第一章文献综述
1.1城市污水处理厂污泥研究概况
污泥的产生现状随着城市化发展进程的加快，生活污水急剧增加，城市污水处理程度和规模与日俱增，产生的污泥也越来越多。自20世纪80年代以来，欧美国家等城市污泥产出量大增，欧盟12国年产污泥6.5xlo6吨(干重)]，美国5.4xlo6吨(干重)，世界污水处理厂年产污泥量己超过1亿吨(干污泥)。随着工农业生产的迅速发展，我国城市污水排放量和作为污水处理产物的城市污泥产量也急剧增加。1990年全国仅有污水处理厂78座，年排放污水污泥约300万一500万吨。2001年全国已建成的污水处理厂已经有427座，预计到2011年我国城市污水处理厂的数量将增加到2400座，排放污泥达到12000万吨以上，城市污水处理量的提高己导致污泥产量的连年剧增。
1.2城市污泥的性质特征
目前世界环境领域瞩目的研究课题之一，就是将产量巨大、成分复杂的污泥减量化、无害化、稳定化、资源化。污水的成分及性质决定了污泥的性质，因为污泥是处理污水过程中产生的副产物。所以，为了科学合理的处理处置和资源化利用污泥，就必须了解和掌握城市污水污泥的性质特征，只有从污泥的性质特征出发，才一能科学地选择有效的污泥处理工艺和合适的处理设备及资源化利用方式。污泥主要性状如下:(l)城市污泥中的植物营养成分污泥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾等植物生长所必需的养分，养分含量高于一般的农家肥，矿化速度也比农家肥快，可以提高土壤的肥力。李艳霞[3]等人对中国16个城市29个污水处理厂污泥中有机质及养分含量进行了统计，结果显示我国城市污泥中的有机质含量最高达696gkg一‘，平均值为384g.kg一’，相当于纯猪粪有机质平均含量的54%，其中82%的城市污泥的有机质含量超过猪厩肥，其有机质的平均含量比猪厩肥高27.12%，其矿化速度也比普通农家肥迅速。总氮、磷、钾的平均含量分别为27.1、14.3、6.99•kg‘。随着我国居民生活水平的提高，污泥中的养分含量必将呈上升的趋势。
第二章青山湖污水处理厂污泥的特性分析
2.1青山湖污水处理厂污泥处理现状
青山湖污水处理厂位于艾溪湖西北侧，高新区北沥村徐家东侧。规划服务范围:南起井冈山大道一何坊西路一京山路一将军渡闸;北至富大有堤(赣江南支);东起艾溪湖;西至子固路一船山路一十字街所划分区域(含中心区域、城南片区和城东片区)，具体见图2一1。涉及120万平方公里，服务人口140万人。工程总规划处理规模为日处理污水100万吨，分三期建设。目前，青山湖污水处理厂一期工程建成并投入运营，设计规模为日处理污水50万吨。污水处理工艺采用活性污泥法，曝气池采用氧化沟形式，配备倒伞型表面曝气机。设计出水水质为国家城镇污水处理厂污染物排放二级标准，尾水排至污水厂旁的低排沟并最终流入赣江。污泥处理采用机械浓缩、中温厌氧消化和机械脱水工艺处理，消化过程中产生的沼气进行脱硫处理并综合利用，脱水后泥饼外运处置。目前，青山湖污水处理厂实际处理污水规模约46万吨，日产含水80%左右的污泥约约4一6万吨。这些污泥一小部分用于农用，另一部分外运至电厂焚烧，约一半污泥主要还是外运于垃圾填埋场填埋处理。由于填埋场距离污水处理厂较远，运输规模较大，运输费用较高，且可供填埋的场地越来越少，土地填埋必将受到严格控制。因此，如何经济、合理地处理并综合利用青山湖污水处理厂污泥已成为函待解决的环境问题。
2.2青山湖污水处理厂
污泥成分分析污泥中含有植物生长所需的养分和有机质，其中植物养分氮、磷、钾等可供植物生长发育利用，而有机质可以用来改良土壤，防止土壤板结和增加肥力。然而污泥中又含有潜在有害物如重金属或病原体等，它们的城市园林花卉利用必须建立在重金属等有害物质的含量和病原体数量控制在不会对环境及人体健康造成危害的基础上。为确定南昌市青山湖污水处理厂污泥资源化利用于城市园林花卉是否可行和安全，对该污泥进行了系统的监测分析，监测结果如下2.1。
2.2.1污泥中的营养成分同土壤肥力的相关性
较大的是速效氮、速效磷、速效钾，它们是可以被植物直接迅速利用，或经过简单转化而直接利用的氮、磷、钾。而全氮、全磷、全钾和土壤肥力的相关性较小，它们是土壤中所含的植物可利用和不可利用的氮、磷、钾。一般土壤中速效N大于20OPPm(mg瓜g)为丰富含量，速效P大于80ppm(mg众g)为极丰富含量，速效K大于200PPm(mg瓜g)属于极丰富含量。由表2.1可知，污泥中的速效N、P、K含量均属于极丰富含量，尤其是速效钾含量更是高达461.91mg瓜g，可见其肥力水平非同一般。污泥中的有机质含量也高达30%以上，对维持良好的土壤结构性和土壤化学、生物学性质方面起着很重要的作用。由此可知，一方面青山湖污泥含有植物生长所需要的各种营养元素，是土壤微生物生命活动的能源;另一方面这些物质在土壤中可以通过功能基、氢键、范德华力等形式促进土壤团粒结构的形成，使土壤的透水性、蓄水性、通气性以及根系的生长环境有所改善;其次它对重金属离子和农药等有机污染物可以起到一定的固定作用，它们中某些功能基对重金属离子和农药有较强的络和和富集能力。
第三章 混合堆肥..............................................26-33
3.1 材料与方法 ..............................................26-28
3.1.1 试验材料.............................................. 26
3.1.2 试验方法 ..............................................26-27
