摘要：城市污水處理廠污泥產(chǎn)量隨著處理率提高增加，通過(guò)檢測(cè)污水處理廠污泥理化性質(zhì)，將污泥肥料用于不同植物種植，探討污泥用于園林綠化的可行性。污水處理廠污泥基本理化性質(zhì)變化小，有機(jī)質(zhì)含量與傳統(tǒng)有機(jī)肥相當(dāng)。污泥含水率較高是影響園林綠化直接利用的不利因素，污泥pH值適宜植物生長(zhǎng)，滿足堿性土壤中實(shí)用要求，表明污水處理廠污泥用于園林綠化可行。經(jīng)好氧堆肥后污泥速效養(yǎng)分含量增加，種子發(fā)芽指數(shù)升高，表明污泥好氧堆肥好可降低生物毒性。過(guò)量污泥施用土壤存在較大的氮磷淋溶風(fēng)險(xiǎn)，大量施用會(huì)造成地下水污染。

關(guān)鍵詞：污水處理廠污泥;園林綠化;堆肥處理

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.036

Abstract：The sludge output of urban sewage treatment plants increases with the increase of the treatment rate. By examining the physical and chemical properties of sewage sludge， the sludge fertilizer is used for planting different plants， and the feasibility of sludge for landscaping is discussed.The basic physical and chemical properties of sewage treatment plant sludge are changed， and the organic matter content is equivalent to that of traditional organic fertilizer.The high moisture content of sludge is an unfavorable factor that affects the direct use of landscaping.The pH value of sludge is suitable for plant growth and meets the practical requirements in alkaline soil.After aerobic composting， the available nutrient content of the sludge increased， and the seed germination index increased， indicating that aerobic sludge composting can reduce biological toxicity.There is a greater risk of nitrogen and phosphorus leaching in the application of excessive sludge to the soil， and large amounts of application will cause groundwater pollution.

Key words：Sludge from sewage treatment plant;Garden greening;Composting treatment

城市污水處理廠污泥是污水處理凈化中產(chǎn)生含水率不同的固態(tài)物質(zhì)，具有含水率高，氣味惡臭等特點(diǎn)。其組分復(fù)雜，含有大量寄生蟲(chóng)卵等。隨著污水處理率的提高，污泥產(chǎn)量迅速增加，有80%的污泥未得到妥善處理，具有較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，因此，污泥處理受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。我國(guó)污水處理廠中傳統(tǒng)處理工藝運(yùn)行費(fèi)用占總費(fèi)用的20%-50%，污泥處理技術(shù)面臨著經(jīng)濟(jì)困難。我國(guó)污泥處理研究工作起步較晚，處理工藝較為完善，很多污水處理廠將污泥直接排放到環(huán)境中造成二次污染。污泥處理處于滯后狀態(tài)，污泥處理方式慣用焚燒法，隨著環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提高，焚燒處理因成本高等原因逐漸受到限制，尋求科學(xué)的污泥處理方式非常必要。市政園林綠化肥以有機(jī)肥為主，主要采用植物修剪枝葉制成，而隨著園林綠化對(duì)有機(jī)肥需求不斷增加，污水處理廠的污泥處置問(wèn)題亟待解決，將二者聯(lián)系起來(lái)，將污水處理廠污泥處理后用于園林綠化中，可在緩解有機(jī)肥短缺問(wèn)題的同時(shí)解決污泥的處理問(wèn)題，是適合環(huán)境資源再利用可持續(xù)發(fā)展路徑。

1 污水處理廠污泥園林綠化可行性

污泥性質(zhì)是處置方式選擇的依據(jù)，而污泥性質(zhì)與處理工藝等因素有關(guān)。西安市鄧家村污水處理廠始建于50年代，原設(shè)計(jì)規(guī)模為40000m3/d，1976年擴(kuò)建處理為二級(jí)生化處理，1998年再次改建，新建60000m3/d中負(fù)荷處理設(shè)施，服務(wù)范圍為西郊與環(huán)南路部分區(qū)域，污泥處理采用中溫兩級(jí)消化工藝[1]。

