導(dǎo)語(yǔ)：污泥產(chǎn)量可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率（即萬(wàn)噸污水產(chǎn)生的絕干污泥量）和污水處理量進(jìn)行計(jì)算，其關(guān)鍵在于計(jì)算參數(shù)的選擇,選擇不當(dāng)極易產(chǎn)生顯著的偏差。然而，我國(guó)在污泥產(chǎn)率方面的研究較少，積累的污泥產(chǎn)率數(shù)據(jù)不多，難以為設(shè)計(jì)提供有效的支持與指導(dǎo)。對(duì)我國(guó)重點(diǎn)流域具有代表性的城鎮(zhèn)污水處理廠（11座城市106座典型污水處理廠）污泥產(chǎn)量進(jìn)行了調(diào)研，全面分析了經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率的整體特征、地域差異、季節(jié)波動(dòng)、工藝差異和規(guī)模差異等。結(jié)果表明，調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠污泥產(chǎn)率平均值為1.62tDS/萬(wàn)m³，其中合肥、昆明和天津污泥產(chǎn)率相對(duì)較低，其余城市污泥產(chǎn)率較高。不同月份污泥產(chǎn)率波動(dòng)較大，且呈現(xiàn)出了顯著的季節(jié)規(guī)律性，冬季和春季污泥產(chǎn)率較高，夏季和秋季污泥產(chǎn)率相對(duì)較低。采用AAO/AO和氧化溝工藝的污水處理廠污泥產(chǎn)率顯著高于采用SBR和MBR工藝的污水處理廠，出水執(zhí)行一級(jí)A和一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠污泥產(chǎn)率高于執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠，規(guī)模較大的污水處理廠污泥產(chǎn)率低于規(guī)模較小的污水處理廠。
1研究方法
本研究調(diào)研時(shí)間跨度為2012年1月至2014年12月，調(diào)研范圍覆蓋太湖、巢湖、海河、遼河、滇池和三峽庫(kù)區(qū)及上游等6大流域，包括上海、常州、嘉興、太倉(cāng)、無(wú)錫、合肥、天津、唐山、赤峰、昆明、重慶等11座城市的106座城鎮(zhèn)污水處理廠（見(jiàn)表1），總設(shè)計(jì)污水處理能力為1519萬(wàn)m³/d，實(shí)際污水處理能力1264萬(wàn)m³/d，污泥年產(chǎn)生量為313萬(wàn)噸（含水率80%），污水處理能力和污泥產(chǎn)量均達(dá)到全國(guó)總量的10%。污水水量、污水水質(zhì)、污泥產(chǎn)量和污泥含水率等數(shù)據(jù)均來(lái)自所調(diào)研污水處理廠的運(yùn)行日?qǐng)?bào)表。
表1調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠分布
經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率采用公式（1）進(jìn)行計(jì)算。
其中，Y——經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率，tDS/萬(wàn)m³；M——脫水污泥產(chǎn)量，t/d；ω——脫水污泥含水率，%；Q——污水處理量，萬(wàn)m³/d。
2結(jié)果與分析
2.1整體特征
調(diào)研范圍內(nèi)106座污水處理廠經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率分布特征見(jiàn)圖1，經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率平均值為1.62tDS/萬(wàn)m³，其中80%置信區(qū)間內(nèi)污水處理廠經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率為0.91~2.41tDS/萬(wàn)m³，平均值為1.57tDS/萬(wàn)m³，不同廠污泥產(chǎn)率差異較大。
圖1污泥產(chǎn)率分布特征
