呼和浩特城區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中污染因子特征分析

孫向田　孫冰

摘要：污泥作為污水處理后大量污染因子的濃縮聚集體，其有效安全的處置是防止二次污染發(fā)生的必然要求。本次研究在2015-2019年對(duì)呼和浩特城區(qū)5家城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，分析污泥泥質(zhì)的污染因子污染狀況及其污染分擔(dān)情況，發(fā)現(xiàn)各污染因子質(zhì)量濃度與其平均值在年際間無(wú)顯著性差異，總銅、總鎘、總汞的年度平均值變異系數(shù)較大。污染因子中礦物油、揮發(fā)酚的污染分擔(dān)率為前兩位，為本次研究所涉及的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)中的主要污染因子。

關(guān)鍵詞：呼和浩特;城鎮(zhèn)污水處理廠;污泥;污染因子

中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.093

Analysis of pollution factor characteristics in sludge in urban sewage treatment plant in Hohhot

Sun Xiangtian，Sun Bing

（Hohhot Ecological Environment Monitoring Station of Inner Mongolia Autonomous Region，Hohhot Inner Mongolia 010030，China）

Abstract： Sludge， as a concentrated aggregate of a large number of pollution factors after sewage treatment， is an inevitable requirement to prevent secondary pollution. In 2015-2019， the study sampled and monitored sludge from five urban sewage treatment plants in Hohhot City， analyzed the pollution factor pollution status of sludge mud and its pollution sharing， and found that there was no significant difference between the quality concentration of each pollution factor and its mean， total copper， total cadmium， The annual average variation coefficient of total mercury is large. The pollution sharing rate of mineral oil and volatile phenol sylph in the pollution factor is the first two， which is the main pollution factor in the sludge sludge of urban sewage treatment plant involved in this study.

Keywords： Hohhot;urban sewage treatment plants;sludge; pollution factors

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大和生活污水收集率的提高，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)生量大幅增加，而污泥作為污水處理后大量污染因子的濃縮聚集體，其有效安全的處置是防止二次污染發(fā)生的必然要求。本次研究在2015-2019年對(duì)呼和浩特城區(qū)5家城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，分析污泥泥質(zhì)的污染因子污染狀況及其污染分擔(dān)情況，為污泥的有效處置提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)支持。

1 分析方法

1.1 采樣方法

2015—2019年，選擇呼和浩特市區(qū)內(nèi)具有共約50萬(wàn)噸/日生活污水處理能力的5家城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行采樣，每年于各污水廠污泥壓濾機(jī)后采樣1-2次，多點(diǎn)采集，每次采樣量不少于1kg。

1.2 檢測(cè)方法

檢測(cè)項(xiàng)目包括pH值、含水率、總銅、總鋅、總鉛、總鎘、總鎳、總鉻、總砷、總汞、總氰化物、揮發(fā)酚、礦物油。檢測(cè)方法采用《城市污水處理廠污泥檢驗(yàn)方法》（CJ/T221-2005）中規(guī)定的方法， 其中pH值使用電極法測(cè)定;含水率使用重量法測(cè)定;礦物油使用紅外分光光度法測(cè)定;揮發(fā)酚根據(jù)蒸餾后4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定;總氰化物根據(jù)蒸餾后異煙酸-吡唑啉酮分光光度法測(cè)定;總銅、總鋅、總鉛、總鎘、總鎳使用常壓消解后原子吸收分光光度法測(cè)定;總鉻使用常壓消解后電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定;總砷、總汞使用常壓消解后原子熒光法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》（GB 24188-2009），按單因子污染指數(shù)法計(jì)算主要污染物污染分擔(dān)率。計(jì)算公式如下：

（1） ? ? ? （2）

2 結(jié)果分析

2.1 污泥泥質(zhì)中污染因子污染特征分析

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，2015—2019年，5家城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的含水率測(cè)定值范圍為50.2%-76.7%，pH測(cè)定值范圍為6.18-7.77。其他污染因子檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。污染因子質(zhì)量濃度年度均值與5年平均值比率變化見圖1。

