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1 引言 随着我国城市化进程的加快，城市污水处理厂的规模不断扩大，污泥产量正以10%以上的速度增长，预计到2015年污泥产量将达到1.17亿t～1.95亿t[1]，而污泥的处理处置仍处于严重滞后状态。目前常用的污泥处理方法有：浓缩、污泥调理、厌氧消化、脱水、堆肥等，最终处置方式有填埋、焚烧、农用和园林、花卉绿化等。各种处置方法在国内所占的比例为：农业利用占44.83%，土地填埋占31.03%，焚烧占3.45%，绿化、垃圾混合填埋占6.9%，没有处置占13.79%[2]。农用污泥若只经过稍加脱水就直接使用，会对植物生长产生不良影响，甚至危害人类健康；焚烧法的技术设备复杂、耗能大、费用高，并会产生大气污染问题；填埋法受场地和环境条件的限制，不易找到合适的填埋场地，且会造成土壤、地下水污染[1]。由此可见，未经妥善处理的污泥会给生态环境和人类及动物健康造成较大的危害。因此，研究低投资、轻污染、高效益的节能型污泥处理技术方法，形成一套较完整的减量化、稳定化、无害化剩余污泥处理系统有重要的科学意义和应用价值。基于此观点，本研究拟通过剩余污泥生态稳定化处理，通过剩余污泥为基质的人工湿地上种植植物，对污泥中含水率、挥发性固体、TP的吸收程度，考察分析剩余污泥生态稳定化的初期处理效果。 copyright paper51.com 2 试验系统的运行机制 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
本研究采用的处理系统以污泥为基质，结合人工湿地构筑的污泥-芦苇床处理系统，利用剩余污泥与人工湿地植物在系统内发生的好氧和厌氧作用，进行污泥的脱水与矿化处理，实现对剩余污泥的稳定化、无害化、资源化，该系统是目前污泥处理技术中有较高效率的推行方法之一，也是经济可行的新技术应用。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
未经处理的污泥从污泥-芦苇床系统一端引入，经过配水系统处理后进入污泥基质层，污泥表层上栽种耐水植物（如芦苇、美人蕉、香蒲等）,这些植物能适应厌氧环境，生长快，吸收能力强，且有较发达的根系,穿透性非常强，可深入到土表层下约0. 6～0. 7m 的污泥基质层中，与基质层中的砾石构成一个网状的透水系统[3]，该系统主要通过吸附过滤和沉淀，微生物新陈代谢，植物吸收利用及自然蒸发等作用去除污染物质和水分。污泥基质层为耐水植物的生长提供附着载体和营养物质，并联合基质层的截留、过滤和沉淀等作用去除污染物质，同时为微生物的吸收和代谢提供良好稳定的生化条件；根系附近的好氧微生物分解污泥中的有机物和部分矿化后的有机物(如磷和氮)，兼性微生物和厌氧微生物发生反硝化作用脱氮等[3]；植物吸收营养物质和水分，供自身生长；自然蒸发作用使水分大量蒸发，从而使污泥得到净化。处理系统构造图如图1所示。 paper51.com paper51.com 图1 污泥—芦苇床处理系统 copyright paper51.com
3剩余污泥生态稳定化处理的机理 paper51.com
将剩余污泥作为基质而构建污泥-微生物-植物系统（污泥-芦苇床系统），利用人工湿地植物与剩余污泥在系统内发生的好氧和厌氧作用，对剩余污泥进行稳定化、无害化的处理方法即为剩余污泥生态稳定化处理。 http://www.paper51.com 剩余污泥生态稳定化是集污泥脱水、消化、降解于一体的新型处理技术，可大量节减基建投资和运行费用，其核心是人工湿地技术，人工湿地有降解有机物、截留重金属、去除病原菌、吸收转化营养物等功能[4]。将剩余污泥作为基质构建人工湿地，建立植物根系与剩余污泥在湿地良好的好氧和厌氧环境，从而降解有机物质，吸收转化营养物，有效利用污泥中有用成分，降低污泥中的营养元素；剩余污泥通过蒸发、矿化脱水，增加污泥孔隙度，促进水的渗透和蒸发。 copyright paper51.com
剩余污泥生态稳定化处理实质上是污泥土质化的过程[4]，在此过程中，植物根系活动能激发根系附近微生物的活性，微生物的新陈代谢是污泥中有机物质降解的主要机制，促进植物残茎在积存污泥中的生长及根系老化和腐殖化，形成无机-有机复合体。由污泥-植物-微生物构成的这个新型生态系统将形成植物-微生物共生体系，在剩余污泥生态稳定化的前提下，完成污泥的无害化和资源化。经稳定化和无害化的污泥具有多种用途：作为肥料使用能改良土壤结构，增加土壤肥力，促进植物生长，也可作为建筑材料、低值燃料等，能有效解决当今污泥处理处置的问题。 copyright paper51.com 4试验材料、方法及结果分析 http://www.paper51.com 4.1试验材料和方法 paper51.com 云南省环境科学研究所对不同水生植物的磷吸收能力进行了研究,分别选用芦苇、水葱、黄昌蒲、美人蕉和水葵等植物，结果表明,对于磷的吸收比例顺序为水葵(25.54%) > 美人蕉(6.89%) > 芦苇(5.46%) > 黄昌蒲(2.39%) > 水葱(1.78%)[3]。考虑污泥处理成效和当地优势湿地植物，优先选择芦苇作为栽种植物，芦苇能适应多泥、水分充足且厌氧的环境，对水分的蒸腾能力强，当根系被泥覆盖后仍能生根，试验芦苇移植到湿地后成活率达75%～85%[4]，茎高在1.3～1.7m之间。本研究试验占地约50m2，四周为砖混墙体，底部防水能力较好，剩余污泥取自江川县污水处理厂，属于间歇式进泥，进泥周期为1周，综合考虑到污泥的脱水效果、积存时间和清理周期等因素，选择对角线采样法采样，采样点为4个，采样深度为1～3cm，固定采样周期为1周，共历时8周，重点研究芦苇对污泥中含水率、挥发性固体、TP的吸收程度，其中含水率和挥发性固体采用重量法测定，TP采用钼酸铵分光光度计测定。 内容来自www.paper51.com |