18我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源V3

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源王磊高级工程师上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司2019年10月17日2019排水大会上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.汇报内容（一）研究背景与研究方法（二）污泥中重金属含量特征（三）污泥中重金属来源分析（四）结论与建议我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源汇报内容上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.（一）研究背景与研究方法我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、研究背景随着我国污水处理设施建设的快速发展，污泥产生量日益增加，污泥处置所面临的问题越来越严峻。重金属是制约污泥土地利用、建材利用等处置方式的关键因素之一。污泥中重金属含量与工业废水排放密切相关：•污水中70%~90%的重金属通过吸附或沉淀转移到污泥中；•污水厂服务范围内的工业企业类型、清洁生产水平、废水处理工艺、排水体制等影响污泥中重金属种类和含量。我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源“十二五”水体污染控制与治理重大专项“重点流域城市污水处理厂污泥处理处置技术优化应用研究”上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.辽河流域城市污水厂数量（个）太湖及周边上海、无锡、常州、太仓、嘉兴48海河天津、唐山15滇池昆明7巢湖合肥10三峡库区及上游重庆20辽河赤峰6覆盖6大流域、11座城市的106座城镇污水厂，总设计污水处理能力为1519万吨/日，实际污水处理能力1264万吨/日，污泥年产生量为313万吨（含水率80%），占全国总量的10%。二、研究方法我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（1）调研范围上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.取样时间：2014年6月至2015年6月。取样位置：污水厂污泥脱水机房出泥口，脱水方式包括离心、带式压滤、板框压滤。取样频次：1次~5次，若进水中工业废水比例较高，则在不同时间多次取样，结果取平均值。样品重量：每个样品重量不小于1kg。二、研究方法我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（2）污泥取样上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.检测单位：大部分样品送往CMA认证的第三方实验室检测，少部分委托高等院校重点实验室检测。检测方法：采用污泥处置（农用、土地改良用、园林绿化用、林地用）标准中推荐的方法。二、研究方法我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（3）污泥检测序号检测项目测定方法方法来源1总镉石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141-19972总汞冷原子吸收分光光度法GB/T17136-19973总铅石墨炉原子吸收分光光度法GB/T17141-19974总铬火焰原子吸收分光光度法GB/T17137-19975总砷硼氢化钾-硝酸银分光光度法GB/T17135-19976总铜火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-19977总锌火焰原子吸收分光光度法GB/T17138-19978总镍火焰原子吸收分光光度法GB/T17139-1997上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.（二）污泥中重金属含量特征我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总镉含量平均值为3.3mg/kg，其中80%置信区间内污泥总镉含量为0.1~5.2mg/kg，平均值为1.9mg/kg。总镉含量高于3mg/kg的污泥样本比例为34%，高于5mg/kg的污泥样本比例为11%，高于15mg/kg和20mg/kg的污泥样本比例均为2%。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（1）镉泥质标准总镉（mg/kg）农用A级＜3B级＜15土地改良/园林绿化PH6.55PH≥6.520林地＜20水泥熟料生产/混合填埋＜20制砖＜20上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总铅含量平均值为69.8mg/kg，其中80%置信区间内污泥总铅含量为24~118mg/kg，平均值为61.8mg/kg。所有脱水污泥样品总铅含量均低于300mg/kg，可满足各项泥质标准的要求。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（2）铅泥质标准总铅（mg/kg）农用A级＜300B级＜1000土地改良/园林绿化PH6.5300PH≥6.51000林地＜1000水泥熟料生产/混合填埋＜1000制砖＜300上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总铬含量平均值为438.8mg/kg，其中80%置信区间内污泥总铬含量为40~569mg/kg，平均值为209.0mg/kg。