不同污水處理廠進(jìn)水中污染物濃度差異較大，以萬(wàn)噸污水產(chǎn)泥量核算的經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率，在不同廠間進(jìn)行比較時(shí)具有一定局限性。因此，本研究進(jìn)一步分析了去除單位質(zhì)量BOD5產(chǎn)生的污泥量（簡(jiǎn)稱“BOD5污泥產(chǎn)率”），其分布特征見(jiàn)圖2。BOD5污泥產(chǎn)率平均值為1.34kgDS/kgBOD5，其中80%置信區(qū)間內(nèi)污水處理廠BOD5污泥產(chǎn)率為0.64~2.17kgDS/kgBOD5，平均為1.28kgDS/kgBOD5。
圖2BOD5污泥產(chǎn)率分布特征
2.2地域差異
調(diào)研范圍中的11座城市的平均污泥產(chǎn)率分布特征見(jiàn)圖3。合肥、昆明、天津等3座城市經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率相對(duì)較低，平均值均不超過(guò)1.50tDS/萬(wàn)m³；其余城市經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率相對(duì)較高，平均值為1.65~1.92tDS/萬(wàn)m³。造成不同城市污泥產(chǎn)率差異的主要原因?yàn)檫M(jìn)水水質(zhì)（有機(jī)物含量、懸浮固體含量）的不同，影響進(jìn)水水質(zhì)的因素包括：排水體制、管網(wǎng)破損程度、工業(yè)廢水排放、氣候特征等。
圖3不同城市污泥產(chǎn)率
2.3季節(jié)波動(dòng)
調(diào)研范圍中的106座污水處理廠，2014年最大月與最小月污泥產(chǎn)率比值分布特征見(jiàn)圖4，不同月份污泥產(chǎn)率波動(dòng)較大，最大月與最小月污泥產(chǎn)率比值的平均值為2.92，其中80%置信區(qū)間內(nèi)最大月與最小月污泥產(chǎn)率的比值為1.57~4.71，平均值為2.54。
圖4污泥產(chǎn)率變化系數(shù)分布
大部分進(jìn)水以生活污水為主的污水處理廠，污泥產(chǎn)率均呈現(xiàn)出了顯著的季節(jié)規(guī)律性，冬季（12月~2月）和春季（3月~5月）污泥產(chǎn)率較高，夏季（6月~8月）和秋季（9月~11月）污泥產(chǎn)率相對(duì)較低。其中，春季污泥產(chǎn)率最高，平均值約為1.79tDS/萬(wàn)m³；秋季污泥產(chǎn)率最低，平均值約為1.52tDS/萬(wàn)m³，春季污泥產(chǎn)率比秋季高出了20%。
污泥是污水處理過(guò)程中伴隨產(chǎn)生的副產(chǎn)物，主要來(lái)自于兩方面：①污水中懸浮固體的吸附沉淀作用；②微生物降解有機(jī)物過(guò)程中自身的增殖作用。經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率受諸多因素綜合影響，其中最主要的影響因素為污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)（懸浮固體含量和有機(jī)物含量等）和生物處理系統(tǒng)運(yùn)行條件（溫度、污泥齡、有機(jī)負(fù)荷等）。一方面，我國(guó)大部分進(jìn)水以生活污水為主的污水處理廠，進(jìn)水SS和BOD5具有顯著的季節(jié)規(guī)律性，冬春季節(jié)進(jìn)水SS和BOD5濃度較高，而夏秋季節(jié)進(jìn)水SS和BOD5較低，這可能是污泥產(chǎn)率呈現(xiàn)季節(jié)性波動(dòng)的主要原因。另一方面，污泥產(chǎn)率與水溫呈負(fù)相關(guān)性，我國(guó)大部分區(qū)域四季分明，溫度季節(jié)變化顯著，污泥產(chǎn)率伴隨溫度相應(yīng)發(fā)生變化，這可能是污泥產(chǎn)率呈現(xiàn)出季節(jié)規(guī)律性的另一原因。
2.4處理工藝
調(diào)研范圍內(nèi)106座污水處理廠中，污水生物處理單元主體工藝可分為以下幾類：AAO或者AO（記作AAO/AO）、氧化溝、SBR、MBR等類型。其中，AAO/AO工藝包括UNITANK、百樂(lè)克等改良類型；氧化溝工藝包括卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、三槽式氧化溝、立環(huán)氧化溝等改良類型，SBR工藝包括CASS、CAST、ICEAS等類型。針對(duì)采用不同類型生物處理工藝的污水處理廠，本研究對(duì)其污泥產(chǎn)率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，如表2所示。其中，部分污水處理廠生物處理單元采用了1種以上工藝，而不同工藝污水處理量和污泥產(chǎn)量并未單獨(dú)核算，因此本研究未對(duì)這些污水處理廠的污泥產(chǎn)率進(jìn)行歸類分析。
