赤子愛勝蚓處理農村生活污水污泥的技術研究

李雄勇　常文越　張帆

摘 要：用赤子愛勝蚓直接處理農村生活污水處理廠產生的剩余污泥。首先，研究了污泥的減量化效果與蚯蚓生物量的變化規律；其次，設計不同的蚯蚓密度條件，研究了蚯蚓處理對污泥理化性質（pH、EC、綜合毒性）、重金屬以及微觀結構上的變化。結果表明：蚯蚓處理污泥的減量化效果顯著，達到30%以上，而蚯蚓的重量表現出先漲后降的規律；接種蚯蚓的污泥理化性質、重金屬濃度以及微觀結構均有顯著的變化，污泥的pH值從7.8～7.9降至6.8～7.1；EC由430～450μs/cm增至1857～2136μs/cm；綜合毒性抑制率從99%～100%降至30%～36%；降低了污泥中的重金屬含量，其中Zn、Pb的濃度降低了30%以上；蚯蚓處理對污泥中苯并（a）芘也有去除的作用；與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散，呈疏松的粒狀結構。

關鍵詞：赤子愛勝蚓 污泥 重金屬

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0035-04

隨著我國農村污水處理技術的快速發展以及農村污水處理率的快速提高，污水處理廠產生的剩余污泥量將日益增加。而剩余污泥尚未得到有效、安全地處理和處置，已成為影響農村污水處理廠正常運行和發展的瓶頸，直接影響污水節能減排目標的實現和污水處理效益的發揮，是一個不容忽視的重大環境問題。

到目前為止，沈陽市已經建設農村污水處理設施一百余座，農村水環境的治理取得顯著成效。然而，污水處理過程中產生的污泥卻未得到有效的處理處置，基本處于未處理處置的狀態。這些污泥中含有病原體、重金屬和持久性有機物等有毒有害物質，極易對地下水、土壤、空氣等環境造成二次污染，直接威脅環境安全和公眾健康，使污水處理設施的環境效益大大降低。沈陽市農村地區的污水處理設施比較分散，產生的污泥量相對較少，因此在農村地區實行污泥集中收集和處理處置是十分困難且不經濟的。另外，傳統的污泥處理方法不適合應用在缺乏資金的專業技術人員的農村地區，因此尋找投資少、運行成本低、操作簡單、具有一定環境、經濟效益的污泥處理處置技術，切實推進污泥減量化、穩定化、無害化、資源化技術和工程措施的改進和落實，是解決沈陽市農村環境問題的重中之重。

污泥的蚯蚓分解處理技術是一種新興的污泥處理技術，被廣大研究者認為是一種安全、環保、生態和經濟的有效技術手段之一[1]。本文以赤子愛勝蚓（Eiseniafoetida）作為供試蚯蚓，直接處理沈陽市農村地區較為典型的生活污水處理設施產生的剩余污泥，研究污泥的減量化效果、蚯蚓的生物量變化、污泥的理化性質、重金屬濃度以及微觀結構上的變化，旨在為沈陽市農村地區的污水污泥處理處置尋求簡單、經濟的技術途徑，為蚯蚓直接處理污泥技術提供一定的基礎數據和科學依據。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

供試污泥取自沈陽市于洪區平羅街道污水處理工程的新鮮剩余污泥。工程接納平羅街道政府所在地產生的生活污水，建設規模為2000 t/d，采用調節池預曝氣、水解酸化與人工濕地組合處理工藝。污水經組合工藝處理后達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的一級A標準，處理水直接排放到蒲河。通過對蚯蚓品種及其生理特性的了解基礎上，結合國內外相關研究者的研究成果，供試蚯蚓選擇耐寒、耐水、易繁殖、耐污能力強的赤子愛勝蚓，屬表居型蚯蚓，均采自本地，選用無環帶、健康、活性好，體長約3～9 cm，個體重在0.1～0.4 g的蚯蚓作為實驗用蚯蚓。

1.2 實驗設計

（1）污泥減量化實驗。

取1個長×寬×高為36 cm×27 cm× 12 cm的塑料箱，塑料箱內裝入2.1 kg污泥后，接種100條、19.9 g的蚯蚓，然后將塑料箱放置在實驗室內，室溫在22～30 ℃，從接種蚯蚓到實驗結束共計30 d，期間只對塑料箱做一些調節水分的處理。實驗過程中每10d對污泥干重、蚯蚓數量與重量進行測試。

