唐 云 黃小紅 崔紅秀 王宏強(qiáng)

（金徽酒股份有限公司 甘肅隴南 742300）

引言

廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥既是污染物又是一種資源，如將污泥進(jìn)行資源化利用，一方面可緩解當(dāng)下剩余污泥處置的難題，另一方面可實(shí)現(xiàn)資源的回收與利用，有效減少資源浪費(fèi)。目前，污泥處理主要有衛(wèi)生填埋、污泥焚燒、污泥堆肥、污泥制建材、污泥園林化利用等方法。而在污泥資源化利用方式中，污泥堆肥農(nóng)用由于污染小、成本低、操作簡單、污泥利用率高等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。

1 白酒廢水污泥

白酒廢水污泥產(chǎn)量約為污水量的0.5%，產(chǎn)生量較大[1]。濃香型白酒釀造以高粱、玉米、糯米、小麥、大米為原料，過程中排放的廢水采用生化處理法進(jìn)行處理。與一般城市污泥相比，白酒廢水污泥中蛋白質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素含量更高，而重金屬含量相對較低。分析白酒廢水污泥和城市污泥的特征，有助于因地制宜地合理利用白酒廢水污泥，發(fā)揮污泥的資源優(yōu)勢。

2 研究內(nèi)容及分析方法

2.1 研究對象

本實(shí)驗(yàn)選取甘肅省隴南市徽縣金徽酒股份有限公司污水處理站產(chǎn)生的污泥，每季度定期采樣，采用多點(diǎn)取樣法進(jìn)行取樣，每次采集樣品重量均為2kg 左右。測定污泥的含水率、pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、重金屬含量，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

選取面積為1 畝的2 塊農(nóng)用地，用于進(jìn)行玉米和小麥輪種試驗(yàn)，分別施入污泥和化肥，根據(jù)產(chǎn)量對比分析農(nóng)作物的種植效果。

2.2 檢測分析方法

檢測項(xiàng)目及分析方法見表1。

表1 檢測項(xiàng)目及分析方法

3 結(jié)果與分析

3.1 濃香型白酒廢水污泥特性

每季度污泥檢測結(jié)果（見表2）與《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB4284-2018）中污染物濃度限值、衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)限值、理化指標(biāo)限值進(jìn)行比較并與城市污泥平均水平進(jìn)行對比（見表3），分析白酒廢水污泥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可行性。

表2 白酒廢水污泥季度檢測結(jié)果

表3 白酒廢水污泥檢測對比項(xiàng)目表

表4 農(nóng)用地種植效果

季度檢測結(jié)果顯示，污泥的有機(jī)質(zhì)含量范圍700～728g.kg-1，平均為716g.kg-1，高于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》2.58 倍，高于城市污泥平均水平86.4%；全氮含量范圍42～44g.kg-1，平均為43g.kg-1，高于城市污泥平均水平59.2%；全磷含量范圍63.8～72.5g.kg-1，平均為43g.kg-1，高于城市污泥平均水平3.75 倍；全鉀含量范圍7.3～7.8g.kg-1，平均為7.5g.kg-1，高于城市污泥平均水平7.1%。以上數(shù)據(jù)充分說明，釀造廢水污泥不僅含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，還含有植物生長所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。這主要是由于釀造原料采用五糧，釀造廢水為高濃度有機(jī)廢水，故而廢水處理產(chǎn)生的污泥含大量有機(jī)營養(yǎng)成分。

污泥的汞含量范圍1～1.3g.kg-1，平均為1.17g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》61%，低于城市污泥平均水平45%；砷含量范圍13.8～14.55g.kg-1，平均為14.11g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》52.9%，低于城市污泥平均水平30.1%；鉻含量范圍66.55～72g.kg-1，平均為69.5g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》86.1%，低于城市污泥平均水平25.3%；鎳含量范圍41.15～42.55 g.kg-1，平均為41.8g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》58.2%，低于城市污泥平均水平14.1%；銅含量范圍39.8～42.2g.kg-1，平均為40.85g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》91.8%，低于城市污泥平均水平81.3%；鋅含量范圍430.25～460g.kg-1，平均為446.37g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》62.8%，低于城市污泥平均水平57.8%；鎘含量范圍0.93～1.2g.kg-1，平均為1.07g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》64.3%，低于城市污泥平均水平46.7%；鉛含量范圍23.85～24.55g.kg-1，平均為24.12g.kg-1，低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》91.9%，低于城市污泥平均水平66.6%。以上數(shù)據(jù)表明，污泥中重金屬含量顯著低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》，且低于城市污泥平均水平，完全滿足污泥農(nóng)用的重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)，這主要是因?yàn)閺U水來源為釀造廢水，釀酒原料為糧食，并且經(jīng)營過程中嚴(yán)格把控糧食質(zhì)量關(guān)口，原糧產(chǎn)地均經(jīng)過綠色食品認(rèn)證，重金屬含量相對較低。

白酒廢水污泥的石油類含量遠(yuǎn)低于《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》和城市污泥平均水平，pH、含水率、糞大腸菌群、粒徑均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；蛔蟲卵死亡率、苯并（a）吡、多環(huán)芳烴未檢出，均符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 污泥農(nóng)用前的預(yù)處理

