1.1 研究的背景及意义

城市污泥（包括初沉污泥和剩余污泥）是污水处理厂和污水处理的必然产物。未经恰当处理处置的污泥直接进入环境后，会给水体、土壤、大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态系统和人类生活环境构成了严重的威胁。

预测表明，中国的人口数量在2020年之后的五年内会达到最高值，城市污水的产生量也会随之达到高峰。未来10年是我国污水处理市场的黄金时代，上千座污水处理厂将随之建成。每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2%的剩余污泥数百乃至上万吨，这些污泥将成为未来急需处理的难题。至”十一五”结束，全国污水处理厂约3000座，污水处理率为73%，年产含水80%的污泥近2200万吨。”十二五”期间污泥产量将以246万m3/年的速度递增；预计未来五年内，每年将产生干污泥540万t（含水80%污泥2700万t）。

目前，我国多数城市都配备了污水处理设施，但对占污水总量1%的城市污泥处理至今处于空白状态，只有不到1/4的污水处理厂配备污泥稳定设施，而现有污泥消化池能够正常运行数量也很少，有些根本就没有运行。这些污泥因没得到合理无害化处理处置就直接排放，造成了严重的二次污染。 因此，污泥的处理处置问题，刻不容缓，也迎来了很大的经济效益，拥有庞大的市场[1]。

污泥的处置，有土地利用、用于建材、填埋等方式。而污泥的处理是为了让污泥能够顺利进入环境，不对环境造成危害。污泥的处理包括浓缩、机械脱水、稳定干化等多个部分。如果只对污泥进行直接处置，而不经过合理的处理，可能会对环境造成不可避免的伤害。为此我国分别于 2009 年和 2010年出台了两套污泥处理处置技术指南，即《城镇污水处理厂污泥处理处置既污染防治技术政策（试行）》 和《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南（试行）》，两者均将土地利用作为污泥处置的优选方案。

就目前而言，污泥的处理处置费用较高，难度较大，因此很多污水处理厂对污泥直接倾倒江河或填埋，而不进行处理，这样做既违法，也与污泥资源化处置利用要求相悖，从节能减排和能源再生角度来看，污泥的土地利用是可持续发展道路上的一条必经之路。

近年来多个研究表明污泥中含有多种有毒有害物质，吸附在污泥中的污染物通常具有较强毒害作用，严重影响着污泥土地利用的安全，因此对城市污泥中有毒有害物质的研究与去除对污泥资源化利用迫在眉睫。

有报道指出PAHs是污泥中首要的有机污染物之一，因此，对城市污泥中多环芳烃的研究是一项很有意义的工作。污泥中PAHs主要来源于工业生产(如纺织、化工、印染、造纸等)所排放的废水，本论文就将选取3个污水来源不同的污水处理厂的污泥作为研究对象，来测定其中多环芳烃含量。国内对污泥中重金属研究的较多，说明污泥中重金属超标仍是制约污泥土地利用的重要因素，因此，本论文还对南京地区多个不同来源的污水处理厂中的污泥进行采样，测定其中重金属含量。

1.2 城市污泥简介及土地利用

（1）城市污泥简介

城市污泥是由有机物质残片、有机无机胶体、细菌菌体、无机颗粒等组分组成的非均质体［2］，主要以有机成分为主,其中包含对农业有潜在利用价值的有机质、N、P、K和各种微量元素养分［3］。污泥对于污水中有毒有害物质吸附，可达到85％以上，这些有毒有害物质便高度富集于污泥中。因此目前有大量含毒害物质的污泥急需处理处置。

国内城市污水处理厂污泥具有以下特性：（1）有机物含量低、有机物中脂肪含量低、碳水化合物含量高（2）城市污水处理厂污泥含氮量高，一般在3%左右。污泥C/N比维持在（10-20）：1的范围，适于厌氧消化（3）城市污水处理厂污泥的pH值和总碱度基本在正常范围内，pH值在6.5-7.0之间，总碱度在16-26mg/L之间。（4）我国城市污水中工业废水比重大。污泥中常含有砷、镉、铜、汞、铅、镍、锌等重金属成分。所以城市污水处理厂初沉及二沉污泥中重金属含量较高，比如锌。（5）污泥中含有大量的营养成分，如氮、磷、钾、有机物、灰分等，都能被植物吸收并利用，这是污泥可农用的和主要原因。（6）污水处理厂污泥具有较高的热值，在一定含水率下具有自持燃烧和用作能源的可能性，如有些干化污泥，其工作基础热值可达13800kJ，与许多劣质煤接近。