（2）污泥穩定化實驗

取3個長×寬×高為54 cm×37 cm× 20 cm的塑料箱，每個塑料箱裝入10.0 kg的污泥后，分別接種0.15 kg（A組）、0.2 kg（B組）、0.25 kg（C組）的蚯蚓，上覆蓋一些樹葉遮光用，然后將塑料箱放置在實驗室內，室溫在22～30 ℃，從接種蚯蚓到實驗結束共計40d，期間只對塑料箱做一些調節水分的處理。實驗過程中每10 d對污泥pH值、EC、綜合毒性進行測試，實驗開始前與實驗結束后對重金屬進行測試。

1.3 分析方法

取30 g試樣經10倍蒸餾水溶解，在快速攪拌器攪拌0.5 h后，靜置24 h，取上層清液直接測定pH值和EC；綜合毒性的測定采用化學發光法；Zn、Cu、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg、As的測定采用常壓消解后電感耦合等離子體發射光譜法；苯并（a）芘測定采用熱提取氣相色譜質譜法；污泥及蚓糞的微觀結構的觀察采用環境掃描電鏡（FEI Quanta 250 ESEM）。

蚯蚓處理污泥的實驗中，污泥含水率的控制采用FD-T1型高頻波數字水分儀進行控制。而對污泥干重減量化的實驗中，污泥含水率的測定采用烘箱烘干法，在105 ℃下烘干至恒定。

2 結果與討論

2.1 污泥減量化實驗效果

實驗過程中污泥干重的減量化效果與蚯蚓的重量變化分別見圖1、圖2。

實驗所測污泥質量為污泥干質重量，從圖1可以看出，污泥的減量化效果顯著，尤其是在前20 d的變化更加顯著，減量率達到了26.1%；到30 d實驗結束時，減量率達到了29.2%。根據前人的研究分析，污泥減量現象可能與蚯蚓的攝食習性和發達的砂囊有關，蚯蚓對污泥的減量作用是通過微生物和蚯蚓的協同作用實現的。蚯蚓先通過砂囊對污泥研磨，然后利用蚓體分泌的多種酶和腸道內的微生物將污泥消化，最終轉化為自身的增殖及排泄物—蚯蚓糞。蚯蚓腸道對微生物的群體結構及生物活性具有調節作用，提高生長快的微生物種群的繁殖速度及其呼吸代謝活性，在一定程度上也強化微生物降解有機物的作用，提高了污泥的減量率[2]。endprint

從圖2可以看出，蚯蚓的重量在10～20 d時，達到最大值，此時蚯蚓個體肥大，此后蚯蚓的重量開始降低。此外，在30 d的減量化實驗中，蚯蚓的數量在前20 d時沒有變化，仍為100條，而在30 d時，只剩下88條。蚯蚓的平均體重從處理前的0.199 g/條，20 d時達到0.274 g/條，30 d時降到0.165 g/條。出現這種先漲后降的原因可能是因為蚯蚓處理污泥前期污泥中蚯蚓的“食物”—有機物較多，蚯蚓的重量開始增加，隨著“食物”量的減少，蚯蚓的重量開始降低，到最后蚯蚓瘦小，逐漸出現逃跑和餓死的現象。

2.2 對污泥pH的影響

污泥的pH是污泥消解是否正常的重要標志，圖3為不同蚯蚓密度處理實驗的pH變化圖。

如圖3所示，在不同的處理時間內，接種蚯蚓均能使污泥的pH值顯著降低。A、B、C三種不同蚯蚓密度的實驗相比較，蚯蚓密度大的C污泥的pH值在相同的處理時間內降低的更為明顯。相對而言，pH值在第10～20 d時，其變化率更為顯著；而在實驗結束時，A、B、C的pH值差別不顯著，且均在7.0左右。