表2不同污水處理工藝污泥產(chǎn)率
由表2可知，采用氧化溝工藝的污水處理廠（38個(gè)）污泥產(chǎn)率相對(duì)較高，平均為1.62tDS/萬(wàn)m³；采用AAO/AO工藝的污水處理廠（35個(gè)）污泥產(chǎn)率次之，平均為1.36tDS/萬(wàn)m³；采用SBR工藝污水處理廠（12個(gè)）和MBR工藝的污水處理廠（2個(gè)）污泥產(chǎn)率相對(duì)較低，分別為1.22tDS/萬(wàn)m³和1.08tDS/萬(wàn)m³。
張辰等研究發(fā)現(xiàn)污泥產(chǎn)率與污泥齡呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，剩余污泥表觀產(chǎn)率隨泥齡的延長(zhǎng)而減小，其中合成產(chǎn)率系數(shù)與污泥齡關(guān)系不大，而衰減系數(shù)隨污泥齡的延長(zhǎng)而增大。一般而言氧化溝工藝污泥齡長(zhǎng)于AAO/AO工藝，污泥產(chǎn)率相對(duì)較低。然而，本調(diào)研中采用氧化溝工藝的污水處理廠平均經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率卻略高于采用AAO/AO工藝的污水處理廠，這可能是由于經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率除受污泥齡和處理工藝影響外，還受進(jìn)水水質(zhì)等因素影響。本調(diào)研中某污水處理廠采用AAO工藝，設(shè)計(jì)污水處理量為280萬(wàn)m³/d，而污泥產(chǎn)率僅為1.14tDS/萬(wàn)m³；另一污水處理廠采用AO工藝，設(shè)計(jì)污水處理量為170萬(wàn)m³/d，而污泥產(chǎn)率僅為0.76tDS/萬(wàn)m³。這兩座污水處理廠處理規(guī)模較大，而污泥產(chǎn)率偏低，拉低了采用AAO/AO工藝的污水處理廠污泥產(chǎn)率的平均值。
2.5排放標(biāo)準(zhǔn)
調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠中，出水執(zhí)行一級(jí)A、一級(jí)B和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠數(shù)量、規(guī)模以及污泥產(chǎn)量見(jiàn)表3。執(zhí)行一級(jí)A和一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率分別為1.49tDS/萬(wàn)m³和1.45tDS/萬(wàn)m³，執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠污泥產(chǎn)率更高。究其原因，一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)出水氮磷提出了更嚴(yán)格的要求，而我國(guó)污水處理廠普遍存在碳源不足問(wèn)題，為確保氮磷的同步穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，通常需要將碳源優(yōu)先用于生物脫氮，而在生物除磷之后投加混凝劑輔以化學(xué)除磷，二沉池出水后投加鋁鹽或鐵鹽進(jìn)行化學(xué)除磷時(shí)，污泥產(chǎn)生量通常增加20%~35%。此外，在內(nèi)部碳源不能滿足生物脫氮要求時(shí)，執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠通常需要輔以外加碳源，從而導(dǎo)致污泥產(chǎn)率升高。與一級(jí)A和一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)相比，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污水中有機(jī)物、懸浮固體、總磷等污染物的去除率要求較低，去除污染物過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量也相應(yīng)較低，執(zhí)行二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率顯著低于執(zhí)行一級(jí)A和一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠。
