蚯蚓處理滿堂河污水處理廠剩余污泥的技術(shù)研究

李雄勇等

摘 要：用赤子愛勝蚓直接處理滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，研究了蚯蚓處理對(duì)污泥理化性質(zhì)（pH、EC、綜合毒性）、重金屬濃度、礦物油濃度以及微觀結(jié)構(gòu)上的變化。結(jié)果表明：污泥的pH值從7.7～7.9降至7.2～7.3；EC由278～300μs/cm增至2022～2236 μs/cm；綜合毒性發(fā)光抑制率從98%～99%降至56%～64%；礦物油濃度從1640 mg/kg降至1310 mg/kg；污泥中的重金屬濃度不同程度的降低；與未添加蚯蚓的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：赤子愛勝蚓 滿堂河污水處理廠 污泥 重金屬

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0141-02

隨著我國(guó)城市和農(nóng)村污水處理率的快速提高，污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥量增長(zhǎng)迅速，而剩余污泥能否及時(shí)得到處理處置關(guān)系到污水處理廠的有效運(yùn)行、資源的有效利用，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)報(bào)道，污泥的蚯蚓分解處理技術(shù)是一種新興的污泥處理技術(shù)，利用蚯蚓處理污泥，不僅可以降低污泥中的重金屬、病原菌、苯并（a）芘等有毒有害物質(zhì)的濃度，而且可以將污泥轉(zhuǎn)化為富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有機(jī)肥[1]。

該文以赤子愛勝蚓（Eiseniafoetida）作為供試蚯蚓，直接處理沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，研究污泥的理化性質(zhì)、重金屬濃度、礦物油濃度以及污泥微觀結(jié)構(gòu)上的變化，旨在為沈陽(yáng)地區(qū)生活污水處理廠剩余污泥的處理處置尋求環(huán)保、安全、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的污泥處理技術(shù)，為蚯蚓直接處理污泥技術(shù)提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試污泥取自沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥。滿堂河污水處理廠位于沈陽(yáng)市東陵區(qū)滿堂河馬官橋段下游。污水處理廠的處理對(duì)象，一方面是污染嚴(yán)重的滿堂河馬官橋下游水體，另一方面是農(nóng)大排污口排放的生活污水。馬官橋下游河道水體處理規(guī)模為10000 t/d，農(nóng)大排污口的處理規(guī)模為10000 t/d，采用浮動(dòng)生化與人工濕地組合處理工藝。供試蚯蚓選擇耐寒、易繁殖、耐污能力強(qiáng)的赤子愛勝蚓，采自本地，選用健康、活性好，體長(zhǎng)約3～9 cm，個(gè)體重在0.1～0.4 g的蚯蚓作為實(shí)驗(yàn)用蚯蚓。

另一個(gè)塑料箱內(nèi)只添加9.0 kg的污泥，未接種蚯蚓。將2個(gè)塑料箱放置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，室溫在22～30 ℃，實(shí)驗(yàn)觀察共計(jì)30 d，期間只對(duì)塑料箱做一些調(diào)節(jié)水分的處理。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每隔10 d進(jìn)行對(duì)污泥進(jìn)行pH值、EC、綜合毒性發(fā)光抑制率的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重金屬和礦物油濃度的測(cè)試，以及采用環(huán)境掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)。

1.3 分析方法

取30 g試樣經(jīng)10倍蒸餾水溶解，在快速攪拌器攪拌0.5 h后，靜置24 h，取上層清液直接測(cè)定pH值和EC；綜合毒性的測(cè)定采用化學(xué)發(fā)光法；Zn、Cu、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg、As的測(cè)定采用常壓消解后電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；礦物油濃度的測(cè)定采用紅外分光光度法；苯并（a）芘濃度的測(cè)定采用熱提取氣相色譜質(zhì)譜法；污泥及蚓糞的微觀結(jié)構(gòu)的觀察采用環(huán)境掃描電鏡（FEI Quanta 250 ESEM）。

