蚯蚓粪改善紫花苜蓿修复重金属污染农田效果的研究

通过田间试验研究了蚯蚓粪施入对重金属污染农田土壤的理化性质及酶活性的影响,探究了蚯蚓粪对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长及其富集重金属Cu、Cd、Zn、As的影响,以及紫花苜蓿体内抗氧化酶活性的变化。结果表明,蚯蚓粪施入使土壤全磷、全氮、有机质分别提高30.6%、28.2%、13.2%,土壤pH由8.29下降为8.09,土壤阳离子交换能力增强。蚯蚓粪施入土壤后,土壤脲酶、过氧化氢酶活性也均提高。蚯蚓粪处理使紫花苜蓿植株株高和生物量提高,且可提高其重金属富集能力。蚯蚓粪处理下紫花苜蓿超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著提高,但过氧化氢酶活性降低。总体而言,蚯蚓粪肥施入可改善紫花苜蓿修复受重金属污染农田土壤的效果。     

城市污水厂混合污泥的生态稳定处理

城市污水厂初沉池和二沉池混合污泥利用由蚯蚓和微生物共同组成的人工生态系统进行稳定处理。蚯蚓生态床可集污泥浓缩、调理、脱水、稳定、处置和综合利用等多种功能于一身：(1)蚯蚓和微生物将污泥作为生长营养源，对其进行分解和吸收；(2)蚯蚓生理代谢产生的蚓粪是高效农肥和土壤改良剂；(3)在生态床中增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值。污泥物质经蚯蚓污泥稳定床处理后，可全部被生态系统吸收利用和转化，具有流程简单、管理方便、无二次污染、造价和运行费用低廉、副产物具有经济利用价值等特点，为解决污泥的最终处置问题提供了生态利用的新途径。     

基于生物炭填料的蚯蚓生态滤池净化养殖污水的效果分析

采用蚯蚓生态滤池作为污水处理装置,探讨生物炭、秸秆、蛭石和海绵等材料经过不同组合后作为填料对蚯蚓生态滤池去除养殖污水中污染物的影响。结果表明:蚯蚓生态滤池中,生物炭和蛭石等体积混合作为填料最有利于去除养殖污水中的硝态氮和COD;生物炭和秸秆等体积混合作为填料最有利于去除氨氮和TN;生物炭和海绵等体积混合作为填料最有利于去除磷酸盐和TP。因此,生物炭与蛭石、秸秆、海绵混合作为蚯蚓生态滤池填料可能有利于净化养殖污水。     

蚯蚓直接处理城市剩余污泥的研究

以城市剩余污泥为饲料，根据蚯蚓的繁殖、生长时间，定时引出成蚓换料连续饲养，并改变留在原泥中蚓卵的生存环境来控制卵的发育之蚯蚓养殖方法，并对城市剩余污泥直接饲养蚯蚓的可行性及其重金属转移规律进行研究。结果表明，城市剩余污泥直接饲养蚯蚓是可行的；饲养过程中蚯蚓体内的重金属浓度随着饲养时间而上升，至4个月左右，蚯蚓体内重金属浓度达到极限，且该养殖法具有蚯蚓产量低，对蚯蚓具有易于处理和处置的优点。     

不同调理剂提高泔脚蚯蚓堆肥效率的研究

为防治泔脚对环境的污染,提高泔脚蚯蚓堆肥效率,针对泔脚的理化性质,分别添加玉米秸秆、青草绿化垃圾、茶叶渣、土壤作为调理剂,使基质初始C/N接近30,研究了不同调理剂对泔脚蚯蚓堆肥效率的影响。另设置不加调理剂纯泔脚蚯蚓堆肥作对照,对泔脚基质的降解情况、蚯蚓的生长繁殖情况、堆肥肥料质量进行了研究。结果表明,在纯泔脚中加入调理剂可以改善泔脚的性状,促进蚯蚓生长繁殖,提高泔脚降解效率,但对豌豆植株生长的肥效作用相对纯泔脚改善不明显。不同调理剂对泔脚基本性质的改善效果不同,综合考虑,以玉米秸秆作为调理剂最能提高泔脚蚯蚓堆肥的效率。     

蚯蚓与微生物协同处理对剩余污泥腐殖化特征的影响

对污水生物处理产生的剩余污泥分别采用碱提取法和Adani法(有机溶剂加酸水解)提取腐殖酸,通过元素分析、红外光谱和三维荧光光谱比较,确定Adani法提取的腐殖酸非腐殖质成分含量较低,可以较好地表征剩余污泥中腐殖酸特性。进而采用Adani法提取蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的原泥和出泥中的腐殖酸,研究蚯蚓与微生物协同处理对剩余污泥腐殖化特征的影响。元素分析、E4/E6及三维荧光光谱分析结果表明:与原泥腐殖酸相比,出泥腐殖酸中蛋白质等有机物得到有效降解,腐殖物质明显增多,其腐殖酸分子量、芳香化和缩聚程度均较高;蚯蚓生物滤池出泥腐殖化程度明显提高。     

