城镇污水处理厂污泥生物处理及稳定化

1.针对性强。对污泥厌氧消化和好氧堆肥两种生物稳定化过程的评价指标和方法进行了探索，并提出了相对应的判断限值。

 

本书共5章，主要介绍了城镇污水处理厂污泥来源、产量及组成，我国污泥泥质特性及影响因素，污泥的环境风险评估，污泥稳定化指标及技术评估，污泥生物稳定化指标体系研究。

本书内容系统全面，有针对性地对污泥厌氧消化和好氧堆肥两种生物稳定化过程的评价指标和方法进行了探索，可供污水处理领域科研人员、工程技术人员和管理人员参考，也可供高等学校市政工程、环境工程及相关专业师生参阅。

戴晓虎，同济大学环境科学与工程学院，院长，教授，戴晓虎，1987年国家教委公派留学德国，1992年获得德国波鸿鲁尔大学工学博士，在德国生活工作23年，2009年入选中组部“千人计划”，2010年回国工作。现任同济大学环境科学与工程学院院长、城市污染控制国家工程研究中心主任。

第1章  城镇污水处理厂污泥来源、产量及组成1

1.1　污泥来源和分类1

1.2　污泥的产量2

1.3　污泥的组分6

1.3.1　微生物群体6

1.3.2　难降解惰性有机物质7

1.3.3  无机组成部分8

1.4　污泥的性质和指标8

1.4.1　物理指标9

1.4.2　化学指标17

1.4.3　卫生学指标20

1.4.4　养分指标20

第2章  我国污泥泥质特性及影响因素21

2.1　调研污水厂概况及样品测试22

2.1.1　调研污水处理厂概况22

2.1.2　污泥样品测试说明22

2.2　污泥泥质特性25

2.2.1　基本指标特征25

2.2.2.营养元素28

2.2.3　重金属31

2.2.4　含砂量34

2.2.5　微量有机污染物38

第3章  污泥的环境风险评估57

3.1　基本概念及发展57

3.1.1　风险57

3.1.2　环境风险58

3.1.3　环境风险评价58

3.1.4　环境风险评价发展过程58

3.2　主要内容和研究方法60

3.2.1　源项分析60

3.2.2　危害判定61

3.2.3　剂量-反应评价61

3.2.4　暴露评价62

3.2.5　风险表征62

3.3　污泥环境风险评价研究62

3.3.1　污泥土地利用的环境风险63

3.3.2　污泥干化焚烧的环境风险75

3.3.3　污泥建材利用的环境风险78

3.3.4　污泥填埋的环境风险78

3.3.5　污泥偷排对水体的环境风险80

3.4　污泥环境风险评估方法81

3.4.1　重金属环境风险评价方法81

3.4.2　污泥土地利用生态风险评价方法83

3.5　我国控制污泥环境风险的泥质标准86

3.5.1　农用泥质标准87

3.5.2　土地改良用泥质标准87

3.5.3　污泥园林绿化用泥质标准88

3.5.4　污泥单独焚烧用泥质标准89

3.5.5　制砖用泥质标准89

3.5.6　水泥熟料生产用泥质标准90

3.5.7　混合填埋用泥质标准90

3.6　污泥环境风险控制91

3.6.1　堆肥91

3.6.2　碱性稳定91

3.6.3　生物浸沥92

3.6.4　完善相关标准和法律法规92

第4章  污泥稳定化指标及技术评估93

4.1　污泥稳定化含义和目标93

4.1.1　污泥稳定化含义93

4.1.2　污泥稳定化目标94

4.2　国内外污泥稳定化发展94

4.2.1　国外污泥稳定化的发展94

4.2.2　我国的污泥稳定化发展96

4.3  污泥稳定化评价指标体系99

4.3.1　污泥稳定化程度的评价99

4.3.2　生物学评价指标100

4.3.3　有机质理化指标102

4.3.4　光谱学指标104

4.3.5　其他指标107

4.4　污泥稳定化技术108

4.4.1　物理化学稳定化技术108

4.4.2　污泥生物稳定化技术109

4.5　污泥稳定化技术发展的未来趋势118

第5章  污泥生物稳定化指标体系研究121

5.1  污泥生物稳定化技术的发展研究趋势121

5.2　污泥厌氧消化稳定化指标体系的研究现状122

5.2.1　利用有机物降解和产气规律曲线123

5.2.2　通过BMP试验评价厌氧可生化性124

5.2.3　BMP的替代方法125

5.3　污泥厌氧消化稳定化指标体系探索研究128

5.3.1  实验材料和装置129

5.3.2　污泥厌氧稳定化评价方法初步建立——BAP实验131

5.3.3　液相理化指标体系探索148

5.3.4　污泥厌氧稳定化指标体系提出156

5.4　污泥好氧稳定化指标体系探索研究157

5.4.1　实验方法159

5.4.2　生污泥好氧堆肥的稳定化评价方法162

5.4.3　厌氧消化污泥好氧堆肥稳定化指标172

参考文献182

随着我国经济的发展和环保要求的提高，污水处理设施建设获得高速发展，为实现国家减排目标和污染控制做出了巨大贡献，但伴随污水处理设施的建设投运产生了大量的污泥，污泥汇聚了污水中大部分难以生物降解的污染物，包括重金属、持久性有机物、寄生虫卵等，污染负荷也占污水处理厂进水的1/3 ～1/2。前期由于我国污水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象，污泥处理处置设施严重滞后，大量的污泥未经过稳定化处理就进入环境，导致近年来国内不断爆发污泥环境污染公共事件，二次污染严重。污泥的稳定化是实现污泥的资源化和无害化，降低污泥在后续处理处置过程中二次污染的重要环节，在污泥的处理处置全链条中非常关键，因此国家颁布的“水十条”特别对污泥稳定化处理提出了明确的要求。由于我国污泥在该方面研究起步较晚，泥质及处理观念和国外的差距大，目前还未形成稳定化程度的指标和评价体系。

鉴于此，本书紧紧围绕污泥生物稳定化核心内容，全面、系统地展开了阐述，重点对影响污泥稳定化因素的泥质特征、污泥环境风险评估、稳定化指标体系分类、现行的国内外稳定化指标等进行了详细的说明。在此基础上，有针对性地对污泥厌氧消化和好氧堆肥两种生物稳定化过程的评价指标和方法进行了探索，并提出了相对应的判断限值，为《城镇污水处理厂污泥稳定化标准》的实施提供了新的思路和方法，为污泥稳定化标准体系建立奠定基础。

本书由戴晓虎主编，参加编写的有吴冰、刘志刚、戴翎翎、李小伟、董滨、孟祥周、段妮娜、周晓婷等，全书最后由戴晓虎统稿、定稿。本书主要内容基于中国市政华北设计研究总院牵头的水专项“城市污水处理系统运行特性与工艺设计技术研究”课题的子课题“城市污水处理厂污泥稳定化指标体系及理化性能研究”成果，感谢中国市政华北设计研究总院总工郑兴灿对本书编写的大力支持。

限于编者水平和编写时间，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请同行和读者批评指正。

编者

2018年5月