2 結(jié)果與討論

2.1 對(duì)污泥pH的影響

圖1為蚯蚓處理污泥過(guò)程中污泥的pH值變化圖?？梢钥闯?，在不同的處理時(shí)間內(nèi)，接種的蚯蚓使污泥的pH值較顯著地降低，而未接種蚯蚓的污泥的pH值也略有下降。未接種蚯蚓的污泥pH值逐漸下降的原因可能與堆置時(shí)自身產(chǎn)生有機(jī)酸有關(guān)。

2.2 對(duì)污泥EC的影響

圖2為蚯蚓處理污泥過(guò)程中污泥的EC變化圖?？梢钥闯觯诓煌奶幚頃r(shí)間內(nèi)，接種的蚯蚓使污泥的EC顯著地上升，從實(shí)驗(yàn)前的278～300 μs/cm上升到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的2022～2236 μs/cm。而未接種蚯蚓的污泥的EC也略有上升，從最初的278～300 μs/cm上升到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的501～514 μs/cm。污泥的EC顯著增加是由于蚯蚓及其體內(nèi)微生物的活動(dòng)致使有機(jī)物分解，提高了污泥的礦化度，釋放出的礦物鹽（如P、K）和無(wú)機(jī)離子等所致[2]。

2.3 對(duì)污泥綜合毒性的影響

如圖3所示，從污泥浸出水樣的發(fā)光抑制率趨勢(shì)來(lái)看，在蚯蚓處理污泥前，其生物毒性很強(qiáng)，在98%以上。經(jīng)過(guò)30 d的蚯蚓處理，相比于未接種蚯蚓的污泥相比，生物毒性顯著降低，10 d時(shí)，已低于發(fā)光抑制率90%的重度污染的臨界值。

2.4 對(duì)污泥重金屬的影響

少量的重金屬含量是植物生長(zhǎng)所必須的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，但過(guò)量的重金屬含量將對(duì)其生長(zhǎng)起到限制性的影響。污泥中含有重金屬，這是污泥在農(nóng)用中受到限制的主要因素之一，所以蚯蚓處理污泥的產(chǎn)物能否農(nóng)用取決于蚓糞中重金屬的含量。表1為蚯蚓處理污泥中重金屬含量的變化表。

從表1中可以看出，與未投加蚯蚓的污泥相比，接種蚯蚓的污泥其Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Hg、Ni、As含量均有不同程度的降低，表明蚯蚓對(duì)污泥中重金屬有一定的富集作用。此外，滿堂河污水處理廠剩余污泥的重金屬濃度較低，除了Hg含量超出CJ/T309-2009的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值以外，其余重金屬含量值均低于標(biāo)準(zhǔn)值。

2.5 對(duì)礦物油的影響

表2為蚯蚓處理污泥中礦物油濃度的變化表。

通過(guò)文獻(xiàn)查閱了解到，相對(duì)于蚯蚓處理污泥中pH、EC、重金屬的影響相比，對(duì)礦物油濃度影響的研究鮮有報(bào)道。礦物油都是C、H化合物，多數(shù)是由烷烴、芳烴、環(huán)烷烴、部分烯烴組成的化合物。從表2中可以看出，蚯蚓對(duì)污泥中的礦物油有顯著的降解作用，達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》（GB24188-2009）的二級(jí)污泥標(biāo)準(zhǔn)限值。蚯蚓能夠降解礦物油，可能是由于蚯蚓本身能在體內(nèi)富集大量的有機(jī)污染物；另一方面，蚯蚓提高了礦物油在污泥中的生物有效性，加速了污泥中的降解。

2.6 對(duì)污泥微觀結(jié)構(gòu)的影響

未添加蚯蚓的污泥與蚯蚓糞的微觀結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5可知，未處理的污泥通過(guò)5000倍的觀察，粒徑為10.4 μm；蚯蚓處理污泥后的蚯蚓糞通過(guò)5000倍的觀察，粒徑為5.176 μm。與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)更豐富、孔隙率更高、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀或碎塊狀結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語(yǔ)

