剩余污泥 污泥稳定化产物生态价值及环境风险

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污泥稳定化产物生态价值

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1 A- j* K7 ~- j6 t+ d: [9 t2 m污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸
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腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。

1、腐殇酸的分类

( S) C  ^) A( X( g& s9 \& I. d1 w腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。

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- U7 W* J" q* c+ R# g0 Z1 P富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;

8 x/ \" J# N8 a7 S% o9 s胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性
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5 c9 f7 f$ ~  A' P! l& f9 w>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。
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>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。
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! q9 s" R; `+ M) r7 m注:

5 [* X1 `3 h& f/ g2 d4 e; R0 c东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;
. J4 o+ F- X; Y; ^4 z# o一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。

这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。

3、腐殖酸对土壤生态系统的作用

; C9 i* N, s& o4 Y2 `" ~>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。

. a& E! M% R5 R; S>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。

>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.

0 z$ W" h; ^$ j0 ]>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用.

>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。

5 F  F8 a. D) i, U>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.
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- R2 C% [8 j9 w# g# q5 S>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。
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污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素

元素分析显示:
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* I" K- |6 I/ i% b. Q9 V>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;

>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;

/ Y3 p" I+ @$ G2 s: `>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%)
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* ]) J1 s+ t# y+ V污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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) y# y% y: a; C+ v9 a" _( A小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻
/ H. H9 i4 H& \% I9 Z实验组(左):施用生物炭土的小麦地
对照组(右):施用复合肥的小麦地
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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实验组优势真菌:未分类的真菌
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' d0 c1 U7 i, u7 e对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)
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污泥稳定化产物的环境风险--重金属

& C, e5 \" C3 S" h' t/ P( c& {不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;
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2 E0 y6 U+ L3 c稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。
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- o9 W$ h8 k) k. D8 {7 H7 W) N
7 F$ a. v( k: D* }2 ~; S/ ]% m0 o在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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) o' W7 E* a+ y3 D, I7 R6 S% ]在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。

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污泥稳定化产物的环境风险--思考

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& s2 Q" p5 r3 |6 g* c) I8 H; Z1、充分认识污泥处理产物的双重属性

0 O) y( W5 l; E8 O1 L产物的资源化利用是终极目标
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) X& A  g9 C7 s7 ]# I资源化利用的前提是稳定化处理

7 F! e2 ^# p9 ]/ ^1 W. |用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线
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污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。

2、正确理解重金属的限值

我国的泥质标准存在如下问题:

: D$ r: A% r% A- C一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样

1 i$ `9 Q% J% v" G; g6 y0 t2 ?* }一一超标就没有办法了?

一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。
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- M0 L4 a2 ~8 e. r! e6 v6 }3 }一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?

# s1 V. E9 P# }2 q+ s% o2 D一一用重金属总命值不合理。
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; @( I) T! @- E; H- V' q一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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9 G6 c* a% T4 G4 x5 }. a2 ]* b* H3、创新污泥处理产物土地利用的方式

>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。

) w: T: e( m) K: N3 @  N+ w. |>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
4 m( E5 z, o  a5 ^“治理污染,重在循环,赢在循环“

>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;

>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;
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0 S1 |! l" {2 q7 @% O/ b) M: R! C>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。

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