超聲波耦合好氧堆肥預(yù)處理結(jié)合蚯蚓處理剩余污泥研究.pdf

1、隨著城鎮(zhèn)污水處理廠的大量建設(shè)和運行，污泥的產(chǎn)量大幅度增加。我國于2015年2月發(fā)布的《水污染防治行動計劃》（“水十條”）明確指出:在2020年底前，地級及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)達到90％以上，由此可見,污泥的處理處置已迫在眉睫。大量研究表明，在污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥，含有大量有機質(zhì)和營養(yǎng)元素，是一種有一定價值的資源。因此，開發(fā)低碳環(huán)保的資源化污泥處理處置技術(shù)是目前國內(nèi)外污水處理行業(yè)的研究熱點。
　　本文首先分析國內(nèi)外

2、關(guān)于污泥處理處置的主要方法及其優(yōu)缺點，然后，以污泥處理處置的減量化、無害化和資源化為基本原則，并基于蚯蚓的生態(tài)處理功能，選擇以污水廠剩余污泥為主要原料，并混合摻加一定量的秸稈和雞糞，采用超聲波破解技術(shù)耦合好氧堆肥預(yù)處理，結(jié)合蚯蚓處理工藝對其進行處置。該研究主要測試了污泥的基本性質(zhì)、微生物數(shù)量、營養(yǎng)物質(zhì)和重金屬含量等指標，進而分析污泥在處理前后，性質(zhì)的變化特征和影響因素。主要研究內(nèi)容和研究成果有以下幾個方面:
　　好氧堆肥使污泥堆肥

3、堆體溫度上升，其產(chǎn)生的高溫，能夠滿足污泥無害化的基本要求。在預(yù)處理過程中，含水率、EC（電導(dǎo)率）、有機質(zhì)、TOC、TN、C/N、富里酸(FA)、病原體含量有不同程度降低，pH值、TP、TK、胡敏酸(HA)、HA/FA值則有不同程度的提高。污泥經(jīng)過超聲波破解耦合好氧堆肥預(yù)處理后，污泥的腐殖化和有機質(zhì)穩(wěn)定化程度得到初步提高，為下一步蚯蚓處理污泥創(chuàng)造了良好條件。采用蚯蚓對經(jīng)預(yù)處理后的污泥進行處置，污泥的pH值、TOC、C/N、FA、污泥中病原

4、體含量有所降低，而EC值、TN、TP、TK、HA值、堿解氮、速效磷、速效鉀則有所升高，可見，蚯蚓處理能使有機質(zhì)得到進一步分解。同時，有機氮的礦化程度加快，堆肥產(chǎn)品的肥效和腐熟程度均得到提高，從而能夠進一步有效減少污泥處理后的病原體含量，使其能夠滿足土地利用的要求。而雞糞的添加對污泥各項指標的影響較小。在構(gòu)建超聲波耦合好氧堆肥預(yù)處理結(jié)合蚯蚓處理剩余污泥系統(tǒng)時，通過基于時間的變化和TOC的減少速率，探討建立該系統(tǒng)的動力學模型。
　　在

5、整個處理過程中，通過微生物和蚯蚓的協(xié)同作用，反應(yīng)器中的有機質(zhì)不斷分解。隨著水分和一些有毒有害氣體的揮發(fā)，堆體存在質(zhì)量損失，產(chǎn)生濃縮效應(yīng)，使得重金屬在處理后，Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As等8種元素的相對濃度均有所上升，但其總量變化幅度不大。通過采用修正BCR法對污泥中的重金屬形態(tài)進行分級測定可知，其弱酸提取態(tài)和可還原態(tài)所占比例均有所降低，而穩(wěn)定性更高的可氧化態(tài)和殘渣態(tài)占比上升，因此經(jīng)過處理后，污泥中的重金屬穩(wěn)定性得到提高。在蚯

6、蚓對重金屬的吸收方面，蚯蚓對Cd和Ni表現(xiàn)出生物富集作用，對其他的重金屬則表現(xiàn)為生物吸收，說明蚯蚓處理可促進重金屬鈍化/固化，并能降低其生物毒性。
　　經(jīng)過超聲波設(shè)備處理的污泥，其內(nèi)部產(chǎn)生“空穴”作用，能夠有效的破壞污泥絮體結(jié)構(gòu)，擊破污泥細胞壁結(jié)構(gòu)并釋放出細胞內(nèi)的物質(zhì)，為污泥好氧堆肥和蚯蚓處理，創(chuàng)造有利的條件。因此，使用超聲波技術(shù)的組別，在有機質(zhì)、TN、TP、TK、速效養(yǎng)分含量和病原體的滅活率等方面，在不同程度上優(yōu)于對照組，可見，

7、超聲波處理技術(shù)能夠提高污泥處理的深度。
　　蚯蚓處理污泥后，其體重平均增長25.38％，通過方差分析表明，超聲波破解技術(shù)的加入和蚯蚓放養(yǎng)密度對蚯蚓體重的增長，存在顯著影響。并且蚯蚓的放養(yǎng)密度對于污泥的有機質(zhì)降解、TP、TK和重金屬的富集等方面有積極的作用。
　　通過對污泥微觀結(jié)構(gòu)的觀察，超聲波破解耦合好氧堆肥預(yù)處理和蚯蚓生物處理均有助于破壞污泥原有的致密結(jié)構(gòu)，提高空氣的流通效率，降低堆肥粘度，促進土壤團聚體形成，并能夠把污泥