用赤子愛勝蚓直接處理沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠剩余污泥的實(shí)驗(yàn)表明，污泥的理化性質(zhì)、重金屬和礦物油濃度以及微觀結(jié)構(gòu)上均有顯著的變化，污泥的pH值從7.7～7.9降至7.2～7.3；EC由278～300μs/cm增至2022～2236 μs/cm；綜合毒性抑制率從98%～99%降至56%～64%；污泥中的重金屬濃度不同程度的降低，Cr、Cu、Zn、Ni濃度的降低率超過(guò)了20%；礦物油從1640 mg/kg降至1310 mg/kg；與未添加蚯蚓的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀結(jié)構(gòu)。

蚯蚓分解處理技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)沈陽(yáng)市生活污水處理廠剩余污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的處理目標(biāo)，為解決剩余污泥的處理處置提供了安全、環(huán)保、生態(tài)的途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 王星，趙天濤，趙由才.污泥生物處理技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[2] 陳學(xué)民，王惠，伏小勇，等.赤子愛勝蚓處理污泥對(duì)其性質(zhì)變化的影響[J]，環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010，4（6）：1421-1425.endprint

摘 要：用赤子愛勝蚓直接處理滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，研究了蚯蚓處理對(duì)污泥理化性質(zhì)（pH、EC、綜合毒性）、重金屬濃度、礦物油濃度以及微觀結(jié)構(gòu)上的變化。結(jié)果表明：污泥的pH值從7.7～7.9降至7.2～7.3；EC由278～300μs/cm增至2022～2236 μs/cm；綜合毒性發(fā)光抑制率從98%～99%降至56%～64%；礦物油濃度從1640 mg/kg降至1310 mg/kg；污泥中的重金屬濃度不同程度的降低；與未添加蚯蚓的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：赤子愛勝蚓 滿堂河污水處理廠 污泥 重金屬

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0141-02

隨著我國(guó)城市和農(nóng)村污水處理率的快速提高，污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥量增長(zhǎng)迅速，而剩余污泥能否及時(shí)得到處理處置關(guān)系到污水處理廠的有效運(yùn)行、資源的有效利用，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)報(bào)道，污泥的蚯蚓分解處理技術(shù)是一種新興的污泥處理技術(shù)，利用蚯蚓處理污泥，不僅可以降低污泥中的重金屬、病原菌、苯并（a）芘等有毒有害物質(zhì)的濃度，而且可以將污泥轉(zhuǎn)化為富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有機(jī)肥[1]。

該文以赤子愛勝蚓（Eiseniafoetida）作為供試蚯蚓，直接處理沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，研究污泥的理化性質(zhì)、重金屬濃度、礦物油濃度以及污泥微觀結(jié)構(gòu)上的變化，旨在為沈陽(yáng)地區(qū)生活污水處理廠剩余污泥的處理處置尋求環(huán)保、安全、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的污泥處理技術(shù)，為蚯蚓直接處理污泥技術(shù)提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試污泥取自沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥。滿堂河污水處理廠位于沈陽(yáng)市東陵區(qū)滿堂河馬官橋段下游。污水處理廠的處理對(duì)象，一方面是污染嚴(yán)重的滿堂河馬官橋下游水體，另一方面是農(nóng)大排污口排放的生活污水。馬官橋下游河道水體處理規(guī)模為10000 t/d，農(nóng)大排污口的處理規(guī)模為10000 t/d，采用浮動(dòng)生化與人工濕地組合處理工藝。供試蚯蚓選擇耐寒、易繁殖、耐污能力強(qiáng)的赤子愛勝蚓，采自本地，選用健康、活性好，體長(zhǎng)約3～9 cm，個(gè)體重在0.1～0.4 g的蚯蚓作為實(shí)驗(yàn)用蚯蚓。