蚯蚓活动对培养床基质中TN、TP含量及分布的影响

为了探究蚯蚓活动对培养床基质中TN、TP含量及分布的影响,采用A1、A2、B1和B2 4组培养床进行实验,培养床以纯污泥或污泥和秸秆的混合物作为待处理基质,蚓粪和牛粪的混合物作为缓冲基质,A组不接种蚯蚓,B组接种蚯蚓。经过90 d的连续培养,结果表明:A1、A2、B1和B2待处理基质中TN平均值比初始值分别下降25.79、24.91、37.18和37.51 g·kg~(-1),其TP平均值比初始值分别下降1.86、3.62、7.43和9.44 g·kg~(-1);A组缓冲基质和底层土壤中TN和TP比初始值有所增加,而B组缓冲基质中TN和TP比初始值有所减少,底层土壤中TN和TP比初始值有所增加。同时,蚯蚓活动不仅使基质中的TN和TP含量明显降低,还能显著缓解待处理基质的板结状况,提高待处理基质的土地利用价值。     

蚯蚓对剩余污泥中重金属Cu、Zn的活化实验研究

以中国矿业大学南湖校区污水处理站的剩余污泥(简称污泥)为研究对象,通过培养实验,研究污泥中蚯蚓的生长情况和蚯蚓活动对污泥中重金属生物有效性的影响。实验结果表明,蚯蚓能够在一定浓度Cu、Zn的污泥中正常生长,表现出一定的重金属耐性,其耐受能力与重金属的种类、浓度、污泥的理化性质有关。蚯蚓活动能够降低污泥的pH,使之趋于中性。对不同浓度Cu处理污泥,蚯蚓活动使污泥有机质含量均有不同程度下降,其中对Cu为100 mg/kg的污泥中有机质含量影响最大;对不同浓度Zn处理污泥,蚯蚓活动使污泥有机质含量降低的幅度不大。蚯蚓活动可在一定程度上活化污泥中的重金属Cu和Zn,蚯蚓对Cu的活化效果较为明显,在污泥中添加Cu为50 mg/kg时,Cu活化率增加值最大,达到了11.14%;蚯蚓活动对Zn的活化效果不明显,Zn活化率增加值均低于1%。     

蚯蚓活动对汞污染土壤植物修复效果的影响

采用自然土壤人工染毒法,模拟2、10mg/kg的汞污染土壤,选用苎麻作为修复植物,研究蚯蚓活动对苎麻修复汞污染土壤效果的影响。结果表明,添加蚯蚓能显著提高苎麻地上部分对汞的富集效果,最大提升效果分别为59.34%和33.69%。同时也发现,接种蚯蚓使苎麻对汞的富集系数提升效果明显,最大分别达到0.340和0.160,但是对转运系数的影响并不明显。此外,苎麻在生长中期对汞有较快的富集速率,在生长前期和末期对汞的富集速率较慢。最后,提出了汞污染土壤修复的研究建议。     

赤子爱胜蚓处理污泥对其性质变化的影响

用赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)直接处理脱水污泥,以不加蚯蚓为对照,研究了蚯蚓生物量、污泥理化性质(pH、电导、灰分、总有机碳)、营养物质(氮、磷、钾)以及重金属(铜、锌、铅、铬)的变化。结果表明:蚯蚓能很好地适应直接投加污泥的生存环境,蚯蚓平均增重0.7 g/d,产卵4.81个/d。随着时间的增加,接种蚯蚓的污泥理化性质和营养物质以及重金属含量均有显著的变化。蚯蚓处理后,污泥的pH由7.83显著降低至7.03;电导由0.46 S/m显著增至2.23 S/m;灰分从43.89%显著增至57.53%;TOC由32.32%显著降低至23.59%;污泥中的营养物质N、P、K含量显著增加,N、P、K分别提高了37.48%、19.96%和20.14%;同时蚯蚓活动显著降低了污泥中的重金属含量,降低次序为CuZnCrPb。蚯蚓处理后污泥小团粒性状明显,无臭味,不生蛆。     

