污泥是污水处理过程中产生的有机废弃物,因其成分复杂,含有较多的营养元素与毒性物质等,为了减少其对环境的影响,减少资源浪费,需要对污泥进行减量化无害化处理,蚯蚓堆肥是近年在污泥无害化处理方面效果最好的处理方式之一。本研究以安徽某污水处理厂污泥为例,分别进行了蚯蚓生存实验和污泥降解实验。在蚯蚓生存实验中,向污泥中添加2%、4%、6%、8%和10%的生物炭(稻壳炭、秸秆炭、竹炭),利用蚯蚓回避行为实验,探索生物炭添加对蚯蚓存活特性的影响,并对生物炭添加后污泥的理化性质和TN(全氮)、TP(全磷)进行测定,探究生物炭添加影响蚯蚓生存的环境因子,明确合理的生物炭种类和添加比例;在污泥降解实验中,以稻壳为添加剂,赤子爱胜蚓为受试蚯蚓,在污泥中加入不同比例(0%、10%、20%)稻壳和不同密度(0 g/kg、13g/kg、26g/kg、52 g/kg、78 g/kg)蚯蚓,通过测量实验后污泥理化性质、营养元素和重金属等指标,比较不同蚯蚓投加密度对污泥降解性能的影响。结论如下:(1)蚯蚓生存实验中,生物炭单独作用增加污泥pH与有机质,降低污泥EC(电导率)、TN和TP含量;蚯蚓单独作用增加污泥EC与TN,降低了 pH、有机质和TP含量;蚯蚓与生物炭联合作用降低污泥EC、pH、有机质和TP,进一步提升了 TN含量。可见三种生物炭的添加进一步提高了蚯蚓对污泥中pH、有机质、TN和TP的影响,改变了蚯蚓对污泥EC的影响效果。(2)蚯蚓生存实验中,蚯蚓的适应性系数随三种生物炭添加比例的增大呈先上升后降低的趋势,在稻壳炭、秸秆炭和竹炭添加比例分别为6%,4%和6%时,蚯蚓适应性系数达到最大值。且蚯蚓适应系数稻壳炭=秸秆炭>竹炭。经逐步回归分析发现,秸秆炭仅通过改变污泥pH来提升蚯蚓适应性,而稻壳炭是通过综合改善污泥pH,EC和有机质来提升蚯蚓在污泥中适应性,所以稻壳炭可能更适合与蚯蚓联合进行污泥堆肥。(3)污泥降解实验中,随稻壳添加比例增大,蚯蚓平均增重先升高后降低,10%的稻壳添加比例最适合蚯蚓生长,随蚯蚓投加密度增大,蚯蚓平均增重先升高后降低,在蚯蚓投加密度为26 g/kg时,蚯蚓平均增重最大,生长状况最好。同一蚯蚓密度下,随稻壳添加比例升高,污泥中pH、EC、TN、TP和TK(全钾)含量逐步下降,有机质含量逐步上升,同一稻壳添加比例,随蚯蚓密度增加,污泥pH、有机质、TN和TP含量先降低后升高,污泥EC逐渐升高,TK随蚯蚓投加密度先升高后降低。(4)同一稻壳添加比例,随蚯蚓密度增大,四种重金属总量和有效态浓度均大致呈降低趋势。随稻壳添加比例的增大,污泥中重金属总量逐步下降,Cu、Zn和Cd有效态含量逐渐降低,Pb元素有效态含量先降低后升高。其中,20%的稻壳添加比例下,蚯蚓对Cu和Cd的钝化效果最好,10%的稻壳添加比例下,蚯蚓对Pb的钝化效果最好,不添加稻壳处理组蚯蚓对Zn钝化效果最好。(5)污泥降解实验中,随着蚯蚓投加密度的增大,Cu、Zn和Cd的稳定态含量占比大致呈先升高后降低趋势,26g/kg(20条蚯蚓)的蚯蚓投加密度下蚯蚓对其钝化效果最好;对于Pb,随着蚯蚓投加密度的增大,其不活跃形态占比逐渐升高,78 g/kg(60条蚯蚓)的蚯蚓投加密度下对Pb元素的钝化效果最佳。同一蚯蚓投加密度下,随稻壳添加比例上升,Cu和Cd活性降低,Pb活性先降低后升高,但是降低了蚯蚓对Zn的钝化作用,使Zn元素交换态比例上升,残渣态比例下降。图[17]表[8]参[121]