蚯蚓處理過程中，污泥pH的降低，這與多數學者的研究結果是一致的，pH的降低可能是由于蚯蚓的活動導致污泥中N和P礦化成NH3-N和有效磷過程中，生物轉化形成中間產物有機酸所致。另外，最終產物—蚯蚓糞中較低的pH則可能與微生物的進一步活動產生的CO2和有機酸有關[3]。

2.3 對污泥EC的影響

EC是反映污泥中無機離子含量和礦化度的重要指標。圖4為不同蚯蚓密度的處理實驗EC變化圖。

如圖4所示，在不同的處理時間內，蚯蚓均能使污泥的EC顯著增加。在實驗初期污泥的EC相同的情況下，經過40 d的蚯蚓處理，A、B、C污泥的電導率從442±8 μS/cm分別增加到1872±10 μS/cm、2007±18 μS/cm、2057±32 μS/cm，說明蚯蚓密度越高，在相同的處理時間內EC變化更顯著。污泥的EC顯著增加是由于蚯蚓及其體內微生物的活動致使有機物分解，提高了污泥的礦化度，釋放出的礦物鹽（如P、K）和無機離子等所致[4]。

2.4 對污泥綜合毒性的影響

我們采用化學發光法對污泥進行綜合毒性的測試，通常采用抑制率來描述水體的毒性情況。

如圖5所示，從污泥浸出水樣的抑制率變化趨勢來看，在蚯蚓處理污泥前，其綜合毒性很強，幾乎達到100%。A、B、C三組的實驗結果說明，經過20 d的蚯蚓處理，污泥的綜合毒性顯著降低，遠低于90%的重度毒性臨界值；在23.1～38.5g蚯蚓/kg干污泥密度范圍內，在10d時，密度越大，其綜合毒性的降低效果更顯著；而處理至20～40 d時，其綜合毒性趨近于穩定在30%左右，隨著處理時間的延長，未表現出持續顯著下降的趨勢。

2.5 對污泥重金屬的影響

少量的重金屬含量是植物生長所必須的礦物質營養，但過量的重金屬含量將對其生長起到限制性的影響。污泥中含有重金屬，這是污泥在農用中受到限制的主要因素之一，所以蚯蚓處理污泥的產物能否農用取決于蚓糞中重金屬的含量。表1為蚯蚓處理污泥中重金屬含量的變化表。

從表1可以看出，與未處理的污泥相比，接種蚯蚓污泥的Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Hg、Ni、As濃度均顯著降低，且蚯蚓密度越大，重金屬濃度的降低程度更加顯著些。蚯蚓活動降低污泥中的重金屬濃度，表明蚯蚓對污泥中重金屬有較強的富集作用。同時，實驗發現蚯蚓對污泥中重金屬的富集有一定的選擇性，對Zn、Pb兩種重金屬濃度的降低幅度分別為30.0%～37.5%、32.6%～36.2%。此外，除Cd之外的其它重金屬濃度的降低幅度均達到10.0%～25.5%，Cd濃度的降低率不高也有可能與Cd濃度不高有關。

與《城鎮污水處理廠污泥泥質》（GB24188-2009）的污泥限值相比，平羅街道污水污泥的重金屬濃度較低，這與平羅街道污水處理工程處理生活污水，未含有工業廢水有關。

2.6 對苯并（a）芘的影響

表2為蚯蚓處理污泥中礦物油、苯并（a）芘含量的變化表。

相對于蚯蚓處理污泥中pH、EC、重金屬的影響相比，對苯并（a）芘影響的研究鮮有報道。苯并（a）芘是一種五環多環芳香烴類（PAHs），是PAHs中毒性最大的一種強烈致癌物。從表2可以看出，蚯蚓對污泥中苯并（a）芘有顯著的降解作用。蚯蚓能夠降解苯并（a）芘，可能是由于蚯蚓本身能在體內富集大量的有機污染物；另一方面，蚯蚓提高了PAHs在污泥中的生物有效性，加速了污泥中的降解。

2.7 對污泥微觀結構的影響

未處理污泥與A、B、C三組蚯蚓糞的微觀結構如圖6～圖9所示。

從圖6～圖9可知，未處理污泥通過5000倍的觀察，粒徑為9.6 μm；A組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為2.749 μm；B組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為3.446 μm；C組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為3.324 μm。與未處理的污泥相比，A、B、C組蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散、孔隙率更高，呈疏松的粒狀結構。由此可見，蚯蚓處理有助于破壞污泥原有的致密結構，如施用于土地上，可有效避免土壤板結問題，并提高土壤透氣性，大幅度提高蚯蚓糞的土地利用價值。

