超聲波耦合好氧堆肥預處理結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耦合好氧堆肥預處理，結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。在預處理過程中，含水率、EC（電導率）、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。在構建超聲波耦合好氧堆肥預處理結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，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構，擊破污泥細胞壁結構并釋放出細胞內(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。
　　通過對污泥微觀結構的觀察，超聲波破解耦合好氧堆肥預處理和蚯蚓生物處理均有助于破壞污泥原有的致密結構，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