另一個(gè)塑料箱內(nèi)只添加9.0 kg的污泥，未接種蚯蚓。將2個(gè)塑料箱放置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，室溫在22～30 ℃，實(shí)驗(yàn)觀察共計(jì)30 d，期間只對(duì)塑料箱做一些調(diào)節(jié)水分的處理。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每隔10 d進(jìn)行對(duì)污泥進(jìn)行pH值、EC、綜合毒性發(fā)光抑制率的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重金屬和礦物油濃度的測(cè)試，以及采用環(huán)境掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)。

1.3 分析方法

取30 g試樣經(jīng)10倍蒸餾水溶解，在快速攪拌器攪拌0.5 h后，靜置24 h，取上層清液直接測(cè)定pH值和EC；綜合毒性的測(cè)定采用化學(xué)發(fā)光法；Zn、Cu、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg、As的測(cè)定采用常壓消解后電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；礦物油濃度的測(cè)定采用紅外分光光度法；苯并（a）芘濃度的測(cè)定采用熱提取氣相色譜質(zhì)譜法；污泥及蚓糞的微觀結(jié)構(gòu)的觀察采用環(huán)境掃描電鏡（FEI Quanta 250 ESEM）。

2 結(jié)果與討論

2.1 對(duì)污泥pH的影響

圖1為蚯蚓處理污泥過(guò)程中污泥的pH值變化圖?？梢钥闯?，在不同的處理時(shí)間內(nèi)，接種的蚯蚓使污泥的pH值較顯著地降低，而未接種蚯蚓的污泥的pH值也略有下降。未接種蚯蚓的污泥pH值逐漸下降的原因可能與堆置時(shí)自身產(chǎn)生有機(jī)酸有關(guān)。

2.2 對(duì)污泥EC的影響

圖2為蚯蚓處理污泥過(guò)程中污泥的EC變化圖。可以看出，在不同的處理時(shí)間內(nèi)，接種的蚯蚓使污泥的EC顯著地上升，從實(shí)驗(yàn)前的278～300 μs/cm上升到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的2022～2236 μs/cm。而未接種蚯蚓的污泥的EC也略有上升，從最初的278～300 μs/cm上升到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的501～514 μs/cm。污泥的EC顯著增加是由于蚯蚓及其體內(nèi)微生物的活動(dòng)致使有機(jī)物分解，提高了污泥的礦化度，釋放出的礦物鹽（如P、K）和無(wú)機(jī)離子等所致[2]。

2.3 對(duì)污泥綜合毒性的影響

如圖3所示，從污泥浸出水樣的發(fā)光抑制率趨勢(shì)來(lái)看，在蚯蚓處理污泥前，其生物毒性很強(qiáng)，在98%以上。經(jīng)過(guò)30 d的蚯蚓處理，相比于未接種蚯蚓的污泥相比，生物毒性顯著降低，10 d時(shí)，已低于發(fā)光抑制率90%的重度污染的臨界值。

2.4 對(duì)污泥重金屬的影響

少量的重金屬含量是植物生長(zhǎng)所必須的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，但過(guò)量的重金屬含量將對(duì)其生長(zhǎng)起到限制性的影響。污泥中含有重金屬，這是污泥在農(nóng)用中受到限制的主要因素之一，所以蚯蚓處理污泥的產(chǎn)物能否農(nóng)用取決于蚓糞中重金屬的含量。表1為蚯蚓處理污泥中重金屬含量的變化表。

從表1中可以看出，與未投加蚯蚓的污泥相比，接種蚯蚓的污泥其Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Hg、Ni、As含量均有不同程度的降低，表明蚯蚓對(duì)污泥中重金屬有一定的富集作用。此外，滿堂河污水處理廠剩余污泥的重金屬濃度較低，除了Hg含量超出CJ/T309-2009的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值以外，其余重金屬含量值均低于標(biāo)準(zhǔn)值。