3 結語

用赤子愛勝蚓直接處理沈陽市農村生活污水污泥的實驗表明，污泥減量化效果顯著，達到30%以上；污泥的理化性質、重金屬濃度以及微觀結構均有顯著的變化，污泥的pH值從7.8～7.9降至6.8～7.1；EC由430～450 μs/cm增至1857～2136 μs/cm；綜合毒性抑制率從99～100%降至30～36%；降低污泥中重金屬濃度，其中Zn、Pb的濃度降低了30%以上；對污泥中苯并（a）芘也有去除的作用；與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散，呈疏松的粒狀結構。綜上，蚯蚓分解處理技術有望實現沈陽市農村地區生活污水污泥的減量化、穩定化、無害化、資源化的處理目標，具有環境部產生二次污染、投資省、運行成本低、操作簡單、管理方便的特點，符合“低碳經濟”的要求，為解決沈陽市乃至遼寧省農村地區的污水處理設施剩余污泥的最終處置問題提供了安全、環保、生態利用的新途徑。

參考文獻

[1] 徐哲，楊健，邢美燕.污泥的蚯蚓處理技術研究進展[J].四川有色金屬，2011（4）：50-55.

[2] 吳敏，婁山杰，楊健，等.蚯蚓生物濾池的污泥減量化效果極其影響因素[J].同濟大學學報（自然科學版），2008，6（4）：514-518.

[3] 陳學民，王惠，伏小勇，等.赤子愛勝蚓處理污泥對其性質變化的影響[J].環境工程學報，2010，4（6）：1421-1425.

[4] 劉玉奇.蚯蚓處理城市生活污泥的技術研究[J].科技與企業，2012（2）：105-106.endprint

從圖2可以看出，蚯蚓的重量在10～20 d時，達到最大值，此時蚯蚓個體肥大，此后蚯蚓的重量開始降低。此外，在30 d的減量化實驗中，蚯蚓的數量在前20 d時沒有變化，仍為100條，而在30 d時，只剩下88條。蚯蚓的平均體重從處理前的0.199 g/條，20 d時達到0.274 g/條，30 d時降到0.165 g/條。出現這種先漲后降的原因可能是因為蚯蚓處理污泥前期污泥中蚯蚓的“食物”—有機物較多，蚯蚓的重量開始增加，隨著“食物”量的減少，蚯蚓的重量開始降低，到最后蚯蚓瘦小，逐漸出現逃跑和餓死的現象。

2.2 對污泥pH的影響

污泥的pH是污泥消解是否正常的重要標志，圖3為不同蚯蚓密度處理實驗的pH變化圖。

如圖3所示，在不同的處理時間內，接種蚯蚓均能使污泥的pH值顯著降低。A、B、C三種不同蚯蚓密度的實驗相比較，蚯蚓密度大的C污泥的pH值在相同的處理時間內降低的更為明顯。相對而言，pH值在第10～20 d時，其變化率更為顯著；而在實驗結束時，A、B、C的pH值差別不顯著，且均在7.0左右。

蚯蚓處理過程中，污泥pH的降低，這與多數學者的研究結果是一致的，pH的降低可能是由于蚯蚓的活動導致污泥中N和P礦化成NH3-N和有效磷過程中，生物轉化形成中間產物有機酸所致。另外，最終產物—蚯蚓糞中較低的pH則可能與微生物的進一步活動產生的CO2和有機酸有關[3]。

2.3 對污泥EC的影響

EC是反映污泥中無機離子含量和礦化度的重要指標。圖4為不同蚯蚓密度的處理實驗EC變化圖。

如圖4所示，在不同的處理時間內，蚯蚓均能使污泥的EC顯著增加。在實驗初期污泥的EC相同的情況下，經過40 d的蚯蚓處理，A、B、C污泥的電導率從442±8 μS/cm分別增加到1872±10 μS/cm、2007±18 μS/cm、2057±32 μS/cm，說明蚯蚓密度越高，在相同的處理時間內EC變化更顯著。污泥的EC顯著增加是由于蚯蚓及其體內微生物的活動致使有機物分解，提高了污泥的礦化度，釋放出的礦物鹽（如P、K）和無機離子等所致[4]。