污泥堆肥因易于控制管理且運(yùn)行成本較低，成為污泥處理的主要方式，污泥堆肥一般分為升溫階段、高溫階段、降溫腐熟階段。升溫階段，堆體溫度逐漸上升且基本維持在15～45℃，一般持續(xù) 3～5d，此階段堆體中的細(xì)菌、真菌、放線菌等嗜溫菌利用堆體中的糖類、淀粉等可溶性有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)，將其迅速分解成二氧化碳和水，同時釋放出大量的熱量[4]。高溫階段，堆體溫度逐漸升高并達(dá)到 50℃以上，大多數(shù)的嗜溫菌被抑制生長甚至出現(xiàn)死亡，嗜熱菌開始活躍，一些殘留物、復(fù)雜難降解的有機(jī)物也逐漸開始被降解[5]。降溫腐熟階段，堆體溫度較低，嗜溫菌開始活躍起來，分解剩余的有機(jī)物，堆體的溫度逐漸降低、耗氧速率減小、孔隙度增加，逐漸穩(wěn)定進(jìn)入腐熟階段[6]。

污泥農(nóng)用前進(jìn)行堆肥預(yù)處理，可進(jìn)一步降低污泥中的有害物質(zhì)含量。堆肥前加入一定比例的填充物料，如樹葉、木屑、秸稈、動物糞便等，增加污泥的孔隙率，有利于堆體中氣體的流通，經(jīng)堆肥污泥中的微生物將有機(jī)物降解成腐殖質(zhì)并使污泥達(dá)到穩(wěn)定化、無害化[7]，污泥中的有機(jī)質(zhì)分解后形成的速效養(yǎng)分更利于植物吸收，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長，且適量污泥堆肥農(nóng)用不會引起土壤重金屬污染[8]。

3.3 污泥農(nóng)用種植效果

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的使用較為普遍，是促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)的重要方法，但增施化肥的同時卻會造成土壤退化、溫室氣體排放等一系列環(huán)境問題[9]。研究表明，作物對氮肥的吸收利用率僅為30%，大量氮肥的施用導(dǎo)致氮肥利用效率低下，同時，化肥不合理施用和過量投入，還會導(dǎo)致施入土壤的養(yǎng)分流失且給環(huán)境帶來嚴(yán)重危害[10]。相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，過度施用化肥使得土壤發(fā)生酸化、板結(jié)以及肥力下降等現(xiàn)象[11]。土壤酸化會令植物毒害元素活性增加，土壤有益元素（鈣、鎂、鉀）的含量或活性降低，給植物生長發(fā)育造成危害，嚴(yán)重制約中國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，合理的有機(jī)物料使用是提高化肥利用率、實(shí)現(xiàn)化肥施用零增加目標(biāo)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[9]。

研究表明，不同比例有機(jī)物料替代化肥均有利于土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮及有效養(yǎng)分含量的提升，可在減少化肥施用的同時提升土壤肥力[12]。其原因是由于試驗(yàn)施用的污泥堆肥呈堿性且含有大量有機(jī)物質(zhì)，能通過提高土壤的酸堿緩沖性能，從而提高土壤pH[13]。另外，污泥堆肥的比重一般比土壤小，施入土壤后能降低土壤容重，改善土壤的物理性狀[14]。

白酒廢水污泥有機(jī)質(zhì)含量非常高，氮、磷營養(yǎng)成分較為豐富，重金屬含量較低，性質(zhì)較為穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的農(nóng)用價值。金徽酒股份有限公司位于甘肅省隴南市徽縣伏家鎮(zhèn)，廠區(qū)周邊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為豐富，污泥堆肥預(yù)處理后用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，符合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)種植環(huán)境，同時能極大程度地解決污泥處置問題，并發(fā)揮污泥的資源化利用價值。

污泥堆肥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀元素，是作物生長發(fā)育過程中不可或缺的營養(yǎng)元素。同時，污泥堆肥替代無機(jī)肥料的施用，有利于降低農(nóng)田氮磷流失，提高土壤有機(jī)質(zhì)，從而改善土壤的生物、化學(xué)和物理性質(zhì)，并增加作物產(chǎn)量。Skowronska aM 等[15]的研究表明，高量施用污泥產(chǎn)物能顯著增加土壤碳氮含量及酶活性。

選擇在2 塊試驗(yàn)地進(jìn)行玉米和小麥輪種試驗(yàn)。1#農(nóng)用地施入污泥，施入量為10t，在種植前與土壤進(jìn)行拌合，玉米的產(chǎn)量為750kg.畝-1，小麥的產(chǎn)量為500kg.畝-1。2#農(nóng)用地施入化肥，施入量為50kg，在種植前與土壤進(jìn)行拌合，玉米的產(chǎn)量為600kg.畝-1，小麥的產(chǎn)量為400kg.畝-1。結(jié)果表明，使用污泥的種植產(chǎn)量較使用化肥的產(chǎn)量高25%，且使用污泥可以節(jié)約化肥投入費(fèi)用。

結(jié)論

白酒釀造廢水污泥不僅含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，還含有植物生長所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，污泥呈中性，性質(zhì)穩(wěn)定，污泥中重金屬含量顯著低于污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，且低于城市污泥平均水平，衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)和理化指標(biāo)均符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。污泥經(jīng)堆肥無害化處理后施入農(nóng)用地的種植效果優(yōu)于使用化肥的種植效果，并可以節(jié)約化肥投入費(fèi)用。因此，污泥農(nóng)用具備可行性，能極大程度地解決污泥處置問題，并能發(fā)揮污泥的資源化利用價值。