研究對(duì)西安市污水處理廠脫水污泥進(jìn)行采樣，通過(guò)污泥理化性質(zhì)分析，探討污水處理廠污泥用于園林綠化的可行性。實(shí)驗(yàn)用污泥采自污泥脫水車間，樣品質(zhì)量不少于2kg，混合后自然風(fēng)干，采用四分法縮分至所需樣品量，pH采用電極法，EC采用5：1浸提-電導(dǎo)法。污泥基本理化性質(zhì)包括含水量、氧化交換量等。污水處理廠脫水機(jī)出口污泥檢測(cè)含水率均值為82.31%，進(jìn)行衛(wèi)生填埋會(huì)對(duì)填埋場(chǎng)運(yùn)行造成影響，含水率高于處理廠園林綠化泥質(zhì)限值，可能造成二次污染。使用前應(yīng)進(jìn)行堆肥等減量處理。污泥pH值滿足大多數(shù)植物生長(zhǎng)要求。必要時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行淋洗脫鹽處理，避免長(zhǎng)期施用污泥肥料造成鹽害問(wèn)題[2]。

污泥肥效成分含量是衡量園林綠化價(jià)值的主要因素，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)下的污泥肥效成分高、利用價(jià)值大。污泥中有機(jī)質(zhì)含量不同，與處理廠進(jìn)水水質(zhì)及處理工藝有關(guān)。污水廠污泥有機(jī)質(zhì)含量低于豬糞含量，全氮單量是東北黑土壤的6.6-17.4倍。污泥是高有機(jī)質(zhì)的潛在肥料，進(jìn)行堆肥處理添加C/N較高的秸稈等物質(zhì)，保證堆肥在合理的C/N下進(jìn)行。污泥中氮磷含量營(yíng)養(yǎng)成分滿足GB/23486-2009養(yǎng)分要求。檢測(cè)結(jié)果表明：污泥中有機(jī)質(zhì)含量在30g/kg以上，污泥是可與傳統(tǒng)牲畜糞便媲美的潛在有機(jī)肥資源。按照處理廠產(chǎn)泥量估算，每年產(chǎn)污泥含磷量約3 614t，可節(jié)約氮肥1 210t/a。

2 污泥肥料對(duì)植物生長(zhǎng)的影響

污泥用于園林綠化是將處理污泥用于綠化地系統(tǒng)建造養(yǎng)護(hù)中，可制作有機(jī)肥原料。污泥用于園林綠化對(duì)土壤熟化有明顯促進(jìn)作用，污泥施用前宜進(jìn)行無(wú)害化處理提高污泥利用安全性。我國(guó)開(kāi)展污泥利用方面研究，用于礦區(qū)植被恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用[3]。

通過(guò)對(duì)常用園林綠化植物施入污泥肥料，研究對(duì)植物生長(zhǎng)響應(yīng)，確定常用園林植物施加污泥肥料施用量。研究于西北農(nóng)林科技大學(xué)水污染控制研究中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，選取常用園林植物為研究對(duì)象，對(duì)不同污泥肥料施加研究對(duì)植物生長(zhǎng)影響。選取南天竹等灌木，設(shè)置對(duì)照組處理，污泥肥料與背景土壤混合為培養(yǎng)基質(zhì)，污泥肥料為第三部分中污泥堆肥成品。采用育苗容器具有透氣性好，移動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。如用于肥料種植可防止有害物質(zhì)淋溶至土壤，減少污泥肥料淋溶風(fēng)險(xiǎn)。研究選取常見(jiàn)園林綠化草坪草，高羊茅、污泥肥料投加比例為5%、20%，采用塑料容器實(shí)驗(yàn)室種植，容器按25g/㎡播種量播種。將種子撒播到土壤表面，采用噴灑方式灑水避免種子沖刷。

20%、70%處理基莖增加幅度比CK組高，40%處理株增幅最明顯，40%左右比例處理達(dá)到植株生長(zhǎng)良好效果?？蔀橹仓晟L(zhǎng)足夠營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不會(huì)因有害物質(zhì)對(duì)植株產(chǎn)生抑制作用。實(shí)驗(yàn)采用紅葉李植株較大，受有害物質(zhì)影響較小。對(duì)幼苗施肥料可能造成負(fù)面影響，施用污泥肥料應(yīng)針對(duì)植物生長(zhǎng)期護(hù)理確定施肥量。70%處理木槿死亡，說(shuō)明添加比例對(duì)植株生長(zhǎng)表現(xiàn)抑制作用，主要原因是污泥中有機(jī)酸含量較高，含有重金屬，EC值超出木槿生長(zhǎng)承受范圍。20%以下施加比例合理。不同污泥肥料比例施加對(duì)高羊茅生長(zhǎng)有不同影響，施加低比例對(duì)高羊茅生長(zhǎng)無(wú)負(fù)面影響，高比例施加對(duì)生長(zhǎng)造成負(fù)面作用，建議施加比例介于5%～10%，在植物生長(zhǎng)中發(fā)揮養(yǎng)分緩釋優(yōu)勢(shì)，減少污泥肥料對(duì)種子發(fā)芽影響。