表3執(zhí)行不同排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠污泥產(chǎn)率
2.6規(guī)模差異
本研究根據(jù)《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo)[2001]77號(hào)）對(duì)調(diào)研范圍內(nèi)污水處理廠規(guī)模進(jìn)行了分類，不同規(guī)模污水處理廠污泥產(chǎn)率見(jiàn)表4�？傮w而言，規(guī)模較大的污水處理廠（Ⅰ類和Ⅱ類）經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率低于規(guī)模較小的污水處理廠（Ⅲ類、Ⅳ類和Ⅴ類），其中Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類污水處理廠污泥產(chǎn)率分別為1.14、1.35、1.73tDS/萬(wàn)m³，污泥產(chǎn)率隨著規(guī)模的增加而呈現(xiàn)出減少趨勢(shì)。Ⅴ類污水處理廠數(shù)量占調(diào)研污水處理廠總數(shù)的40%，但負(fù)荷率整體較低，不同廠污泥產(chǎn)率差異較大，平均污泥產(chǎn)率為1.60tDS/萬(wàn)m³。
表4不同規(guī)模污水處理廠污泥產(chǎn)率
3討論
本研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于進(jìn)水以生活污水為主的污水處理廠，其水量水質(zhì)、運(yùn)行參數(shù)、污泥產(chǎn)率等一般呈現(xiàn)出較為顯著的規(guī)律性。但調(diào)研范圍中大部分污水處理廠進(jìn)水中摻雜有不同比例的工業(yè)廢水，受工業(yè)廢水影響進(jìn)水水量和水質(zhì)波動(dòng)較大，影響了污泥產(chǎn)率變化規(guī)律的總結(jié)。例如，海寧某污水處理廠進(jìn)水中印染和制革廢水比例高達(dá)70%以上，每年春節(jié)前后工廠停產(chǎn)期間污水量急劇下降，污泥產(chǎn)量也相應(yīng)降低；同時(shí)，受當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保要求影響，部分工廠陸續(xù)停產(chǎn)，水量和水質(zhì)均波動(dòng)較大，污泥產(chǎn)率并沒(méi)有呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)規(guī)律性。
目前，我國(guó)污泥產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)普遍存在以下2個(gè)主要誤差來(lái)源：①車噸位偏差。調(diào)研范圍內(nèi)大部分污水處理廠沒(méi)有污泥稱重計(jì)量設(shè)施，生產(chǎn)報(bào)表中污泥產(chǎn)量按車噸位進(jìn)行估算，每車次污泥量誤差可達(dá)10%~20%；②污泥含水率偏差。僅有少部分污水處理廠定期檢測(cè)污泥含水率，其他污水處理廠帶式壓濾或者離心脫水污泥含水率一般按照80%進(jìn)行估算，實(shí)際含水率偏差可達(dá)3%~5%，絕干污泥質(zhì)量相差可達(dá)15%左右。綜上所述，我國(guó)部分污水處理廠污泥產(chǎn)量計(jì)量累積誤差可達(dá)20%~40%，嚴(yán)重影響了污泥產(chǎn)率統(tǒng)計(jì)分析的精確性。此外，污水處理廠運(yùn)行報(bào)表中的污泥產(chǎn)量大多為外運(yùn)污泥的量，當(dāng)污泥出路受阻時(shí)部分污泥會(huì)在污水處理廠內(nèi)滯留，沒(méi)有污泥外運(yùn)時(shí)報(bào)表中相應(yīng)時(shí)間污泥產(chǎn)量通常記為0，報(bào)表數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反映實(shí)時(shí)污泥產(chǎn)量，影響污泥產(chǎn)率分析。