添加牛粪和园林废弃物对污泥蚯蚓堆肥的影响

为研究污泥中添加不同比例的牛粪和园林废弃物对蚯蚓堆肥的影响,在实验室进行了为期60 d的堆肥实验,测定了堆肥物料的理化性质以及蚯蚓的存活率、平均体重、产茧量的变化情况。结果表明,100%污泥不适合蚯蚓的生长繁殖,添加牛粪/园林废弃物后可以显著改善蚯蚓的生长繁殖,进而提高蚯蚓的存活率和产茧量;污泥比例较低时,添加牛粪处理组的累计产茧量要高于添加园林废弃物的处理组,但当污泥比例大于25%时,添加园林废弃物的污泥更适合蚯蚓繁殖。冗余分析结果表明,pH、TN对蚯蚓的生长和繁殖起着重要的作用。蚯蚓堆肥可以改善物料的理化状况,提高堆肥产物中氮、磷、钾的养分含量,加速污泥的稳定化,提高其肥料价值。     

立体送风气流组织对地下污水厂除臭效果的影响

为研究立体送风气流组织在地下污水厂除臭效果,以NH3为示踪气体,采用数值仿真的方法,对比分析了立体送风及常规气流组织在脱水机房中的除臭效果,并研究了不同送、排风形式对脱水机房的排污效率和恶臭浓度的影响规律。结果表明,竖管立体送风在地下污水厂脱水机房环境的改善效果上存在优势,与原通风形式相比排污效率提高了40%,机房恶臭浓度和工作区恶臭浓度分别降低了43.7%、62.9%。立体送风气流组织下送风量对脱水机房除臭效率影响不明显;而增大排风量,排污效率明显提高。立体送风气流组织可以有效提高地下污水厂的除臭效果,合理地增大排风量、降低送风量可以提高除臭效果,同时实现降低通风能耗。     

蚯蚓生态滤池对农村生活污水的深度净化效果

本实验利用多级蚯蚓生态滤池对农村生活污水进行处理研究,分别考察了不同季节蚯蚓生态滤池对COD、TN、NH4+-N和TP的去除效果,同时利用PCR-DGGE技术对不同季节的微生物群落进行初步分析。结果表明,夏季COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到86.05%、89.02%、98.48%和99.1%;出水浓度17.86、4.96、0.605和0.047 mg/L。冬季COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到83.29%、93.26%、96.96%和92.7%;出水浓度22.68、2.63、1.02和0.37 mg/L。不同季节出水水质均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准。蚯蚓生态滤池内的微生物多样性冬季的要比夏季的丰富,且冬季滤池内微生物种类从上至下逐渐增加,符合污染物去除效率的变化。     

蚯蚓富集猪粪中Cu、Zn的条件优化研究

为探讨利用蚯蚓吸收富集在猪粪中的Cu、Zn以减少其在猪粪中含量的技术途径,实验以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为生物反应器,采用L18(36)正交设计法,对蚯蚓吸收富集猪粪中Cu、Zn的最适条件进行了研究.结果表明,蚯蚓对猪粪中的Cu、Zn具有一定的吸收能力, 辅料类别、C/N、温度、湿度和蚯蚓密度均能影响蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的吸收,综合考虑蚯蚓的生长及对猪粪Cu、Zn的吸收,以猪粪和玉米秸秆为饵料,C/N为22～30、温度为15 ℃、湿度为75%、接种密度为15尾/盆(100 g风干饵料中蚯蚓的生物量为2.29 g)的组合条件下,蚯蚓对猪粪Cu、Zn的吸收总量最高.     

污泥厚度对蚯蚓处理城市污泥效果的影响

在蚯蚓处理城市污泥时,为探讨污泥厚度对蚯蚓生物量及污泥处理效果的影响,设置了5个污泥厚度进行蚯蚓处理城市污泥的研究。结果表明,当污泥厚度为10cm时,蚯蚓日增质量倍数最大,蚯蚓粪中总有机碳(TOC)、TN、TP较初始值分别降低26.4%、22.4%、22.0%,总钾、碱解氮、速效钾较初始值分别升高23.6%、13.0%、113.7%;在一定范围内,污泥厚度越小,蚯蚓粪中Cu、Zn去除率越高,而Pb、Cd、Cr在污泥厚度为10~12cm时的去除率最大。综合比较,10cm是蚯蚓处理城市污泥的最适污泥厚度。     