根據(jù)表1可以發(fā)現(xiàn)，參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》（GB 24188-2009），礦物油質(zhì)量濃度均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，揮發(fā)酚質(zhì)量濃度存在超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值情況，重金屬元素、總氰化物質(zhì)量濃度極大值均低于標(biāo)準(zhǔn)限值，因此次研究的各污水處理廠進(jìn)水基本來(lái)源于生活污水，出現(xiàn)上述情況可能與呼和浩特城市生活污水來(lái)源有關(guān)。本次研究所涉及的重金屬元素按質(zhì)量濃度均值排序?yàn)榭備\>總銅>總鉻>總鎳>總鉛>總砷>總汞>總鎘。同時(shí)通過(guò)圖1可知，各污染因子年度質(zhì)量濃度均值與5年平均值比率在0.69-1.64之間，經(jīng)檢驗(yàn)，各污染因子質(zhì)量濃度與其平均值在年際間無(wú)顯著性差異（置信區(qū)間為95%）。其中總銅、總鎘、總汞的年度平均值變異系數(shù)較大，分別為36.3%、24.3%、23.9%，其他污染因子的變異系數(shù)為10.7%-20.3%。重金屬元素總量在2017年為最大值，可能為呼和浩特城區(qū)2017年加大污水收集管網(wǎng)布設(shè)，污水收集率的增加及新鋪設(shè)管網(wǎng)中部分金屬元素的影響所致。

2.2 污泥泥質(zhì)的污染因子污染分擔(dān)率分析

通過(guò)表2可以發(fā)現(xiàn)，污染因子中礦物油、揮發(fā)酚的污染分擔(dān)率為前兩位，分別為0.572、0.197，礦物油因超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，分擔(dān)率最高，污染風(fēng)險(xiǎn)大。其他污染因子污染分擔(dān)率為0.008-0.053，參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》（GB 24188-2009），污染風(fēng)險(xiǎn)較小。所研究的重金屬元素中，污染分擔(dān)率排序?yàn)榭傛?總鋅>總銅>總砷>總鉻>總汞>總鉛>總鎘。據(jù)此可以說(shuō)明，礦物油、揮發(fā)酚為本次研究所涉及的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)中的主要污染因子，在進(jìn)一步的污泥穩(wěn)定化處置中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。同時(shí)，城市生活污水來(lái)源中油類污染物的控制可作為污泥中污染物減量化處理的有效手段。

3 結(jié)論

礦物油質(zhì)量濃度均值超過(guò)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》（GB 24188-2009）標(biāo)準(zhǔn)限值，揮發(fā)酚質(zhì)量濃度存在超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值情況，重金屬元素、總氰化物質(zhì)量濃度極大值均低于標(biāo)準(zhǔn)限值。本次研究所涉及的重金屬元素按質(zhì)量濃度均值排序?yàn)榭備\>總銅>總鉻>總鎳>總鉛>總砷>總汞>總鎘。各污染因子質(zhì)量濃度與其平均值在年際間無(wú)顯著性差異，總銅、總鎘、總汞的年度平均值變異系數(shù)較大，分別為36.3%、24.3%、23.9%。污染因子中礦物油、揮發(fā)酚的污染分擔(dān)率為前兩位，為本次研究所涉及的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)中的主要污染因子。

參考文獻(xiàn)

[1]楊妍妍，等.北京城市污水處理廠污泥中重金屬污染狀況及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析[J].環(huán)境污染與防治，2019，41（9）：1098-1102.

[2]陳同斌，等.中國(guó)城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢(shì)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，23（5）：562.

[3]周夢(mèng)公，等.延河水質(zhì)污染現(xiàn)狀分析研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016，41（1）：90-93.

收稿日期：2020-05-25

作者簡(jiǎn)介：孫向田（1973-），男，漢族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。

通訊作者：孫冰（1979-），男，漢族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。