2.5 對(duì)礦物油的影響

表2為蚯蚓處理污泥中礦物油濃度的變化表。

通過(guò)文獻(xiàn)查閱了解到，相對(duì)于蚯蚓處理污泥中pH、EC、重金屬的影響相比，對(duì)礦物油濃度影響的研究鮮有報(bào)道。礦物油都是C、H化合物，多數(shù)是由烷烴、芳烴、環(huán)烷烴、部分烯烴組成的化合物。從表2中可以看出，蚯蚓對(duì)污泥中的礦物油有顯著的降解作用，達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》（GB24188-2009）的二級(jí)污泥標(biāo)準(zhǔn)限值。蚯蚓能夠降解礦物油，可能是由于蚯蚓本身能在體內(nèi)富集大量的有機(jī)污染物；另一方面，蚯蚓提高了礦物油在污泥中的生物有效性，加速了污泥中的降解。

2.6 對(duì)污泥微觀結(jié)構(gòu)的影響

未添加蚯蚓的污泥與蚯蚓糞的微觀結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5可知，未處理的污泥通過(guò)5000倍的觀察，粒徑為10.4 μm；蚯蚓處理污泥后的蚯蚓糞通過(guò)5000倍的觀察，粒徑為5.176 μm。與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)更豐富、孔隙率更高、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀或碎塊狀結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語(yǔ)

用赤子愛勝蚓直接處理沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠剩余污泥的實(shí)驗(yàn)表明，污泥的理化性質(zhì)、重金屬和礦物油濃度以及微觀結(jié)構(gòu)上均有顯著的變化，污泥的pH值從7.7～7.9降至7.2～7.3；EC由278～300μs/cm增至2022～2236 μs/cm；綜合毒性抑制率從98%～99%降至56%～64%；污泥中的重金屬濃度不同程度的降低，Cr、Cu、Zn、Ni濃度的降低率超過(guò)了20%；礦物油從1640 mg/kg降至1310 mg/kg；與未添加蚯蚓的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀結(jié)構(gòu)。

蚯蚓分解處理技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)沈陽(yáng)市生活污水處理廠剩余污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的處理目標(biāo)，為解決剩余污泥的處理處置提供了安全、環(huán)保、生態(tài)的途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 王星，趙天濤，趙由才.污泥生物處理技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[2] 陳學(xué)民，王惠，伏小勇，等.赤子愛勝蚓處理污泥對(duì)其性質(zhì)變化的影響[J]，環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010，4（6）：1421-1425.endprint

摘 要：用赤子愛勝蚓直接處理滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，研究了蚯蚓處理對(duì)污泥理化性質(zhì)（pH、EC、綜合毒性）、重金屬濃度、礦物油濃度以及微觀結(jié)構(gòu)上的變化。結(jié)果表明：污泥的pH值從7.7～7.9降至7.2～7.3；EC由278～300μs/cm增至2022～2236 μs/cm；綜合毒性發(fā)光抑制率從98%～99%降至56%～64%；礦物油濃度從1640 mg/kg降至1310 mg/kg；污泥中的重金屬濃度不同程度的降低；與未添加蚯蚓的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：赤子愛勝蚓 滿堂河污水處理廠 污泥 重金屬

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0141-02

隨著我國(guó)城市和農(nóng)村污水處理率的快速提高，污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥量增長(zhǎng)迅速，而剩余污泥能否及時(shí)得到處理處置關(guān)系到污水處理廠的有效運(yùn)行、資源的有效利用，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)報(bào)道，污泥的蚯蚓分解處理技術(shù)是一種新興的污泥處理技術(shù)，利用蚯蚓處理污泥，不僅可以降低污泥中的重金屬、病原菌、苯并（a）芘等有毒有害物質(zhì)的濃度，而且可以將污泥轉(zhuǎn)化為富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有機(jī)肥[1]。

