蚯蚓堆肥在污泥中的應用

黃友良 歐玲利

摘要：隨著我國城鎮污水處理廠建設及投產規模的逐漸擴大，所產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，蚯蚓處理污泥的優勢明顯，如簡單的工藝、沒有二次污染、應用費用少、蚯蚓糞的高農用肥效等;并對蚯蚓以及污泥堆肥過程中的指標變化進行分析。該技術具有非常良好的應用前景，特別適合處理城鎮中污水廠的污泥。

關鍵詞：污水污泥;蚯蚓堆肥;營養物質;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

現階段，我國城鎮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、穩定結構、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。盡管我國不斷創新處理污水的技術，但是仍然存在很多因處理不規范造成的二次污染問題。

1城市污泥處理現階段的研究狀況

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的方式對污泥污水進行縮減面積、縮水、穩固性和無害化的過程，以及適當的處理工藝。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、處理費用少等優勢，在處理質量很差的污泥中應用廣泛。但是在填埋過程中一旦防滲技術應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，污泥經過干化處理形成的產品能夠在綠地中當做土壤改良劑進行應用，可是，在焚燒時會形成二氧化硫等污染氣體，所需設施費用很高，運行費用更高。

1.2我國現階段蚯蚓堆肥的主要研究狀況

蚯蚓是陸地生態系統中不可或缺的生物，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的分解，還可以對土壤結構、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，蚯蚓處理就是通過蚯蚓獨特的生理功能和其結合環境中的微生物對有機質進行生物降解，把廢棄物中存在的N、P、K等養分成功換變成便于植物吸收的狀態，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同處理，能夠對污泥中養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，增加N、P、K等在污泥中養分的含量，有效減輕重金屬的有效性，形成高效的有機肥產品，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變化的指標

2.1蚯蚓堆肥造成污泥中存在的營養物出現變化

蚯蚓與污泥堆肥后，對污泥中含有的N、P、K出現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。相應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，研究結果顯示，蚯蚓堆肥過程中增強了營養物質在堆肥產物中的實際含量，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、工業生產產生的廢水、人們日常生活產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定中發揮著關鍵作用。蚯蚓在城市的污泥堆肥中，微生物類型及數量的改變既對城市污泥中的微生物學特點及理化性狀產生影響，又對改善污泥中含有的養分提供價值依據。蚯蚓的黏液以及排放物可以提高細菌的數量。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與分解后的低分子化合物有效融合形成復合體，蚯蚓經過糞便排放的形式將其排除。蚯蚓的排泄物中酶活性較高，含有的營養物質也非常高，對比城市中未經過處理的污泥，會發現其具備的微生物群落更多。

2.3污泥中的重金屬對蚯蚓發揮的重要作用

城市污泥中重金屬含量較高，能夠在堆置發酵后當做喂養蚯蚓的食物，使重金屬大量在蚯蚓的體內富集，降低污泥中含有的重金屬，與此同時，蚯蚓進行吞食能夠對一些重金屬的形態進行改變。有關研究表明，隨著重金屬的污染程度在污泥中的逐漸增加，應該加強改善污泥中的pH值，才可以為蚯蚓創造較好的生存環境。蚯蚓通過污泥堆肥以后，重金屬在蚯蚓體內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。有關研究顯示，蚯蚓堆肥在污泥中，在堆肥條件以及蚯蚓養殖條件的不同狀況下，蚯蚓體內包含的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蚯蚓處理污泥技術影響的重要因素

3.1溫度對蚯蚓產生的影響

環境溫度的變化既能對蚯蚓的體內溫度和活動產生直接影響，又能對其新陳代謝的強度造成影響，如消化系統、呼吸、繁殖以及生長發育等各項生理機能。通常蚯蚓活動的溫度應該保持在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℃，蚯蚓很容易出現死亡。

3.2基質含水率對蚯蚓處理產生的影響

水分在蚯蚓的生長發育中是必不可少的生存條件?；|的含水率能夠直接影響蚯蚓的生長發育、生殖以及新陳代謝。如果基質的含水率較低，蚯蚓的新陳代謝就會非常困難;如果基質的含水率較高，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。相關研究顯示，蚯蚓在進行污泥的處理時，如果基質的含水率保持在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

蚯蚓能夠將污泥中的重金屬富集在體內。相關研究顯示，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富集的重金屬元素濃度在相應的范圍內呈現出線性的關系;在土壤中含有的重金屬濃度超出相應的范圍，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，且堆置后形成的產物也具備最高的肥力，對環境產生的污染最小。通常C∶N值是25～35時，蚯蚓堆肥對污泥的處理效果最佳。

4結語

蚯蚓堆肥是在有機堆肥中放養蚯蚓，在蚯蚓與微生物共同產生的影響下，把有機物質轉變為蚯蚓活動所需含量較大的腐殖酸。城市中因為人們生產生活產生的污泥經由蚯蚓和微生物的活動，使污泥中的營養物質含量顯著的增加，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品使用到花草樹木的栽培、園林景觀綠化等建設中，利用合理有效的方法加強使用，在加強污泥處理中發揮著重要的作用。

參考文獻

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作者簡介：

黃友良（1976-），男，本科。研究方向：農業固廢的生物資源化利用。