城市污水处理厂污泥蚯蚓堆肥技术研究

论文摘要

随着城市污水处理事业的发展,城市污泥的产量增加,污泥的减量化、无害化、稳定化、资源化(简称“四化”)已引起人们的广泛关注。污泥蚯蚓堆肥技术是利用蚯蚓特殊的生态学功能,与微生物的协同作用加速污泥中有机质分解和重金属的吸收及改变重金属的形态,增加污泥肥力,并作穴盆试验,验证污泥蚯蚓堆肥效果,为城市污泥的“四化”提供新的途径。取得的进展主要有以下几点:1.蚯蚓堆肥处理城市污泥的最适宜温度是20℃左右;堆肥过程中,含水率应控制在55%～70%;堆肥前有机质含量控制在40%～60%,蚯蚓堆肥后有机质稳定在25%～35%;其污泥的pH值在6.5～7.5比较适宜;经蚯蚓堆肥后的污泥进入土壤不会产生盐分毒害问题。2.直接堆制预处理污泥在蚯蚓堆肥过程中,蚯蚓生长良好,体重增加,而预处理时经高温堆肥一次发酵阶段的污泥在蚯蚓堆肥中恰恰相反;从蚯蚓堆肥前后污泥的重量看,各试验都降低,但前者比后者好;蚯蚓堆肥过程中充分体现了蚯蚓和微生物的协同作用,其细菌总数保持微小变化,其病原微生物如大肠菌群数有所降低:研究表明,蚯蚓堆肥降低了污泥全氮含量,提高了有效氮含量;同时提高全磷和有效磷的含量;对全钾和有效钾含量的影响较小,基本不变;研究也表明,污泥经蚯蚓堆肥后提高了小白菜的发芽势和发芽率,对于发芽势来说,稻壳优于锯末;对于发芽率来说,磷矿粉优于粉煤灰,发芽指数表明,种子育苗时促进了根的生长发育。3.污泥蚯蚓堆肥后蚯蚓对污泥中重金属Cu、Zn、Pb、Cd和As都有吸收,但没有富集作用;从重金属总量上看,蚯蚓堆肥提高了重金属的总量,除了Zn和部分试验Cd超过污泥农用标准之外,其它重金属均未超标;污泥中的重金属形态在添加粉煤灰和磷矿粉的蚯蚓堆肥中可相互转化,表现为由交换态向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态4种植物不可利用态的转化,有机结合态含量降低,铁锰氧化物结合态含量增加,将蚯蚓堆肥后污泥土地利用时可降低单位时间内重金属的释放量。4.合理施用经蚯蚓堆肥后的污泥能显著增加小白菜的株高和产量,施用经蚯蚓堆肥后的污泥作为肥料时,其施用量应选择在10%左右比较适合作物生长。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 概述
• 1.1.1 城市污泥的产生
• 1.1.2 城市污泥的组成成分
• 1.2 城市污泥处理处置现状
• 1.2.1 土地填埋
• 1.2.2 投弃大海
• 1.2.3 焚烧
• 1.2.4 土地利用
• 1.3 城市污泥资源化土地利用现状与发展
• 1.3.1 农田利用
• 1.3.2 城市绿化利用
• 1.3.3 林地利用
• 1.3.4 严重扰动的土地修复
• 1.4 蚯蚓处理固体废弃物现状
• 1.4.1 国外研究蚯蚓处理固体废弃物现状与发展
• 1.4.2 我国研究蚯蚓处理固体废弃物现状与发展
• 1.4.3 蚯蚓对土壤的改良作用
• 1.4.4 城市污泥中重金属对蚯蚓的作用
• 1.4.5 城市污泥蚯蚓堆肥处理的特点
• 1.5 课题研究的目标、技术路线和内容
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 技术路线
• 1.5.3 研究内容