該文以赤子愛勝蚓（Eiseniafoetida）作為供試蚯蚓，直接處理沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，研究污泥的理化性質(zhì)、重金屬濃度、礦物油濃度以及污泥微觀結(jié)構(gòu)上的變化，旨在為沈陽(yáng)地區(qū)生活污水處理廠剩余污泥的處理處置尋求環(huán)保、安全、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的污泥處理技術(shù)，為蚯蚓直接處理污泥技術(shù)提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試污泥取自沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥。滿堂河污水處理廠位于沈陽(yáng)市東陵區(qū)滿堂河馬官橋段下游。污水處理廠的處理對(duì)象，一方面是污染嚴(yán)重的滿堂河馬官橋下游水體，另一方面是農(nóng)大排污口排放的生活污水。馬官橋下游河道水體處理規(guī)模為10000 t/d，農(nóng)大排污口的處理規(guī)模為10000 t/d，采用浮動(dòng)生化與人工濕地組合處理工藝。供試蚯蚓選擇耐寒、易繁殖、耐污能力強(qiáng)的赤子愛勝蚓，采自本地，選用健康、活性好，體長(zhǎng)約3～9 cm，個(gè)體重在0.1～0.4 g的蚯蚓作為實(shí)驗(yàn)用蚯蚓。

另一個(gè)塑料箱內(nèi)只添加9.0 kg的污泥，未接種蚯蚓。將2個(gè)塑料箱放置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，室溫在22～30 ℃，實(shí)驗(yàn)觀察共計(jì)30 d，期間只對(duì)塑料箱做一些調(diào)節(jié)水分的處理。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每隔10 d進(jìn)行對(duì)污泥進(jìn)行pH值、EC、綜合毒性發(fā)光抑制率的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重金屬和礦物油濃度的測(cè)試，以及采用環(huán)境掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)。

1.3 分析方法

取30 g試樣經(jīng)10倍蒸餾水溶解，在快速攪拌器攪拌0.5 h后，靜置24 h，取上層清液直接測(cè)定pH值和EC；綜合毒性的測(cè)定采用化學(xué)發(fā)光法；Zn、Cu、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg、As的測(cè)定采用常壓消解后電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；礦物油濃度的測(cè)定采用紅外分光光度法；苯并（a）芘濃度的測(cè)定采用熱提取氣相色譜質(zhì)譜法；污泥及蚓糞的微觀結(jié)構(gòu)的觀察采用環(huán)境掃描電鏡（FEI Quanta 250 ESEM）。

2 結(jié)果與討論

2.1 對(duì)污泥pH的影響

圖1為蚯蚓處理污泥過(guò)程中污泥的pH值變化圖?？梢钥闯?，在不同的處理時(shí)間內(nèi)，接種的蚯蚓使污泥的pH值較顯著地降低，而未接種蚯蚓的污泥的pH值也略有下降。未接種蚯蚓的污泥pH值逐漸下降的原因可能與堆置時(shí)自身產(chǎn)生有機(jī)酸有關(guān)。

2.2 對(duì)污泥EC的影響

圖2為蚯蚓處理污泥過(guò)程中污泥的EC變化圖。可以看出，在不同的處理時(shí)間內(nèi)，接種的蚯蚓使污泥的EC顯著地上升，從實(shí)驗(yàn)前的278～300 μs/cm上升到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的2022～2236 μs/cm。而未接種蚯蚓的污泥的EC也略有上升，從最初的278～300 μs/cm上升到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的501～514 μs/cm。污泥的EC顯著增加是由于蚯蚓及其體內(nèi)微生物的活動(dòng)致使有機(jī)物分解，提高了污泥的礦化度，釋放出的礦物鹽（如P、K）和無(wú)機(jī)離子等所致[2]。

