污水处理厂污泥是一种固体废弃物,含有病源微生物、胶体物质和金属盐等有害物质,污泥堆肥中加入生物炭可有效固化营养元素、加强有机物质的微生物降解和降低重金属有效性,促进重金属形态的迁移转化。蚯蚓粘液含有丰富的利于植物生长的氮磷钾等营养元素,且粘液中所含蛋白质也可螯合或络合重金属元素。然而,生物炭和蚯蚓粘液联合堆肥能否对污泥中重金属产生影响还不清楚。由此,本研究先通过不同电刺激法获取蚯蚓粘液(电流:10-50mA,电压:3-12V),查清不同电击模式下蚯蚓粘液的性状变化特征,再选择5V电刺激所获取的蚯蚓粘液与不同类型(竹炭、稻壳炭、秸秆炭)、不同比例(2%、6%、10%)的生物炭联合污泥堆肥,以此来探究蚯蚓粘液与生物炭联合堆肥对污泥重金属行为的影响。通过研究,主要结论如下:(1)电刺激法可通过调节电流、电压来获取不同质和量的蚯蚓粘液。20mA电流刺激可促使蚯蚓粘液分泌量达到最大值,与此同时粘液中全氮和总糖含量也达到最大(p<0.05);5V电压刺激也可使粘液分泌量达到最大,并且粘液电导率(EC)、全氮(TN)、全磷(TP)、总糖和蛋白质含量也最高(p<0.05)。而蚯蚓粘液中全钾(TK)含量则分别在30mA和6V电击模式下降为最小值。相关及回归分析发现,不同电击模式对蚯蚓粘液质量的主要影响因素不同,电流主要影响了粘液全磷含量,电压主要影响了粘液蛋白质含量。(2)粘液-污泥堆肥、生物炭-污泥堆肥、粘液-生物炭-污泥联合堆肥均能提高污泥pH、EC和降低有机质、TN、TP含量。相比于粘液-污泥堆肥,生物炭-污泥堆肥进一步提高了污泥pH、EC和降低有机质含量,其中三种生物炭对有机质的分解作用最适宜的添加比例均为2%,而10%添加比例对pH、EC、TN、TP调节作用最好,总体来说竹炭-污泥堆肥效果最好,其次是稻壳炭,最后是秸秆炭。而相比于生物炭-污泥堆肥,在同等堆肥条件下(同一种生物炭,同一比例下),粘液-10%秸秆炭-污泥联合堆肥、粘液-6%稻壳炭污泥堆肥分别对污泥EC的提升和有机质的降解效果最优,粘液-2%竹炭-污泥联合堆肥对污泥TN、TP的固化作用最佳。(3)粘液-污泥堆肥、生物炭-污泥堆肥、粘液-生物炭-污泥联合堆肥中重金属Cu、Pb、Cd、Zn总量均因浓缩效应上升,重金属有效性随三种生物炭添加比例增大而降低。在生物炭-污泥堆肥中,10%竹炭、2%稻壳炭和2%秸秆炭添加比例下,污泥Pb、Cd浓缩效应最大;Cu在10%竹炭、10%稻壳炭和2%秸秆炭比例中浓缩效应最显著;Zn在6%竹炭、2%稻壳炭和2%秸秆炭比例添加下浓缩效应最明显;同等条件下,粘液-生物炭-污泥联合堆肥的重金属浓缩效应高于生物炭-污泥堆肥处理组。生物炭-污泥堆肥中,2%秸秆炭处理对Cu有效性降低最大,10%秸秆炭处理对Pb、Cd、Zn有效性降低最明显。而相对于生物炭-污泥堆肥,在同一生物炭、同一比例下,粘液-生物炭-污泥堆肥对污泥中重金属钝化作用起到了促进作用,其中粘液与2%稻壳炭、2%秸秆炭、6%稻壳炭、2%秸秆炭分别对Cu、Pb、Cd、Zn的钝化幅度最大。(4)污泥堆肥、粘液-污泥堆肥、生物炭-污泥堆肥和粘液-生物炭-污泥联合堆肥中,粘液-污泥堆肥显著促进重金属Cu、Pb、Cd、Zn转化为较为稳定的铁锰结合态、有机结合态和残渣态。而在生物炭-污泥堆肥中,2%、6%和10%稻壳炭-污泥堆肥分别对Zn、Cd、Cu钝化效果最好,2%秸秆炭对Pb钝化效果最好。在粘液-生物炭-污泥联合堆肥中,蚯蚓粘液与6%、10%竹炭-污泥堆肥对Cu和Pb的形态转化效果优于粘液-堆肥及其他生物炭添加比例与污泥堆肥处理组;比较蚯蚓粘液联合三种生物炭对重金属Cu、Pb、Cd、Zn的钝化效果可知,总体而言,蚯蚓粘液-稻壳炭-污泥堆肥对Cu、Cd钝化效果最好,蚯蚓粘液-竹炭污泥堆肥对Pb钝化效果最明显,蚯蚓粘液--秸秆炭-污泥堆肥对Zn的形态迁移转化最好。图[16]表[20]参[135]