2种动物对复合垂直流人工湿地基质中磷形态的影响

分别向复合垂直流人工湿地下行流池和上行流池中加入蚯蚓和泥鳅,研究动物加入后人工湿地基质中磷形态及去除效率的变化。结果表明,加入蚯蚓后,下行流池基质中铁铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)、有机磷和总磷的含量显著增加(p0.05);加入泥鳅后,上行流池基质中Fe/Al-P含量无显著性变化,钙磷、有机磷、总磷含量增加。人工湿地加入蚯蚓后,基质中Ca-P占总磷的百分比下降,Fe/Al-P和有机磷占总磷的百分比增加;加入泥鳅后,基质中Ca-P占总磷的百分比也下降,而有机磷占总磷的百分比升高,该结果表明,蚯蚓和泥鳅促进了基质中Ca-P向有机磷的转化。加入蚯蚓的人工湿地对磷的去除率高于未加蚯蚓的人工湿地,其原因之一可能与加入蚯蚓后人工湿地基质总磷含量增加有关。     

蚯蚓对毛细管渗滤沟生活污水处理效果的影响

采用添加蚯蚓的毛细管渗滤沟A和没有蚯蚓的毛细管渗滤沟B对生活污水处理进行对比实验研究,同时考察毛细管渗滤沟中蚯蚓的数量变化和添加蚯蚓对土壤结构的影响。实验结果表明：蚯蚓对毛细管渗滤沟处理有机物有促进作用,蚯蚓的加入可以改变土壤结构,提高土壤孔隙率,增加出水溶解氧。反过来,毛细管渗滤沟为蚯蚓生存、繁殖提供了适宜条件,在土...     

鱼菜共生系统氮素迁移转化的研究与优化

中国是世界上最大的水产养殖国,但是含有大量氮元素化合物的养殖废水对周围环境的污染已经成为影响该行业可持续发展的关键因素。鱼菜共生系统被认为是解决这一问题的有效途径。作为一种新兴的生态系统,目前对鱼菜共生系统中氮元素迁移转化规律的研究较少。通过对实验室规模的鱼菜共生系统进行研究,揭示系统内氮的迁移转化规律,掌握N2O的释放规律,同时尝试采用填料级配分层、添加硝化细菌等方式对系统进行优化。研究结果表明,投入系统的饵料中氮素以氨氮的形式被排出鱼体外后,在微生物作用下转化为亚硝酸盐氮及硝酸盐氮,进一步被植物吸收利用,提高了氮的利用效率。鱼菜共生系统以N2O形式释放的氮素约占氮素总输入的1.54%,与普通水产养殖相比,其N2O转化率没有明显增加。另外,采用填料级配分层以及添加硝化细菌等方法对系统进行优化,可促进系统内硝酸盐的积累,减少N2O释放,提高系统的经济效益和环境效益。     

蚯蚓处理污水污泥制取土壤改良剂

将污水污泥和秸秆按不同比例混合后进行30 d预堆肥处理,然后在实验室条件下接种爱胜蚓(Eisenia fetida)开展60 d蚯蚓处理实验,研究污水污泥理化性质变化规律及其影响因素,并分析最终产品(蚯蚓粪)质量。结果表明,蚯蚓处理使污水污泥pH、有机碳(TOC)、C/N和病原菌含量显著降低,电导率(EC)升高,TN、TP、TK(总钾)、碱解氮、速效磷、速效钾分别升高26.8%～40.8%、26.7%～52.4%、25.9%～44.8%、43.0%～120.0%、88.6%～406.8%、38.2%～113.2%,发芽指数(GI)达到80%以上。由于基质分解矿化引起质量损失,使蚯蚓粪中重金属相对含量增加,但仍在土地改良允许范围内。蚯蚓放养密度和物料含水率及其交互作用对蚯蚓处理效果存在显著影响,处理污水污泥的最优工况为:放养密度2.5 kg/m2、含水率60%。堆肥-蚯蚓处理组合工艺可将污水污泥转化为无害的、有价值的土壤改良剂。     

城镇污水-污泥同步生物处理中试研究

城镇污水 -污泥同步处理工艺将微生物厌氧 -好氧处理和蚯蚓生物反应器等进行优化集成 ,利用蚯蚓等小型动物将常规生物处理中的食物代谢链进一步延长和扩展 ,形成生物物种多样、群落分布合理、代谢循环完整的生态网链系统 ,将其营养源从污水扩展至污泥。当厌氧水解池的水力停留时间为 6.0 h、生物滤池的水力负荷为 16m3/( m2 · d)、蚯蚓反应床水力负荷为 5 .0 m3/( m2·d)、硝化液回流比为 0 .6时 ,该工艺处理城市污水的 CODCr去除率达 83%～ 89%、BOD5去除率达 94%～ 96%、SS去除率达 96%～ 98%、氨氮去除率达 5 8%～ 70 %。绝大部分污泥物质转化为蚓体及蚓粪 ,可资源化利用。该工艺还具有节约能耗、造价低廉和管理方便等特点。