蚯蚓处理城镇污泥的研究

论文摘要

蚯蚓处理污泥技术是一种利用蚯蚓—微生物人工生态系统处理污泥的方法，它利用蚯蚓的生态功能，将污泥研磨、消化，以蚓粪的形式排出，再通过生态系统的食物网关系传递给微生物做进一步处理，最终达到污泥减量和稳定，其机理包括蚯蚓的吞噬消化以及微生物的降解转化作用。蚯蚓处理污泥技术具有处理效果好、工艺设备简单、维护管理方便、环境效益显著、能耗低、费用少等特点。本试验使用赤子爱胜蚓作为试验用蚯蚓，直接处理城镇污水厂脱水污泥，并通过与不投加蚯蚓的装置进行平行试验，研究污泥处理的运行参数即处理时间、土壤温度、蚯蚓投加数量等因素对污泥处理效果的影响，并研究蚯蚓在处理污泥前后的生物量变化，同时对比投加蚯蚓与否对污泥处理的影响。结果表明：处理时间越长，蚯蚓对污泥的破碎消化越完全，微生物对污泥的降解转化越充分，污泥处理效果越好。当处理时间为30d时，污泥的含水率和有机质含量降低最多，TN、TP降低效果最明显，TK增加量最大，以15℃、50条组为例，30d后含水率由80.13%降至68.00%，有机质含量由52.01%降至43.74%，TN去除率为32.86%，TP去除率为32.72%，TK去除率为-3.11%。投加蚯蚓的数量也对污泥的处理效果产生影响，蚯蚓的数量较多导致活动更为频繁，对污泥的吞噬消化作用更明显，有利于污泥的处理，但同时蚯蚓也会吞食微生物，因此过多的蚯蚓会在一定程度上抑制微生物的数量，所以在个别指标上，100条组的处理效果反而要低于50条组，以15℃为例，投放蚯蚓30d后，50条组污泥的含水率由80.13%降至68.00%，有机质含量由52.01%降至43.74%，TN、TP、TK的去除率分别为32.86%、32.72%和-3.11%；而100条组含水率由80.13%降至71.22%，有机质含量由52.01%降至37.03%，TN、TP、TK的去除率分别为38.25%、41.43%和-2.41%，可以看出，在有机质含量、TN、TP的处理效果上，100条组要优于50条组，但在含水率和TK方面，50条组要优于100条组。温度对蚯蚓处理污泥效果的影响十分明显，蚯蚓对温度非常敏感，生存活动的最适温度为15-25℃之间，低于10℃，蚯蚓的活动能力就会显著降低，高于30℃则可能导致蚯蚓脱水甚至死亡，所以在利用蚯蚓处理污泥的过程当中，温度的控制是极为关键的。本试验以温度为指标分为两个阶段，第一阶段为8月-9月，这一时期土壤温度基本保持在25℃左右，这是蚯蚓的生存最适温度，蚯蚓的活动能力处于巅峰，对污泥的处理效果也明显较好，以50条组为例，投加蚯蚓30d后，污泥的含水率由80.41%降至69.42%，有机质含量由48.76%降至33.36%，TN、TP、TK的去除率分别为53.32%、47.06%和-8.74%；第二阶段为10月-11月，土壤温度在15℃左右，这是蚯蚓活跃期的温度底线，蚯蚓的活动能力有明显下降，对污泥的处理效果也远低于25℃时，同样以50条组为例，投放蚯蚓30d后，污泥的含水率由80.13%降至68.00%，有机质含量由52.01%降至43.74%，TN、TP、TK的去除率分别为32.86%、32.72%和-3.11%，可以发现各项指标均低于25℃时。蚯蚓的生物量变化也是一个非常重要的指标，它能够直接反应蚯蚓对生长环境的适应能力，如果生物量发生重大衰减，那么蚯蚓就无法稳定的处理污泥，通过两个阶段的试验发现，蚯蚓完全可以直接处理城镇生活污泥，投放30d后，蚯蚓的重量及数量基本保持稳定，效果最好的是25℃时50条组，蚯蚓的数量增加了5条，总重量由9.86g升至10.53g，平均重量变化率为0.022g/d，这主要是由于温度较高，蚯蚓生殖发育迅速，且初始数量较少，竞争较为平缓。综上所述，本试验以赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）为供试蚯蚓，直接处理脱水污泥，研究处理后蚯蚓的生物量及污泥理化性质、营养元素的变化，对不同数量、不同温度条件下，蚯蚓对污泥的处理效果进行对比，并为蚯蚓直接处理脱水生活污泥提供一定的基础数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 污泥处置的方法分类
• 1.2 国内外污泥处置技术发展水平及存在的问题
• 1.3 蚯蚓处理污泥技术
• 1.3.1 蚯蚓处理污泥技术的发展历史
• 1.3.2 蚯蚓处理污泥技术的工艺类型
• 1.3.3 蚯蚓处理污泥技术的国内外发展状况
• 1.4 蚯蚓及选择原则
• 1.4.1 常用养殖蚯蚓
• 1.4.2 蚯蚓处理污泥技术中蚯蚓的选择原则
• 1.5 研究意义和目标
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究目标
• 1.6 研究内容
• 第2章 蚯蚓处理污泥技术小试试验装置与方法
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 试验用蚓
• 2.2 试验用污泥
• 2.2.1 污泥来源
• 2.2.2 污泥主要指标
• 2.3 试验方法
• 2.4 污泥指标分析方法
• 第3章 蚯蚓处理污泥技术小试试验结果分析
• 3.1 蚯蚓处理污泥技术小试试验的启动
• 3.1.1 启动试验
• 3.1.2 启动试验结果分析
• 3.2 蚯蚓处理污泥方法的影响因素及规律的试验研究
• 3.2.1 蚯蚓处理污泥原理
• 3.2.2 处理时间对污泥处理效果的影响
• 3.2.3 投加蚯蚓数量对污泥处理效果的影响
• 3.2.4 温度对污泥处理效果的影响
• 第4章 蚯蚓生物量变化的试验研究
• 4.1 蚯蚓数量的变化
• 4.2 蚯蚓重量的变化
• 4.3 总结
• 第5章 结论和建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