2.4 對污泥綜合毒性的影響

我們采用化學發光法對污泥進行綜合毒性的測試，通常采用抑制率來描述水體的毒性情況。

如圖5所示，從污泥浸出水樣的抑制率變化趨勢來看，在蚯蚓處理污泥前，其綜合毒性很強，幾乎達到100%。A、B、C三組的實驗結果說明，經過20 d的蚯蚓處理，污泥的綜合毒性顯著降低，遠低于90%的重度毒性臨界值；在23.1～38.5g蚯蚓/kg干污泥密度范圍內，在10d時，密度越大，其綜合毒性的降低效果更顯著；而處理至20～40 d時，其綜合毒性趨近于穩定在30%左右，隨著處理時間的延長，未表現出持續顯著下降的趨勢。

2.5 對污泥重金屬的影響

少量的重金屬含量是植物生長所必須的礦物質營養，但過量的重金屬含量將對其生長起到限制性的影響。污泥中含有重金屬，這是污泥在農用中受到限制的主要因素之一，所以蚯蚓處理污泥的產物能否農用取決于蚓糞中重金屬的含量。表1為蚯蚓處理污泥中重金屬含量的變化表。

從表1可以看出，與未處理的污泥相比，接種蚯蚓污泥的Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Hg、Ni、As濃度均顯著降低，且蚯蚓密度越大，重金屬濃度的降低程度更加顯著些。蚯蚓活動降低污泥中的重金屬濃度，表明蚯蚓對污泥中重金屬有較強的富集作用。同時，實驗發現蚯蚓對污泥中重金屬的富集有一定的選擇性，對Zn、Pb兩種重金屬濃度的降低幅度分別為30.0%～37.5%、32.6%～36.2%。此外，除Cd之外的其它重金屬濃度的降低幅度均達到10.0%～25.5%，Cd濃度的降低率不高也有可能與Cd濃度不高有關。

與《城鎮污水處理廠污泥泥質》（GB24188-2009）的污泥限值相比，平羅街道污水污泥的重金屬濃度較低，這與平羅街道污水處理工程處理生活污水，未含有工業廢水有關。

2.6 對苯并（a）芘的影響

表2為蚯蚓處理污泥中礦物油、苯并（a）芘含量的變化表。

相對于蚯蚓處理污泥中pH、EC、重金屬的影響相比，對苯并（a）芘影響的研究鮮有報道。苯并（a）芘是一種五環多環芳香烴類（PAHs），是PAHs中毒性最大的一種強烈致癌物。從表2可以看出，蚯蚓對污泥中苯并（a）芘有顯著的降解作用。蚯蚓能夠降解苯并（a）芘，可能是由于蚯蚓本身能在體內富集大量的有機污染物；另一方面，蚯蚓提高了PAHs在污泥中的生物有效性，加速了污泥中的降解。

2.7 對污泥微觀結構的影響

未處理污泥與A、B、C三組蚯蚓糞的微觀結構如圖6～圖9所示。

從圖6～圖9可知，未處理污泥通過5000倍的觀察，粒徑為9.6 μm；A組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為2.749 μm；B組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為3.446 μm；C組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為3.324 μm。與未處理的污泥相比，A、B、C組蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散、孔隙率更高，呈疏松的粒狀結構。由此可見，蚯蚓處理有助于破壞污泥原有的致密結構，如施用于土地上，可有效避免土壤板結問題，并提高土壤透氣性，大幅度提高蚯蚓糞的土地利用價值。

