污水污泥是污水处理过程中的副产物,既属于有机固废范畴也是一种可回收利用资源的载体,发展循环利用的污泥处理处置模式使之成为可回收利用的资源是现阶段国内外的研究热点。本试验采用好氧堆肥预处理与蚯蚓堆肥处理相结合的方法对污水污泥进行处理。在好氧堆肥预处理阶段,研究了各试验组的温度、含水率、有机质、pH、电导率(EC)、营养盐等指标的变化,为后续蚯蚓处理做好准备;蚯蚓处理阶段选用大平2号赤子爱胜蚓,V1、V2和V3试验组的蚯蚓投放密度分别为1.5kg/m2、2.5kg/m2和3.5kg/m2,并控制堆体的含水率在60%左右,研究了蚯蚓处理对污水污泥的基本理化性质、营养物质、重金属等的影响,比较了不同放养密度下蚯蚓处理污水污泥的效果,为蚯蚓处理技术在污泥处理领域的推广应用提供技术支撑。主要结论如下:在好氧堆肥预处理阶段:(1)各反应器内污泥含水率由初始的74.0%降至49.1%-53.2%,污泥含水率明显降低,污泥显著减容;有机质从43.9%分别降至35.6%、35.1%、35.4%和35.2%,同时,随着堆肥温度的升高,大量病原菌被杀死,细菌总数和粪大肠菌群灭活率分别达到76.5%和63.7%,污泥无害化程度提高,为后续的蚯蚓处理创造了一个良好的条件。(2)好氧堆肥预处理阶段,随着反应时间的延长,污泥pH值呈现先降低后升高的变化趋势,堆肥结束时,使污泥pH值略有升高;同时,污泥中溶解性离子含量减少,导致污泥EC降低,各反应器内EC的平均降低幅度为12.9%。在蚯蚓堆肥处理阶段:(1)蚯蚓堆肥处理结束时,各试验组污泥pH值分别降低至6.8、6.7和6.6,均低于对照组的7.3,呈弱酸性,降低率分别为9.9%、9.5%和11.3%;但是,污泥EC升高,各试验组的EC在处理前期逐渐升高并在第40d达到最大值,V1、V2和V3的EC分别增至1.09 ms/cm、1.08 ms/cm和1.19ms/cm,增长率分别为34.9%、43.7%和44.3%。在处理后期,EC值缓慢降低,但始终高于对照组CK(0.92 ms/cm),由此可见,蚯蚓处理有利于提高污泥中溶解性离子含量。(2)污泥中有机质的分解、矿化是蚯蚓和微生物之间协同作用的结果。蚯蚓处理结束时,各试验组的有机质含量分别降至29.4%、27.1%和28.6%,对应的降解率分别为16.3%、23.5%和18.8%,均显著高于CK的有机质降解率7.8%。由于蚯蚓投放密度不同,各试验组的有机质降解率存在显著差异,其中,V2反应器内有机质降解率最高。(3)蚯蚓堆肥结束时,各反应器内TN降低率分别为20.0%、25.2%和27.1%,TP降低率分别为10.6%、16.4%和18.1%,这说明蚯蚓堆肥对氮、磷的去除效果较好,尤其是对有机氮化物的处理效果更为显著。分析表明,蚯蚓投放密度对TN去除率具有显著影响,但综合考虑蚯蚓购置成本和生存空间等因素,在处理脱水污泥时,较合理的蚯蚓投放密度为2.5kg/m2(含水率60%)。(4)蚯蚓堆肥对Cu、Zn、Pb等重金属的去除主要通过吸收作用实现,并不是富集作用。经过60d的处理后,V1、V2和V3反应器内Cu含量分别降至157.25mg/kg、146.15 mg/kg、138.75 mg/kg,去除率分别为15.1%、21.1%和25.0%;Zn含量分别降至914.13mg/kg、867.75mg/kg、809.91 mg/kg,去除率分别为20.1%、25.0%和30.1%,Pb含量分别降至59.35mg/kg、54.02 mg/kg、51.31 mg/kg,去除率分别为12.1%、20.0%和24.0%。蚯蚓对污泥中Zn的吸收能力最强,Cu次之,对Pb的吸收量并不明显。分析表明,蚯蚓投放密度与污泥中重金属的去除率存在显著的相关性,结合对重金属的去除效果,适宜的投放密度为2.5kg/m2(含水率60%)。(5)V1、V2和V3反应器内蚯蚓堆肥对细菌的灭活率分别达到97.0%、98.8%、97.7%,而CK对细菌的灭活率仅为78.1%;三个处理组的粪大肠菌群灭活率均为100%,而CK对粪大肠菌群的灭活率仅为90.8%。试验结果表明,蚯蚓堆肥有效减少了污泥中的病原微生物,获得了较好的无害化和稳定化效果,大幅度提高了污泥的回收利用价值。