此外，調(diào)研范圍中大部分污水處理廠缺乏對(duì)于初沉污泥、剩余污泥、化學(xué)污泥產(chǎn)量和含水率的單獨(dú)計(jì)量，報(bào)表中只是籠統(tǒng)統(tǒng)計(jì)脫水污泥產(chǎn)量，不利于基于污水處理廠運(yùn)行情況率定剩余污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)、合成產(chǎn)率系數(shù)、衰減系數(shù)等相關(guān)參數(shù)。此外，進(jìn)水中惰性懸浮固體及難降解有機(jī)懸浮固體對(duì)污泥產(chǎn)率的影響較大，但鮮有污水處理廠對(duì)進(jìn)水中懸浮固體的組分及比例進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅影響污泥產(chǎn)量的精確計(jì)算，還影響污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理。
4結(jié)論
①我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率平均值為1.62tDS/萬(wàn)m³，BOD5污泥產(chǎn)率平均值為1.34kgDS/kgBOD5，其中合肥、昆明、天津等3座城市污泥產(chǎn)率相對(duì)較低，其余城市污泥產(chǎn)率較高。
②不同月份污泥產(chǎn)率波動(dòng)較大，且呈現(xiàn)出了顯著的季節(jié)規(guī)律性，冬季和春季污泥產(chǎn)率較高，夏季和秋季污泥產(chǎn)率相對(duì)較低。
③采用AAO/AO和氧化溝生物處理工藝的污水處理廠污泥產(chǎn)率顯著高于采用SBR和MBR工藝的污水處理廠；出水執(zhí)行一級(jí)A和一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠污泥產(chǎn)率高于執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠，規(guī)模較大的污水處理廠經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率低于規(guī)模較小的污水處理廠。
原標(biāo)題:我國(guó)重點(diǎn)流域106座城市污水處理廠污泥產(chǎn)率調(diào)研
| 流域 | 城市 | 污水處理廠數(shù)量（個(gè)） |
| 太湖及周邊 | 上海、無(wú)錫、常州、太倉(cāng)、嘉興 | 48 |
| 海河 | 天津、唐山 | 15 |
| 滇池 | 昆明 | 7 |
| 巢湖 | 合肥 | 10 |
| 三峽庫(kù)區(qū)及上游 | 重慶 | 20 |
| 遼河 | 赤峰 | 6 |
| 工藝類型 | 污水處理廠數(shù)量（個(gè)） | 設(shè)計(jì)總污水處理量（萬(wàn)m³/d） | 實(shí)際總污水處理量（萬(wàn)m³/d） | 實(shí)際總污泥產(chǎn)量（t DS/d） | 經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率（t DS/萬(wàn)m³） |
| AAO/AO | 35 | 758 | 618 | 838 | 1.36 |
| 氧化溝 | 38 | 304 | 252 | 407 | 1.62 |
| SBR | 12 | 118 | 110 | 134 | 1.22 |
| MBR | 2 | 9 | 7 | 8 | 1.08 |
| 排放標(biāo)準(zhǔn) | 污水處理廠數(shù)量（個(gè)） | 設(shè)計(jì)總污水處理規(guī)模（萬(wàn)m³/d） | 實(shí)際總污水處理規(guī)模（萬(wàn)m³/d） | 實(shí)際總污泥產(chǎn)量（t DS/d） | 經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率（t DS/萬(wàn)m³） |
| 一級(jí)A | 48 | 434 | 347 | 518 | 1.49 |
| 一級(jí)B | 42 | 499 | 436 | 633 | 1.45 |
| 二級(jí) | 15 | 586 | 480 | 564 | 1.18 |
| 類別 | 規(guī)模*（以污水處理量計(jì)，萬(wàn)m³/d） | 污水廠數(shù)量（個(gè)） | 負(fù)荷率（%） | 經(jīng)驗(yàn)污泥產(chǎn)率（t DS/萬(wàn)m³） |
| Ⅰ類 | 50～100 | 4 | 0.85 | 1.14 |
| Ⅱ類 | 20～50 | 13 | 0.89 | 1.35 |
| Ⅲ類 | 10～20 | 19 | 0.87 | 1.73 |
| Ⅳ類 | 5～10 | 26 | 0.90 | 1.62 |
| Ⅴ類 | 1～5 | 41 | 0.82 | 1.60 |
| * 分類含下限值，不含上限值。 |
