论文部分内容阅读
城市污泥的处理处置及利用已成为世界各国面临的重大而严峻的环境问题之一。污泥的堆肥化处理与土地利用是实现其无害化与资源化的重要方式。而蚯蚓堆肥是在污泥传统堆肥基础上发展起来的一种新型堆肥化处理方式,堆肥时在经预处理过的污泥中引入蚯蚓,通过蚯蚓自身的活动及蚯蚓与微生物的共同作用实现污泥有机质的降解,堆肥产物可直接用于农田和园林绿地等,也可作为土壤修复剂使用,还能保持并提高土壤肥力,缓解过剩污泥对环境的污染问题。在蚯蚓堆肥化过程中,随着有机质的降解和转化,导致氮素等营养组分部分损失,因此了解蚯蚓堆肥过程中氮素形态转化和相关酶活性的变化对于调控堆肥条件,提高堆肥质量和效率有重要意义。本论文以经过简单破碎晾置处理的新鲜纯污泥为堆肥原料,污泥中引入一定密度的赤子爱胜蚓,设置15℃、20℃、25℃三个不同温度实验组,每天定时进行人工翻堆,以七天为一个周期共进行六个周期一共42天的堆肥化处理,研究了堆肥过程中不同温度条件下堆体各个周期内理化性质、不同形态氮素转变及相关酶活性变化,主要结论如下:三个温度试验组下堆肥基本理化性质无明显差异。堆肥实验组有机质含量的变化受温度影响较大,15℃组的每个阶段污泥有机质降解速率最慢,降低幅度也最小,20℃和25℃实验组每个阶段污泥有机质的降解速率和幅度相差无几,效果接近。堆肥过程pH均先增大后减小,15℃和25℃组降低幅度明显低于20℃组,实验结束会堆体pH从初始的偏中性变成弱酸性。实验结束后堆体EC均先降低后升高,不同温度间EC值差异较大,20℃组>25℃组>15℃组。实验结束后,不同温度组TN含量均降低,降低幅度顺序为25℃组>15℃组>20℃组,25℃组TN损失最严重。整个过程中NO3--N含量均呈上升趋势,堆肥结束时NO3--N含量20℃组>25℃组>15℃组;20℃组和25℃组NO4-N含量分别在第一个和第四个周期末出现阶段性峰值,15℃组NO4-N含量在第二周期末达到最大值,此后不再升高,氮素损失量最小,但有机质降解率最低。不同温度条件下,20℃组和25℃组NO2--N含量在氨化作用较强的两个阶段内升高较快,在堆肥后半段硝化作用较强时一直降低,15℃组升降幅度较小,实验结束时NO2--N含量20℃组>15℃组>25℃组;通过近似估算,有机态氮在整个过程中呈下降趋势,下降幅度20℃组>25℃组>15℃组,但亚硝态氮含量均很低对氮损失贡献较小可忽略。不同温度组蛋白酶活性在堆肥过程前四个阶段下降明显,后两个阶段逐渐趋于平缓,从有机氮降解曲线可以推论蛋白酶活性和有机质含量可能呈正相关变化,不同温度实验组之间的差异性结合有机质降解曲线也可间接反映这一结论。不同温度条件下脲酶活性在前两个周期内先升后降,但明显高于之后的四个阶段。从有机质的降解速率曲线和电导率变化曲线看,脲酶活性和有机质含量可能呈正相关变化,温度也是影响脲酶活性的重要因素,脲酶活性的大小与温度的高低呈正相关。