蚯蚓堆肥在污泥中的應(yīng)用

黃友良 歐玲利

摘要：隨著我國城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)及投產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大，所產(chǎn)生的污泥量日益增加。文中對蚯蚓處理污泥和其他方式處置污泥的對比進行敘述，蚯蚓處理污泥的優(yōu)勢明顯，如簡單的工藝、沒有二次污染、應(yīng)用費用少、蚯蚓糞的高農(nóng)用肥效等;并對蚯蚓以及污泥堆肥過程中的指標變化進行分析。該技術(shù)具有非常良好的應(yīng)用前景，特別適合處理城鎮(zhèn)中污水廠的污泥。

關(guān)鍵詞：污水污泥;蚯蚓堆肥;營養(yǎng)物質(zhì);微生物;重金屬

中圖分類號：S-1

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215055

前言

現(xiàn)階段，我國城鎮(zhèn)的污水處理廠對污泥的處理方式通常需要特定步驟，譬如：濃縮污水、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、脫水、蚯蚓堆肥等;而污泥的處置方法也通常包含幾個方面，譬如：對其進行填埋、投入大海、用火焚燒、全面利用等。我國城鎮(zhèn)污水處理的污泥總量到2010年時已達2000多萬t，可是只有20%左右的污泥進行了整理利用或者無害化處理。污水處理廠在進行污水的處理中產(chǎn)生的沉淀物以及污水表面漂浮的浮沫造成的殘渣就是污泥。盡管我國不斷創(chuàng)新處理污水的技術(shù)，但是仍然存在很多因處理不規(guī)范造成的二次污染問題。

1城市污泥處理現(xiàn)階段的研究狀況

1.1城市污泥中處理及處置方式的研究狀況

城市污泥進行的處理和處置分屬污泥進入前后的不同階段。污泥處理主要指采用相應(yīng)的方式對污泥污水進行縮減面積、縮水、穩(wěn)固性和無害化的過程，以及適當?shù)奶幚砉に?。城市處理污泥通常會進行土地的填埋、焚燒、土地利用等。土地填埋作為城市處理污泥的基本方法之一，具有簡單操作、處理費用少等優(yōu)勢，在處理質(zhì)量很差的污泥中應(yīng)用廣泛。但是在填埋過程中一旦防滲技術(shù)應(yīng)用不當就會導致地下水遭受污染。污泥的焚燒及干化方式能夠改變污泥的形狀，形成沒有細菌、沒有臭味的殘渣，可以有效縮減污泥的體積，污泥經(jīng)過干化處理形成的產(chǎn)品能夠在綠地中當做土壤改良劑進行應(yīng)用，可是，在焚燒時會形成二氧化硫等污染氣體，所需設(shè)施費用很高，運行費用更高。

1.2我國現(xiàn)階段蚯蚓堆肥的主要研究狀況

蚯蚓是陸地生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的生物，蚯蚓的抗污染能力以及吞噬能力非常強，可以對植物的枝叉落葉進行有機物質(zhì)的分解，還可以對土壤結(jié)構(gòu)、土壤田間水含量及透氣性的能力進行改善。我國在1970年后開始研究蚯蚓處理污水污泥技術(shù)，蚯蚓處理就是通過蚯蚓獨特的生理功能和其結(jié)合環(huán)境中的微生物對有機質(zhì)進行生物降解，把廢棄物中存在的N、P、K等養(yǎng)分成功換變成便于植物吸收的狀態(tài)，并有效排出蚯蚓糞。通過較多的研究得知，通過蚯蚓與微生物的協(xié)同處理，能夠?qū)ξ勰嘀叙B(yǎng)分的有效性進行顯著的增強，并合理分解污泥中存在的有機物質(zhì)，增加N、P、K等在污泥中養(yǎng)分的含量，有效減輕重金屬的有效性，形成高效的有機肥產(chǎn)品，資源利用中當做土壤改良劑和有機肥使用。

2蚯蚓與污泥堆肥中出現(xiàn)變化的指標

2.1蚯蚓堆肥造成污泥中存在的營養(yǎng)物出現(xiàn)變化

蚯蚓與污泥堆肥后，對污泥中含有的N、P、K出現(xiàn)的變化進行了詳細的分析，其重要指標就是對植物生長是否能夠資源利用進行衡量。研究資料顯示，蚯蚓進行處理后，會增加污泥中N、P、K的含量，便于植物生產(chǎn)。相應(yīng)研究者將水稻分別和牛、雞及豬排放的糞便進行了融合，再與蚯蚓進行堆肥，研究結(jié)果顯示，蚯蚓堆肥過程中增強了營養(yǎng)物質(zhì)在堆肥產(chǎn)物中的實際含量，蚯蚓進行處理秸稈與牛排放糞便的混合物時，其中全鉀及全磷的含量有著明顯的提升。還有研究將市政排放的廢水、工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水、人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的污水等各項污水處理廠當做處理的目標，分別與蚯蚓進行堆肥處理，具體的研究結(jié)果表明，蚯蚓對此類污泥中存在的N、P、K等有效物可以進行不同的改善。

2.2蚯蚓堆肥造成微生物的活動出現(xiàn)變化

在蚯蚓污泥的堆肥過程中，蚯蚓和微生物的互相作用尤為重要，在微生物分解堆料及穩(wěn)定中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。蚯蚓在城市的污泥堆肥中，微生物類型及數(shù)量的改變既對城市污泥中的微生物學特點及理化性狀產(chǎn)生影響，又對改善污泥中含有的養(yǎng)分提供價值依據(jù)。蚯蚓的黏液以及排放物可以提高細菌的數(shù)量。蚯蚓具備較強的消化力，可以將各類的消化酶從消化道中分泌出來，在各種消化酶以及微生物的共同影響下，把有機物簡單的水解成低分子化合物，將污泥中存在的礦物質(zhì)與分解后的低分子化合物有效融合形成復合體，蚯蚓經(jīng)過糞便排放的形式將其排除。蚯蚓的排泄物中酶活性較高，含有的營養(yǎng)物質(zhì)也非常高，對比城市中未經(jīng)過處理的污泥，會發(fā)現(xiàn)其具備的微生物群落更多。