3 結語

用赤子愛勝蚓直接處理沈陽市農村生活污水污泥的實驗表明，污泥減量化效果顯著，達到30%以上；污泥的理化性質、重金屬濃度以及微觀結構均有顯著的變化，污泥的pH值從7.8～7.9降至6.8～7.1；EC由430～450 μs/cm增至1857～2136 μs/cm；綜合毒性抑制率從99～100%降至30～36%；降低污泥中重金屬濃度，其中Zn、Pb的濃度降低了30%以上；對污泥中苯并（a）芘也有去除的作用；與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散，呈疏松的粒狀結構。綜上，蚯蚓分解處理技術有望實現沈陽市農村地區生活污水污泥的減量化、穩定化、無害化、資源化的處理目標，具有環境部產生二次污染、投資省、運行成本低、操作簡單、管理方便的特點，符合“低碳經濟”的要求，為解決沈陽市乃至遼寧省農村地區的污水處理設施剩余污泥的最終處置問題提供了安全、環保、生態利用的新途徑。

參考文獻

[1] 徐哲，楊健，邢美燕.污泥的蚯蚓處理技術研究進展[J].四川有色金屬，2011（4）：50-55.

[2] 吳敏，婁山杰，楊健，等.蚯蚓生物濾池的污泥減量化效果極其影響因素[J].同濟大學學報（自然科學版），2008，6（4）：514-518.

[3] 陳學民，王惠，伏小勇，等.赤子愛勝蚓處理污泥對其性質變化的影響[J].環境工程學報，2010，4（6）：1421-1425.

[4] 劉玉奇.蚯蚓處理城市生活污泥的技術研究[J].科技與企業，2012（2）：105-106.endprint

從圖2可以看出，蚯蚓的重量在10～20 d時，達到最大值，此時蚯蚓個體肥大，此后蚯蚓的重量開始降低。此外，在30 d的減量化實驗中，蚯蚓的數量在前20 d時沒有變化，仍為100條，而在30 d時，只剩下88條。蚯蚓的平均體重從處理前的0.199 g/條，20 d時達到0.274 g/條，30 d時降到0.165 g/條。出現這種先漲后降的原因可能是因為蚯蚓處理污泥前期污泥中蚯蚓的“食物”—有機物較多，蚯蚓的重量開始增加，隨著“食物”量的減少，蚯蚓的重量開始降低，到最后蚯蚓瘦小，逐漸出現逃跑和餓死的現象。

2.2 對污泥pH的影響

污泥的pH是污泥消解是否正常的重要標志，圖3為不同蚯蚓密度處理實驗的pH變化圖。

如圖3所示，在不同的處理時間內，接種蚯蚓均能使污泥的pH值顯著降低。A、B、C三種不同蚯蚓密度的實驗相比較，蚯蚓密度大的C污泥的pH值在相同的處理時間內降低的更為明顯。相對而言，pH值在第10～20 d時，其變化率更為顯著；而在實驗結束時，A、B、C的pH值差別不顯著，且均在7.0左右。

蚯蚓處理過程中，污泥pH的降低，這與多數學者的研究結果是一致的，pH的降低可能是由于蚯蚓的活動導致污泥中N和P礦化成NH3-N和有效磷過程中，生物轉化形成中間產物有機酸所致。另外，最終產物—蚯蚓糞中較低的pH則可能與微生物的進一步活動產生的CO2和有機酸有關[3]。

2.3 對污泥EC的影響

EC是反映污泥中無機離子含量和礦化度的重要指標。圖4為不同蚯蚓密度的處理實驗EC變化圖。

如圖4所示，在不同的處理時間內，蚯蚓均能使污泥的EC顯著增加。在實驗初期污泥的EC相同的情況下，經過40 d的蚯蚓處理，A、B、C污泥的電導率從442±8 μS/cm分別增加到1872±10 μS/cm、2007±18 μS/cm、2057±32 μS/cm，說明蚯蚓密度越高，在相同的處理時間內EC變化更顯著。污泥的EC顯著增加是由于蚯蚓及其體內微生物的活動致使有機物分解，提高了污泥的礦化度，釋放出的礦物鹽（如P、K）和無機離子等所致[4]。

2.4 對污泥綜合毒性的影響

我們采用化學發光法對污泥進行綜合毒性的測試，通常采用抑制率來描述水體的毒性情況。

如圖5所示，從污泥浸出水樣的抑制率變化趨勢來看，在蚯蚓處理污泥前，其綜合毒性很強，幾乎達到100%。A、B、C三組的實驗結果說明，經過20 d的蚯蚓處理，污泥的綜合毒性顯著降低，遠低于90%的重度毒性臨界值；在23.1～38.5g蚯蚓/kg干污泥密度范圍內，在10d時，密度越大，其綜合毒性的降低效果更顯著；而處理至20～40 d時，其綜合毒性趨近于穩定在30%左右，隨著處理時間的延長，未表現出持續顯著下降的趨勢。

