污泥土地利用-土壤环境生物安全与健康

01污泥土地利用及土壤有机碳响应机制研究进展

摘要：我国城市污泥处理处置已发展到新的阶段，工作重点逐渐从污泥处理转向资源化利用。污泥经稳定化处理后用于土地利用，对土壤有机碳的积累和固持具有正面作用。对污泥土地利用的方式、标准及相关的应用研究案例进行了综述。结果表明，污泥土地利用不仅可以改善土壤性质，还能够有效提高土壤有机碳含量。通过对比不同污泥土地利用方式，发现园林绿化和生态修复相结合的土地利用形式具有较大的发展潜力。进一步总结了污泥土地利用对土壤有机碳的影响机制，分别从污泥有机质组分、物理化学过程和微生物驱动因素等方面进行了深入分析。在物理化学过程方面，污泥的施用可显著改变土壤结构和pH，进而影响土壤有机碳的转化与固存。在微生物过程方面，污泥施用后微生物群落和功能的变化是影响土壤有机碳周转的关键因素，其中微生物残体对于有机碳累积至关重要。通过系统梳理国内外相关研究进展，可为污泥的土地利用及可持续管理提供理论支撑与指导。

02微生营养激励素对大豆营养品质及土壤性质的影响

摘要：微生营养激励素（MNS）是由活性污泥通过碱热水解技术分离萃取得到的产品，富含植物必需营养元素（C、N、P、K）和激励素物质，能够同时实现污泥资源化处理和农业可持续发展。设置空白对照（CK）、化肥（CF）和微生营养激励素（MNS）试验组，评估了MNS对大豆品质和土壤质量的协同提升效应。与CF相比，施用MNS大豆籽粒中蛋白质、脂肪酸和氨基酸分别提高了1.71%、17.96%、10.58%。同时，MNS施用提高了土壤有机质（+13.73%）、速效磷（+28.66%）和速效钾（+44.18%）含量，但降低了铵态氮含量（-10.34%）。MNS可调控根际微生物群落，富集Azohydromonas、Chloroflexaceae和Sphingomonas等功能菌群，提升根际花生四烯酸、色氨酸和豆甾醇等代谢物丰度，以此促进根际碳氮循环和养分释放。研究表明，施用MNS能够调节大豆根系－土壤－微生物的相互作用，进而提高大豆品质和土壤质量。

03生物炭对污泥厌氧消化和重金属环境风险的影响

摘要：生物炭可有效提升污泥厌氧消化效率和稳定化重金属。以黄杨木屑为原料，分别在300，500，700℃缺氧条件下热解制备生物炭，考察生物炭投加对城市污泥厌氧消化效果、重金属（Cu、As、Ni、Cr和Pb）含量、化学形态以及生态风险的影响。结果表明：生物炭投加有助于保持污泥厌氧消化系统pH稳定，并缓解氨氮的积累，累积产甲烷量较空白组提升了80.55%~132.52%，700 ℃下热解制备的生物炭在20 g/L的投加量下对厌氧消化效率的提升效果优于其他条件。生物炭投加后，厌氧消化污泥重金属含量较空白组增加了4.79%~85.54%，单因子污染指数和内梅罗综合污染指数有不同程度的提升，但PIi值和NPI值仍<1（属清洁水平）。此外，生物炭投加后厌氧消化污泥重金属弱酸提取态占比下降，同时残渣态占比增加，重金属得到进一步稳定化；500 ℃下热解制备生物炭投加量为20 g/L时，厌氧消化后污泥重金属风险评价指数（RI值）为58，较空白组（RI=111）降低了47.75%。投加生物炭可有效控制厌氧消化污泥中重金属的潜在生态风险。

04基于线性回归模型的污泥深度脱水药剂投加策略研究

摘要：分析了无锡市3座污水厂4种污泥的泥质参数，并探究药剂配比对污泥脱水性能的影响。研究结果表明，污泥含固率、胞外聚合物（EPS）中蛋白和多糖含量、污泥比阻（SRF）是影响脱水性能的关键因素。运用均匀试验设计原理与线性回归分析手段，构建了药剂添加剂量与污泥毛细吸水时长（CST）、有机物质占比及固体含量间的线性相关性模型。模型验证成效显示，在所设定的药剂添加比例区间（石灰：13%~25%；PAM：1‱~9‱）之内，方程标准误差<1.5，模型适用性较好。该研究为污泥脱水药剂投加提供了科学依据，对提升脱水效能、降低处理成本具有积极作用，可有效促进污泥处理及最终处置的可持续性发展。

05城市污泥调理脱水影响因素与技术应用进展

摘要：随着我国污水处理能力的增加，污水处理过程中产生的剩余污泥量也与日剧增。污泥处理问题亟待解决，其中污泥脱水是关键环节。污泥高含水率会为后续处理带来诸多处理难题，增加处理成本。综述了污泥脱水技术，涵盖机械脱水和污泥干化等方式，并对其在实际应用中的优劣势进行了分析。对影响污泥脱水性能的因素进行了系统研究，明确胞外聚合物（EPS）、胶体颗粒物等多种因素的作用机制。此外，全面介绍物理、化学和生物调理方法及其效果，并对每种调理脱水方式列举应用案例，总结了污泥脱水效果，为污泥处理提供参考。在此基础上，展望了污泥脱水实现资源化和低碳化的未来方向，主要包括技术创新以及协同处理等，旨在促进污泥处理领域的可持续发展。