2.3污泥中的重金屬對蚯蚓發(fā)揮的重要作用

城市污泥中重金屬含量較高，能夠在堆置發(fā)酵后當做喂養(yǎng)蚯蚓的食物，使重金屬大量在蚯蚓的體內(nèi)富集，降低污泥中含有的重金屬，與此同時，蚯蚓進行吞食能夠?qū)σ恍┲亟饘俚男螒B(tài)進行改變。有關(guān)研究表明，隨著重金屬的污染程度在污泥中的逐漸增加，應(yīng)該加強改善污泥中的pH值，才可以為蚯蚓創(chuàng)造較好的生存環(huán)境。蚯蚓通過污泥堆肥以后，重金屬在蚯蚓體內(nèi)富集的含量顯著提升，而重金屬在污泥中的含量則顯著降低，包括Zn、Cd、Cu、Hg等，蚯蚓吸收重金屬的含量如下：Cd>Hg>As>Zn>Cu>Pb，其中鎘的富集能力最為突出，其富集的濃度在土壤中的含量高達1～5倍。有關(guān)研究顯示，蚯蚓堆肥在污泥中，在堆肥條件以及蚯蚓養(yǎng)殖條件的不同狀況下，蚯蚓體內(nèi)包含的Cu、Cr、Ni、Pb、Zn等重金屬含量都比蚯蚓排出糞便中含有的重金屬含量要高。

3蚯蚓處理污泥技術(shù)影響的重要因素

3.1溫度對蚯蚓產(chǎn)生的影響

環(huán)境溫度的變化既能對蚯蚓的體內(nèi)溫度和活動產(chǎn)生直接影響，又能對其新陳代謝的強度造成影響，如消化系統(tǒng)、呼吸、繁殖以及生長發(fā)育等各項生理機能。通常蚯蚓活動的溫度應(yīng)該保持在5～30℃，最適合的溫度是20℃。適宜的溫度可以讓蚯蚓更好地生長發(fā)育以及繁殖。如果溫度低于5℃，蚯蚓就會進行休眠;如果溫度高達39～40℃，蚯蚓很容易出現(xiàn)死亡。

3.2基質(zhì)含水率對蚯蚓處理產(chǎn)生的影響

水分在蚯蚓的生長發(fā)育中是必不可少的生存條件?；|(zhì)的含水率能夠直接影響蚯蚓的生長發(fā)育、生殖以及新陳代謝。如果基質(zhì)的含水率較低，蚯蚓的新陳代謝就會非常困難;如果基質(zhì)的含水率較高，就會對蚯蚓的呼吸造成影響，成為阻礙蚯蚓生存的重要因素之一。相關(guān)研究顯示，蚯蚓在進行污泥的處理時，如果基質(zhì)的含水率保持在70%～85%之間，將會確保蚯蚓的生物量獲得最大。

3.3污泥中重金屬含量造成的影響

蚯蚓能夠?qū)⑽勰嘀械闹亟饘俑患隗w內(nèi)。相關(guān)研究顯示，蚯蚓對污泥中含有的Cd存在非常顯著的富集作用，隨著污染的日益加劇，其富集水平也在逐步提高;土壤中含有的重金屬濃度和蚯蚓體內(nèi)富集的重金屬元素濃度在相應(yīng)的范圍內(nèi)呈現(xiàn)出線性的關(guān)系;在土壤中含有的重金屬濃度超出相應(yīng)的范圍，就會隨著濃度的提升而降低蚯蚓吸收的重金屬。有關(guān)研究顯示，蚯蚓在活動中能夠顯著減少污泥中含有的重金屬，其中富集的Cu更為明顯。蚯蚓在不同的重金屬中擁有不同的耐受力。如果蚯蚓體內(nèi)富集的重金屬含量超出其耐受能力時，通常會通過糞便或者其他的方式排出體外。

3.4污泥中C∶N產(chǎn)生的影響

在蚯蚓堆肥進行污泥的處理時，污泥既是蚯蚓需要處理的目標，又是蚯蚓在生長繁殖以及新陳代謝方面需要的能量以及物質(zhì)的提供者。蚯蚓對污泥的處理效率通常取決于污泥對蚯蚓的營養(yǎng)性。當物料C∶N值為25時，蚯蚓的生殖率以及攝食力都是最高的，且堆置后形成的產(chǎn)物也具備最高的肥力，對環(huán)境產(chǎn)生的污染最小。通常C∶N值是25～35時，蚯蚓堆肥對污泥的處理效果最佳。

4結(jié)語

蚯蚓堆肥是在有機堆肥中放養(yǎng)蚯蚓，在蚯蚓與微生物共同產(chǎn)生的影響下，把有機物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轵球净顒铀韬枯^大的腐殖酸。城市中因為人們生產(chǎn)生活產(chǎn)生的污泥經(jīng)由蚯蚓和微生物的活動，使污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)含量顯著的增加，有效降低重金屬在污泥中的含量，顯示蚯蚓堆肥對污泥的處理效果非常有效，還可以將污泥堆肥后形成的產(chǎn)品使用到花草樹木的栽培、園林景觀綠化等建設(shè)中，利用合理有效的方法加強使用，在加強污泥處理中發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻

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作者簡介：

黃友良（1976-），男，本科。研究方向：農(nóng)業(yè)固廢的生物資源化利用。