3 植物對(duì)污泥重金屬的吸收分析

污泥中重金屬是土地利用主要障礙，施用污泥肥料增加土壤肥力，選擇紅葉李等為研究對(duì)象，研究不同植物對(duì)污泥中重金屬的吸收。杏成熟后處理選擇3棵杏樹(shù)，摘取杏果為測(cè)試對(duì)象，經(jīng)預(yù)處理后檢測(cè)果實(shí)重金屬含量。

污泥肥料會(huì)提高杏果中重金屬含量，按照無(wú)公害食品常綠果樹(shù)果品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，參照我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)果品要求，研究中Cu含量不超標(biāo)，Cr超標(biāo)嚴(yán)重，與其在污泥中生物活性高有關(guān)。研究表明污水廠污泥中Cr生物有效態(tài)含量占總量55%，重金屬有效態(tài)含量對(duì)植物吸收有關(guān)鍵影響。果樹(shù)利用污泥肥料，應(yīng)從重金屬生物活性含量角度出發(fā)，研究污泥中重金屬含量，避免大量施用污泥肥料。

對(duì)杏樹(shù)施加污泥肥料，采集紅葉李新生須根進(jìn)行重金屬含量測(cè)試，處理選取3株采集。由于各部位對(duì)重金屬敏感度不同，施加肥料后紅葉李新生須根對(duì)重金屬含量能力不同。PB差別較小，各部位吸收Z(yǔ)n表現(xiàn)為須根>枝條>葉片。新生須根對(duì)Zn吸收量隨肥料比例升高。枝條中Zn含量隨施加比例增加不明顯。Cr含量以須根中最高。40%比例處理紅葉李生長(zhǎng)情況最佳，說(shuō)明這一濃度含量的污泥重金屬不會(huì)對(duì)較高植株紅葉李生長(zhǎng)造成影響。

高羊茅生長(zhǎng)2月后，采集不同處理樣本處理進(jìn)行重金屬含量測(cè)定。高羊茅對(duì)污泥中Cu，Cr吸收量隨著施入污泥比例提高。施加比例大于20%時(shí)吸收量增大。Zn吸收量處理差別不明顯。高羊茅對(duì)不同重金屬吸收能力不同，重金屬吸收能力順序?yàn)镃r>Zn>Cu，Cr吸收量是植物最易利用的重金屬形態(tài)，使用污泥肥料后可通過(guò)植物對(duì)重金屬吸收能力修復(fù)。污泥比例過(guò)高，發(fā)芽會(huì)受到抑制，單位生物量的高羊茅對(duì)Cr吸收量增加，高羊茅對(duì)重金屬吸收會(huì)下降，土壤修復(fù)植物污泥施加量不宜過(guò)高。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)西安市污水處理廠脫水污泥進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)，進(jìn)行污泥堆肥實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行施用污泥肥料土壤淋溶實(shí)驗(yàn)。污水處理廠污泥基本理化性質(zhì)滿足園林綠化應(yīng)用，有機(jī)質(zhì)含量可與傳統(tǒng)有機(jī)肥相當(dāng)，污泥經(jīng)好氧堆肥后臭味消失，速效氮磷鉀含量增加，表明消除生物毒性，使得Cu，Pb生物有效態(tài)含量降低。污泥肥料對(duì)不同植物生長(zhǎng)影響不同，對(duì)木槿負(fù)面影響顯著，應(yīng)根據(jù)不同植物性質(zhì)確定污泥肥料施用量。植物表現(xiàn)對(duì)某種重金屬具有較高吸附能力，因此可利用植物修復(fù)手段除去污泥中生物有效態(tài)重金屬。

參考文獻(xiàn)

[1]姜璐.青島市區(qū)污水處理廠污泥堆肥處理技術(shù)方案研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2019.

[2]薛穎慎，范巧娟，王朝輝.污水處理廠生活污泥填筑路基可行性研究[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2015，32（07）：55-58+63.

[3]楊濤.污水處理廠污泥在景觀植物種植中的應(yīng)用研究[D].上海：華東理工大學(xué)，2014.

收稿日期：2020-07-29

作者簡(jiǎn)介：馬三貴（1984-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)樗参镌谖鬯幚碇械膽?yīng)用。