城市污水处理过程中产生的剩余污泥具有产量大、成分复杂、含有多种有害物质等特点,若得不到科学处置会导致新的生态环境风险。腐生性水虻科昆虫黑水虻因其能够在生活垃圾和禽畜粪便中良好生存,多被用来处理有机废弃物,从而实现废弃物的资源化利用。然而,黑水虻在城市剩余脱水污泥中能否存活、生长特性及对其生态处理的研究鲜有报道。因此,开展黑水虻对剩余污泥的生态处理技术研究能够为更深入理解黑水虻生长特性提供重要的理论基础,并为城市剩余污泥的生态削减与控制等提供科学依据。本文以腐生性昆虫黑水虻和泰安市第一污水处理厂压滤机后的脱水剩余污泥为研究对象,开展了不同配比污泥基质对黑水虻生长特性的影响,黑水虻对不同配比基质中有机质、营养元素及重金属的迁移转化研究。论文主要研究结果如下:(1)不同污泥基质对黑水虻生长特性影响的实验研究表明:黑水虻在所有污泥基质中均能存活并被有效饲养,虫体成分因基质污泥比例不同呈现显著性差异。各实验组(污泥比例0~60%)虫体中有机碳含量为15.99~25.85%,氮含量为30.83~50.15 g/kg,磷含量为29.27~39.15 g/kg,蛋白质含量为137.29~178.71 g/kg。重金属在黑水虻虫体内的富集作用因重金属类型及形态不同呈现差异性;重金属Cd可交换态含量较高,生物有效性较大,虫体内可富集初始基质中4.27~10.83%的重金属Cd,对于重金属Cu,虫体仅可富集初始基质中的1.06~2.27%。(2)污泥基质减重效果研究表明:基质干重减量与基质中污泥比例(0~60%)显著负相关,与有机质显著正相关,麦麸的添加增加了污泥基质中有机质的含量,提高了基质减量效果;污泥干重减量与污泥比例呈正相关,在污泥含量60%时去除率最大,为14.72%。(3)黑水虻对污泥生态处理效果研究表明:黑水虻处理污泥基质可降低各组的有机质含量,降低率为9.52%~1.13%。重金属实验中,黑水虻幼虫对污泥基质中的重金属Pb、Cd、Cr、Ni有不同程度的降低作用,其中Pb的降低效果最佳,经黑水虻处理前后污泥基质中Pb含量由29.18~51.45 mg/kg降至1.51~22.61 mg/kg。黑水虻对污泥基质中的重金属Pb、Cd、Cr、Ni、Cu具有积累作用,而黑水虻的投加会对重金属形态的构成产生影响,其中黑水虻对Pb的固化效果较好、对Ni的钝化效果较好。经黑水虻处理前后残渣态Pb所占四种形态比例由4.92~16.31%增加至34.38~66.85%,可交换态Ni所占比例降低了15.02~33.02%。黑水虻处理对Cd、Cr、Ni有一定的钝化作用,但并不明显。(4)黑水虻处理污泥基质过程中资源可行性研究表明:黑水虻虫体内蛋白质含量为13.72~17.71%,在处理污泥的同时可收获一定量的黑水虻作为养殖饲料,虫体重金属指标符合GB 13078~2001规定的含量,可用作产蛋鸡(猪)、肉用仔鸡(生长肥育猪)复合预混合饲料;经处理后污泥基质中营养元素氮(0.96~2.63%)、磷(2.31~2.96%)符合有机肥料的规定值,重金属含量符合GB 4284~2018规定值,可用作农田肥料。