属,使其降低到符合农用标准。本文介绍了化学方法去除污泥事金属的原理和效果,分析了影响因素,包括重金属种类、污泥特性、操作方法、剔除时间等。并对该法的应用前景进行了讨论。