06污泥发酵产酸强化技术与应用潜力

摘要：污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸（VFAs）是实现污泥资源化的一种极具潜力的途径，VFAs不仅是多种工业产品的前体物质，而且在污水生物处理过程中可作为补充碳源。然而，其应用推广受限于产酸量低、产酸过程不稳定等因素。因此，探究提升污泥发酵产酸效果的策略及其发酵液的应用潜力，已成为研究领域的热点问题。已有研究主要集中于探讨污泥发酵产酸的机理及其影响因素，对污泥强化产酸方法的系统归纳以及发酵液中富含的VFAs后续应用的研究尚显不足。概述了污泥厌氧发酵产酸的机理，并对4种常见的污泥强化产酸策略——预处理、膜技术、碱性发酵、共发酵的优势与局限性进行了总结。进一步介绍在上述强化策略作用下，污泥发酵液的应用途径，包括作为合成聚羟基脂肪酸酯（PHAs）、中链脂肪酸（MCFAs）及生物能源的原料，微生物燃料电池（MFC）的制备，及作为污水脱氮除磷的补充碳源。指出了现有污泥强化产酸技术与发酵液应用领域所面临的挑战与不足，并对未来的研究方向进行了展望，以期为提高污泥资源回收率与发酵产物利用率提供参考。

07固定化小球藻对剩余污泥厌氧消化液的处理效能

摘要：固定化小球藻对剩余污泥厌氧消化液中的氮磷具有良好的去除效果，对剩余污泥的减量化处理具有重要意义。以海藻酸钠（SA）为载体、粉末活性炭（PAC）为吸附剂、氯化钙（CaCl2）为交联剂，分析了3种物质的配比浓度对固定化小球藻传质性、稳定性、比生长速率等性能的影响，通过正交实验对固定化条件进行优化，研究固定化条件的最佳配比，及其对剩余污泥厌氧消化液中的氮磷处理效能。结果表明，当SA、PAC和CaCl2的质量浓度分别为2.5%、4.5%、0.2%时，小球藻的比生长速率最佳，此时固定化小球藻对剩余污泥厌氧消化液中NH4+-N、TP和COD的去除率分别可达96.70%、51.30%和52.92%，比悬浮态小球藻组分别高出3.13，17.05，8.53百分点。随着重复使用次数的增加，固定化小球藻的比生长速率和对厌氧消化液中NH4+-N、COD和TP的去除率随之降低。此外，N/P、Ca2+浓度和COD浓度会影响固定化小球藻对剩余污泥厌氧消化液中氮、磷的去除效果。该研究结果可为剩余污泥厌氧消化液的处理提供理论支撑与技术参考。

08城市污泥水热碳化重金属的迁移转化和生态毒性研究

摘要：城市污泥经过水热碳化处理可实现减量化和无害化。通过实验探究水热碳化的反应温度、反应时间和反应介质对污泥水热炭中重金属性质的影响，分析城市污泥水热碳化过程中重金属的迁移转化机制和生态毒性评价。结果表明：经过水热碳化处理后，污泥中的重金属大部分被富集在水热炭中，从不稳定态F1/F2/F3转化为相对稳定态F4/F5，其稳定化程度与反应强度呈正相关，其中反应温度对重金属形态转化的影响更为显著。通过RAC生态风险指标评价可知：中性反应条件下，除了Mn仍处于中等风险水平外，其余重金属的生态毒性均降至低风险水平。采用2% H2SO4作为反应介质，则220 ℃水热碳化1 h为最佳条件，此时水热炭中所有重金属的生态毒性均降至低风险水平。此外，污泥经过水热碳化处理，其SPLP、TCLP和PBET浸出毒性均降低，并满足GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》和GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》相关要求，有利于安全妥善处置。

09城镇污水污泥处理处置碳减排技术研究与应用进展

摘要：城镇污水污泥富集了污水中的资源物质与污染物质，污泥处理处置作为污水处理终端治污环节，既贡献了不可忽视的碳排放量，也具有可观的资源和能源回收潜力。系统分析了污泥处理处置各工艺单元的碳排放构成和主流技术路线碳排放特点，从逸散性温室气体减排、节能降耗、能源资源回收利用等角度出发，探讨厌氧消化+土地利用、好氧发酵+土地利用、焚烧+建材利用3条技术路线的碳减排技术研究与应用进展，提出3项具有应用前景的新型能源资源回收利用技术，最后对我国未来污泥处理处置的发展方向进行了展望。

10活性污泥厌氧消化综合性机理模型在石化污水处理设施系统性优化中的应用

摘要：石化污水由于来水复杂、处理流程长，传统的工艺优化方法往往依赖于经验、耗时长、试错成本高，且对于较大的工艺调整具有不可预测的风险。活性污泥与厌氧消化综合性机理模型在市政污水处理行业得到了较好的使用与验证，但在工业污水处理中的使用则存在一定挑战；在工业污水处理中应用模型，需要确定目标工业水质组分及其对生化反应动力学和污泥沉降性的影响。以专业污水建模软件BioWin为工具，结合数据分析，建立了能反映厌氧消化反应、纯氧曝气、表面曝气、膜反应器等污水生化处理设施当前运行现状的工艺模型。结合对工艺的深入理解，采用单因素与复合因素分析，设置了大量工艺分析情景，利用已校准的模型进行定量化评估，在目标污水处理厂实现了以节约运行成本、减少操作人员工作量为目标的系统化优化效果。

来源：环境工程

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