好氧堆肥是国内外污泥处理行业的主流技术之一,而重金属是限制城市污泥土地利用的瓶颈。本文实验所用的污泥取于广州市污水处理厂,通过添加稻草和麸皮作为调理剂,以污泥:稻草:麸皮为6:2:1的质量比进行堆肥实验,总质量均为6kg,分别添加堆体质量的0%、3%、6%和9%比例的生物炭,堆肥时间为60天。通过生物炭协同堆肥修复重金属技术,降低其生物有效性,减少污泥农用对环境的潜在风险,让污泥更好得到资源化利用。在试验中,通过测定温度、p H、电导率、有机质、腐殖酸等指标在堆肥进程的变化情况,分析生物炭对污泥堆肥中腐殖值组分和堆肥品质的影响。同时测定在堆肥过程中污泥重金属Zn和Cu的总量以及其各形态含量,得到各形态重金属在该重金属的总量中的比值变化情况,探讨添加生物炭对污泥中的重金属钝化的影响,进一步对堆体腐殖质组分和重金属形态进行相关性分析,研究在添加不同比例生物炭下,两种重金属的钝化效果差异。最后,把堆肥修复后的污泥用于盆栽实验,测定蔬菜的种子发芽率以及植物食用部位的重金属含量,评价农作物的生长情况,进而验证生物炭堆肥修复污泥重金属中Zn和Cu的钝化效果。结果表明:添加生物炭能够缩短堆肥的高温期,使得堆体快速进入腐殖化阶段,促使堆体更快腐熟;添加生物炭可以提高堆肥过程中总体的p H值和电导率,使得微生物代谢旺盛;添加生物炭的堆体使得堆肥过程消耗的水分和有机质相对较少;前期添加生物炭的堆体水溶性有机碳含量要大,而后期添加生物炭的堆体水溶性有机碳含量更小,添加生物炭会使得堆体的有机质被充分分解成水溶性有机碳,被微生物有效利用,促进堆体更快腐熟;添加少量生物炭是有利于促进堆体腐殖化的,过量生物炭会降低腐殖质的含量,导致堆肥腐殖化受到抑制,其中添加3%比例生物炭的堆体堆肥结束后的腐殖质含量最高,腐殖化程度最高;添加生物炭有利于提高堆体中胡敏酸的含量,降低富里酸的含量,提高堆体的胡富比,其中添加6%比例生物炭的堆体胡敏酸含量最高,胡富比最大,堆肥品质更好。添加生物炭能够有效降低重金属Zn和Cu的生物有效性,提高钝化率。对于重金属Zn,堆肥可以有效降低其弱酸态和可氧化态含量,提高重金属Zn的残渣态含量;对于重金属Cu,堆肥可以有效降低其弱酸态和可还原态含量,提高重金属Cu的残渣态含量。其中添加6%比例生物炭的堆体钝化率最高,对Zn和Cu的钝化效果更好。对于Zn而言,其有效态形态转化主要受到富里酸的影响;对于Cu而言,其钝化率跟胡敏酸相关性显著。添加6%比例生物炭的堆体堆肥品质最高,胡富比最大,而胡敏酸稳定性高,对重金属Zn和Cu的络合效果更好,所以钝化率达到最高。添加生物炭能够提高经过堆肥处理后堆体中的腐殖质含量,而且修复后污泥重金属Zn和Cu的含量均低于国家标准。生物炭协同堆肥修复污泥能够有效减弱其中有害成分对农作物生长的抑制影响,提高种子发芽指数。盆栽实验中白菜的可食用部位重金属Zn和Cu含量都低于国家蔬菜卫生标准,其中添加6%生物炭的堆体重金属含量最少。添加生物炭堆肥能够减少污泥重金属对农作物造成的危害,降低污泥堆肥农用风险。