3.1.3 测定及分析方法.............................................. 27-28
3.2 结果与分析.............................................. 28-32
3.2.1 堆肥后基质土壤中养分..............................................28
3.2.2 堆肥后基质土壤中重金属.............................................. 28-29
3.2.3 堆肥后基质土壤的物理..............................................29-30
3.2.4 变异系数分析.............................................. 30-32
3.3 小结 ..............................................32-33
第四章 不同配比的污泥.............................................. 33-42
4.1 材料与方法 ..............................................33-35
4.1.1 试验材料.............................................. 33-34
4.1.2 试验方法 ..............................................34-35
4.1.3 分析方法 ..............................................35
4.2 结果与分析.............................................. 35-40
4.2.1污泥施加量对开花数的影响 ..............................................36-37
4.2.2 不同污泥施加量对株高的影响.............................................. 37-38
4.2.3 不同污泥施加量对地径的影响 ..............................................38-39
4.2.4 不同污泥堆肥施加量对植物影晌 ..............................................39-40
4.2.5 不同污泥施加量对花生长.............................................. 40
4.3 小结 ..............................................40-42
第五章 污泥中的重金属在植物体内吸收.............................................. 42-50
5.1 材料与方法 ..............................................42-43
5.1.1 试验材料.............................................. 42
5.1.2 试验方法.............................................. 42
5.1.3 分析方法 ..............................................42-43
5.2 试验结果与分析 ..............................................43-49
7.1主要结论
7.1.1生污泥与木屑、煤渣混合堆肥后特性的研究
生污泥与木屑、煤渣棍合堆肥后，不同基质土壤中的速效N、P、K及有机质含量与对照样园林土相比，各种养分含量明显增加了，表明污泥有利于提高基质土壤的肥力。基质土壤的毛管孔隙度、毛管持水量随着污泥施用量的增加而增加，但基质土壤容重随之减小。并且通过变异系数的分析，表明基质土壤诸多性状方面变异十分丰富，可以通过投加适当的污泥量使得这些性状获得不同程度的提高。通过相关性分析，表明基质土壤诸多性状当中彼此之间存在着相互制约的关系，只有使其达到一定的平衡，才能使基质土壤的综合性能最佳。基质土壤中重金属的含量会随着污泥施加量的增加而增加，但都未超过《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ248一2007)标准限值。
通过对矮牵牛生长情况的监测表明，污泥堆肥施加量与矮牵牛生长之间存在剂量效应关系，在一个生长期内，矮牵牛在基质土壤3中生长发育最好，株高、花朵数以及干重和鲜重都显著高于其它配比的基质土壤种植出来的矮牵牛。当矮牵牛在基质土壤4中种植时，其生长受到抑制。同时，对照组园林土壤中营养物质缺乏，矮牵牛长势不良，花朵数少与植株高度、鲜重、干重显著低于其它配比的基质土壤种植出来的矮牵牛，需要施肥才能用于园林绿化。并通过相关性分析可知，矮牵牛生长与污泥中的速效N、速效P、速效K存在显著相关性。
7.1.2重金属在植物体内吸收和累计的研究
重金属Zn和Cu在植物体内的富集比较有规律，随着污泥施加量的增加，矮牵牛体内的富集量也随之增大，且差异性显著。对于Cd、Pb和Cr，从基质土壤1—基质土壤3种植出来的矮牵牛，随着污泥施加量的增加，矮牵牛体内的富集量也随之显著增大。而到基质土壤4种植的矮牵牛时，其体内的重金属反而下降了，证明植物体内重金属含量已经接近饱和，对土壤中的重金属富集能力到达极限。对照样园林土种植出的矮牵牛体内重金属含量非常微量，并且对于Pb和Cd两种重金属未检出。