• 2 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 污泥
• 2.1.2 土壤
• 2.1.3 污泥调理剂
• 2.1.4 作物
• 2.1.5 蚯蚓
• 2.2 试验装置
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 蚯蚓堆肥对污泥肥力和重金属的影响试验设计
• 2.3.2 蚯蚓堆肥的污泥作肥料对小白菜产量、品质影响试验设计
• 2.4 测定方法
• 2.4.1 土壤和污泥中重金属全量及污泥中重金属形态分级测定
• 2.4.2 蚯蚓中重金属全量的测定
• 2.4.3 土壤和污泥其它方面的测定
• 2.5 试验数据处理
• 3 污泥蚯蚓堆肥技术研究
• 3.1 预处理温度变化规律及影响因素
• 3.2 污泥蚯蚓堆肥含水率变化规律及影响因素
• 3.3 污泥蚯蚓堆肥有机质变化规律及影响因素
• 3.4 污泥蚯蚓堆肥pH值变化规律及影响因素
• 3.5 污泥蚯蚓堆肥电导率（EC）变化规律及影响因素
• 3.6 本章小结
• 4 污泥蚯蚓堆肥效果研究
• 4.1 蚯蚓生长情况的影响
• 4.2 污泥减量化的影响
• 4.3 堆肥前后微生物的变化
• 4.4 蚯蚓堆肥对城市污泥肥力的影响
• 4.4.1 蚯蚓堆肥对污泥中全氮和有效氮的影响
• 4.4.2 蚯蚓堆肥对污泥中全磷和有效磷的影响
• 4.4.3 蚯蚓堆肥对污泥中全钾和有效钾的影响
• 4.5 蚯蚓堆肥污泥对小白菜种子发芽情况的影响
• 4.5.1 小白菜种子发芽势的影响
• 4.5.2 小白菜种子发芽率的影响
• 4.5.3 小白菜种子发芽指数（GI）的影响
• 4.6 本章小结
• 5 蚯蚓堆肥重金属研究
• 5.1 蚯蚓对重金属的吸收
• 5.1.1 蚯蚓对污泥中重金属Cu的吸收
• 5.1.2 蚯蚓对污泥中重金属Zn的吸收
• 5.1.3 蚯蚓对污泥中重金属Pb的吸收
• 5.1.4 蚯蚓对污泥中重金属Cd的吸收
• 5.1.5 蚯蚓对污泥中重金属As的吸收
• 5.2 蚯蚓堆肥对城市污泥重金属总量及形态变化的影响
• 5.2.1 蚯蚓堆肥对污泥中重金属Cu总量及形态影响
• 5.2.2 蚯蚓堆肥对污泥中重金属Zn总量及形态影响
• 5.2.3 蚯蚓堆肥对污泥中重金属Pb总量及形态影响
• 5.2.4 蚯蚓堆肥对污泥中重金属Cd总量及形态影响
• 5.2.5 蚯蚓堆肥对污泥中重金属As总量及形态影响
• 5.3 本章小结
• 6 蚯蚓堆肥后污泥小白菜试验
• 6.1 污泥施用对小白菜生长的影响
• 6.2 污泥施用对小白菜产量的影响
• 6.3 本章小结
• 7 污泥蚯蚓堆肥讨论、结论与展望
• 7.1 污泥蚯蚓堆肥讨论
• 7.1.1 蚯蚓与微生物的联合作用
• 7.1.2 锯末、稻壳、菜叶和果皮在蚯蚓堆肥中的作用
• 7.1.3 粉煤灰和磷矿粉在蚯蚓堆肥中的作用
• 7.2 污泥蚯蚓堆肥结论
• 7.2.1 污泥蚯蚓堆肥条件变化规律及其影响
• 7.2.2 污泥蚯蚓堆肥的效果
• 7.2.3 蚯蚓堆肥重金属的影响
• 7.2.4 蚯蚓堆肥后污泥小白菜试验
• 7.3 蚯蚓堆肥对污泥资源化土地利用展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、发表论文及参加课题一栏表