[发明专利]一种基于重金属指纹的工业污泥鉴定方法和系统

说明书

本发明属于环境科学与工程领域，涉及一种基于重金属指纹的工业污泥鉴定方法和相应的装置和系统。本发明的方法包括：获取待鉴定的工业污泥样品；样品预处理；提取重金属总量、鉴定重金属形态和/或识别特征重金属；根据提取的物质构建相应的数据库，并构建相应的模型，包括重金属含量组成鉴别模型、重金属形态组成鉴别模型和/或特征重金属数值模型；根据重金属含量组成鉴别模型、重金属形态组成鉴别模型和/或特征重金属数值模型的鉴定结果，综合判断工业污泥的来源。本发明的方法主要用于对非法倾倒和处置的工业污泥进行鉴定和溯源。

技术领域

本发明属于环境科学与工程领域，涉及一种基于重金属指纹的工业污泥鉴定方法，主要用于对非法倾倒和处置的工业污泥进行鉴定和溯源。

背景技术

随着城市化和工业化的发展，我国用水量和废水产量逐年增加。与此同时，污水处理设施也不断完善。据统计，2018年我国城市共有污水处理厂2321座，相比2008年翻了一番。同时，污水处理量(污水处理率)也从2008年的256亿m³/a(70.2％)快速增长到2018年的498亿m³/a(95.5％)。随着污水处理能力和处理率的提高，污泥总产量显著增加。数据显示，我国的干污泥产量(含水率80％)从2008年的660万吨增加到2018年的1176万吨，年均增长6％。这些污泥如果处理不当将会导致严重的环境污染。

由于工业污泥中重金属和有机污染物等有毒有害污染物的含量较高，对环境的影响明显大于市政污泥。此外，工业污泥的产量比市政污泥大得多。研究显示，处理1万吨生活废水一般产生5–8吨含水率80％的污泥，而处理1万吨工业废水则会产生10–30吨污泥。因此，工业污泥的处置是污泥有效处理处置的重点和难点。然而，在我国，市政废水和工业废水的联合处理给污泥的处置带来了障碍。例如，工业废水含有高浓度的重金属和有机污染物，导致联合处理产生的污泥不能作为肥料或土壤改良剂施用于土地，进一步加大了对污泥处置的难度。研究表明，我国有35％的工业废水进入了联合污水处理设施，而只有20％的污泥得到了安全处置，对环境构成了巨大的威胁。

我国政府正积极解决污泥处置问题，提出到2020年污泥无害化处置率达到90％。为实现这一目标，我国正在积极部署和新建污水处理设施，以满足市政废水和工业废水的分治要求。然而，这项建议的执行仍将面临挑战。目前，中国很多工业企业都是分散的，没有整合到工业园区进行统一管理。而且，大部分工业园区没有独立的污水处理设施。此外，我国在污泥处理处置方面的投入(294亿元/年)远低于污水处理方面(1868亿元/年)。低资本投入和市场化运作使得企业承担了大部分污泥处理处置的压力。企业应当设置污水处理设施对废水进行处理，然后将达标排放废水统一纳管进入集中式污水处理厂再次处理。污水处理设施产生的污泥应由具有相关资质的企业进行安全处理和处置，成本较高(约400元/吨)。为了节省成本，一些企业可能会自行倾倒或掩埋污泥，造成严重的环境污染。然而，监管机构很难对非法倾倒和填埋污泥的企业进行追责。因此，开发一种有效的工业污泥鉴定和溯源技术是解决这一实际问题的重要手段。但是，目前在工业污泥鉴定和溯源方面还存在技术空白，相关技术的开发有助于政府部门对非法倾倒和处置污泥的企业进行追踪和定责。

发明内容

本发明是目的是为了填补工业污泥鉴定方面的技术空白，提供一种基于工业污泥鉴定的溯源方法。