2.5 對污泥重金屬的影響

少量的重金屬含量是植物生長所必須的礦物質營養，但過量的重金屬含量將對其生長起到限制性的影響。污泥中含有重金屬，這是污泥在農用中受到限制的主要因素之一，所以蚯蚓處理污泥的產物能否農用取決于蚓糞中重金屬的含量。表1為蚯蚓處理污泥中重金屬含量的變化表。

從表1可以看出，與未處理的污泥相比，接種蚯蚓污泥的Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Hg、Ni、As濃度均顯著降低，且蚯蚓密度越大，重金屬濃度的降低程度更加顯著些。蚯蚓活動降低污泥中的重金屬濃度，表明蚯蚓對污泥中重金屬有較強的富集作用。同時，實驗發現蚯蚓對污泥中重金屬的富集有一定的選擇性，對Zn、Pb兩種重金屬濃度的降低幅度分別為30.0%～37.5%、32.6%～36.2%。此外，除Cd之外的其它重金屬濃度的降低幅度均達到10.0%～25.5%，Cd濃度的降低率不高也有可能與Cd濃度不高有關。

與《城鎮污水處理廠污泥泥質》（GB24188-2009）的污泥限值相比，平羅街道污水污泥的重金屬濃度較低，這與平羅街道污水處理工程處理生活污水，未含有工業廢水有關。

2.6 對苯并（a）芘的影響

表2為蚯蚓處理污泥中礦物油、苯并（a）芘含量的變化表。

相對于蚯蚓處理污泥中pH、EC、重金屬的影響相比，對苯并（a）芘影響的研究鮮有報道。苯并（a）芘是一種五環多環芳香烴類（PAHs），是PAHs中毒性最大的一種強烈致癌物。從表2可以看出，蚯蚓對污泥中苯并（a）芘有顯著的降解作用。蚯蚓能夠降解苯并（a）芘，可能是由于蚯蚓本身能在體內富集大量的有機污染物；另一方面，蚯蚓提高了PAHs在污泥中的生物有效性，加速了污泥中的降解。

2.7 對污泥微觀結構的影響

未處理污泥與A、B、C三組蚯蚓糞的微觀結構如圖6～圖9所示。

從圖6～圖9可知，未處理污泥通過5000倍的觀察，粒徑為9.6 μm；A組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為2.749 μm；B組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為3.446 μm；C組蚯蚓糞通過5000倍的觀察，粒徑為3.324 μm。與未處理的污泥相比，A、B、C組蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散、孔隙率更高，呈疏松的粒狀結構。由此可見，蚯蚓處理有助于破壞污泥原有的致密結構，如施用于土地上，可有效避免土壤板結問題，并提高土壤透氣性，大幅度提高蚯蚓糞的土地利用價值。

3 結語

用赤子愛勝蚓直接處理沈陽市農村生活污水污泥的實驗表明，污泥減量化效果顯著，達到30%以上；污泥的理化性質、重金屬濃度以及微觀結構均有顯著的變化，污泥的pH值從7.8～7.9降至6.8～7.1；EC由430～450 μs/cm增至1857～2136 μs/cm；綜合毒性抑制率從99～100%降至30～36%；降低污泥中重金屬濃度，其中Zn、Pb的濃度降低了30%以上；對污泥中苯并（a）芘也有去除的作用；與未處理的污泥相比，蚯蚓糞的粒徑更低、結構更松散，呈疏松的粒狀結構。綜上，蚯蚓分解處理技術有望實現沈陽市農村地區生活污水污泥的減量化、穩定化、無害化、資源化的處理目標，具有環境部產生二次污染、投資省、運行成本低、操作簡單、管理方便的特點，符合“低碳經濟”的要求，為解決沈陽市乃至遼寧省農村地區的污水處理設施剩余污泥的最終處置問題提供了安全、環保、生態利用的新途徑。

參考文獻

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