2.3 對(duì)污泥綜合毒性的影響

如圖3所示，從污泥浸出水樣的發(fā)光抑制率趨勢(shì)來(lái)看，在蚯蚓處理污泥前，其生物毒性很強(qiáng)，在98%以上。經(jīng)過(guò)30 d的蚯蚓處理，相比于未接種蚯蚓的污泥相比，生物毒性顯著降低，10 d時(shí)，已低于發(fā)光抑制率90%的重度污染的臨界值。

2.4 對(duì)污泥重金屬的影響

少量的重金屬含量是植物生長(zhǎng)所必須的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，但過(guò)量的重金屬含量將對(duì)其生長(zhǎng)起到限制性的影響。污泥中含有重金屬，這是污泥在農(nóng)用中受到限制的主要因素之一，所以蚯蚓處理污泥的產(chǎn)物能否農(nóng)用取決于蚓糞中重金屬的含量。表1為蚯蚓處理污泥中重金屬含量的變化表。

從表1中可以看出，與未投加蚯蚓的污泥相比，接種蚯蚓的污泥其Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Hg、Ni、As含量均有不同程度的降低，表明蚯蚓對(duì)污泥中重金屬有一定的富集作用。此外，滿堂河污水處理廠剩余污泥的重金屬濃度較低，除了Hg含量超出CJ/T309-2009的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值以外，其余重金屬含量值均低于標(biāo)準(zhǔn)值。

2.5 對(duì)礦物油的影響

表2為蚯蚓處理污泥中礦物油濃度的變化表。

通過(guò)文獻(xiàn)查閱了解到，相對(duì)于蚯蚓處理污泥中pH、EC、重金屬的影響相比，對(duì)礦物油濃度影響的研究鮮有報(bào)道。礦物油都是C、H化合物，多數(shù)是由烷烴、芳烴、環(huán)烷烴、部分烯烴組成的化合物。從表2中可以看出，蚯蚓對(duì)污泥中的礦物油有顯著的降解作用，達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 農(nóng)用泥質(zhì)》（GB24188-2009）的二級(jí)污泥標(biāo)準(zhǔn)限值。蚯蚓能夠降解礦物油，可能是由于蚯蚓本身能在體內(nèi)富集大量的有機(jī)污染物；另一方面，蚯蚓提高了礦物油在污泥中的生物有效性，加速了污泥中的降解。

2.6 對(duì)污泥微觀結(jié)構(gòu)的影響

未添加蚯蚓的污泥與蚯蚓糞的微觀結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示。

從圖4、圖5可知，未處理的污泥通過(guò)5000倍的觀察，粒徑為10.4 μm；蚯蚓處理污泥后的蚯蚓糞通過(guò)5000倍的觀察，粒徑為5.176 μm。與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)更豐富、孔隙率更高、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀或碎塊狀結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語(yǔ)

用赤子愛勝蚓直接處理沈陽(yáng)市滿堂河污水處理廠剩余污泥的實(shí)驗(yàn)表明，污泥的理化性質(zhì)、重金屬和礦物油濃度以及微觀結(jié)構(gòu)上均有顯著的變化，污泥的pH值從7.7～7.9降至7.2～7.3；EC由278～300μs/cm增至2022～2236 μs/cm；綜合毒性抑制率從98%～99%降至56%～64%；污泥中的重金屬濃度不同程度的降低，Cr、Cu、Zn、Ni濃度的降低率超過(guò)了20%；礦物油從1640 mg/kg降至1310 mg/kg；與未添加蚯蚓的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結(jié)構(gòu)更松散，呈疏松的粒狀結(jié)構(gòu)。

蚯蚓分解處理技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)沈陽(yáng)市生活污水處理廠剩余污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化的處理目標(biāo)，為解決剩余污泥的處理處置提供了安全、環(huán)保、生態(tài)的途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 王星，趙天濤，趙由才.污泥生物處理技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[2] 陳學(xué)民，王惠，伏小勇，等.赤子愛勝蚓處理污泥對(duì)其性質(zhì)變化的影響[J]，環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2010，4（6）：1421-1425.endprint