总铬含量高于500mg/kg的污泥比例为12%，高于600mg/kg的样本比例为9%，高于1000mg/kg的样本比例为7%。个别样品总铬含量远超过1000mg/kg，最大值高达6107mg/kg。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（3）铬泥质标准总铬（mg/kg）农用A级＜500B级＜1000土地改良/园林绿化PH6.5600PH≥6.51000林地＜1000水泥熟料生产/混合填埋＜1000制砖＜1000上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总镍含量平均值为97.2mg/kg，其中80%置信区间内污泥总镍含量为22~152mg/kg，平均值为83.9mg/kg。总镍含量高于100mg/kg的样本比例为16%，高于200mg/kg的样本比例为9%，个别污泥总镍含量远超过200mg/kg，最大值高达1080mg/kg。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（4）镍泥质标准总镍（mg/kg）农用A级＜100B级＜200土地改良/园林绿化PH6.5100PH≥6.5200林地＜200水泥熟料生产/混合填埋＜200制砖＜200上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总锌含量平均值为2557.8mg/kg，其中80%置信区间内污泥总锌含量为358~3848mg/kg，平均值为1182.6mg/kg。总锌含量高于1500mg/kg的样本比例为25%，高于2000mg/kg的样本比例为24%，高于3000mg/kg的样本比例均为14%，高于4000mg/kg的样本比例均为9%，最大值高达10071mg/kg。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（5）锌泥质标准总锌（mg/kg）农用A级＜1500B级＜3000土地改良/园林绿化PH6.52000PH≥6.54000林地＜3000水泥熟料生产/混合填埋＜4000制砖＜4000上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总铜含量平均值为614.9mg/kg，其中80%置信区间内污泥总铜含量为87~1362mg/kg，平均值为402.1mg/kg。总铜含量高于500mg/kg的样本比例为29%，高于800mg/kg的样本比例为20%，高于1500mg/kg的样本比例为10%。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（6）铜泥质标准总铜（mg/kg）农用A级＜500B级＜1500土地改良/园林绿化PH6.5800PH≥6.51500林地＜1500水泥熟料生产/混合填埋＜1500制砖＜1500上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总汞含量平均值为2.4mg/kg，其中80%置信区间内污泥总汞含量为0.2~5.2mg/kg，平均值为2.0mg/kg。总汞含量高于3mg/kg的污泥样本比例为26%，高于5mg/kg的污泥样本比例为14%，所有污泥样品总汞含量均低于15mg/kg。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（7）汞泥质标准总汞（mg/kg）农用A级＜3B级＜15土地改良/园林绿化PH6.55PH≥6.515林地＜15水泥熟料生产/混合填埋＜25制砖＜5上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.总砷含量平均值为19.2mg/kg，其中80%置信区间内污泥总砷含量为4.9~33mg/kg，平均值为15.8mg/kg。总砷含量高于30mg/kg的样本比例为14%，高于75mg/kg的样本比例为2%。一、累积频次分布我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源（8）砷泥质标准总砷（mg/kg）农用A级＜30B级＜75土地改良/园林绿化PH6.575PH≥6.575林地＜75水泥熟料生产/混合填埋＜75制砖＜75上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.中值远小于平均值，表明不同来源污泥重金属含量差异较大，平均值受少部分较大数据影响显著。不同种类重金属在污泥中的含量存在显著差异，按照平均值大小排序依次为：总锌＞总铜＞总铬＞总镍＞总铅＞总砷＞总镉＞总汞。二、重金属含量统计分析我国重点流域城市污泥重金属含量特征与溯源重金属总镉总铅总铬总镍总锌总铜总汞总砷最大值63.7279.56107.11080.010070.84564.413.5134.0最小值0.01.82.912.132.056.90.00.2中值1.354.5124448952501.912.7平均值3.369.8438.797.11639.3614.82.419.2标准差8.649.7971.9166.92080.8895.82.321.0（1）污泥中重金属含量统计上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.不同种类重金属按照平均值大小排序与2006年一致。重金属含量离散程度降低，可能与本次调查城市集中于重点流域有关。除铬和铜外，其余各重金属含量平均值均低于2006年，呈降低趋势。（2）污泥中重金属变化趋势重金属2006年（m