收藏本站
《重庆大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

蚯蚓处理污水污泥工艺及蚯蚓粪土地利用研究

袁绍春  
【摘要】:随着城镇污水处理厂的大规模建设和投产,污泥产量大幅度增加。污泥处理处置的基本原则是减量化、无害化、稳定化和安全化,开发低碳环保的污泥处理处置技术是目前国内外污水处理行业的研究热点。本研究以污水污泥和秸秆(调理剂)为原料,采用好氧堆肥预处理+蚯蚓处理工艺对污泥进行稳定化和无害化处理,研究污泥性质变化规律及影响因素,并分析蚯蚓粪质量。然后开展蚯蚓粪土地利用中试研究,运用系统聚类和分类主成分分析法研究不同施用水平下土壤重金属总量、化学形态和迁移能力以及土壤酶活性的变化规律,综合评估重金属污染程度和潜在生态风险,得出合理的蚯蚓粪施用量。主要结论如下: ①好氧堆肥使污泥含水率和有机质含量分别由73.0%和44.6%降至52.1%和35.6%,污泥显著减容且病原体含量显著减少,为蚯蚓处理创造了良好条件。蚯蚓处理使污泥堆肥pH由7.4±0.2降至6.5±0.1,TOC由205.8±7.6g/kg降至154.7±13.1g/kg;EC(电导率)由1.16±0.10ms/cm升至1.40±0.12ms/cm,TN、TP和TK分别由13.1±0.7、12.5±0.3和2.7±0.2g/kg升至17.9±1.3、17.3±1.4和3.7±0.4g/kg,显著高于对照组。蚯蚓粪中碱解氮、速效磷和速效钾含量大幅度升高,C/N降至8.7±1.3,GI达到85%以上,无害化效果显著,其病原体和重金属含量符合我国园林绿化和土地改良的控制标准。ESEM分析显示,蚯蚓粪结构松散、孔隙率高、团粒结构丰富,说明蚯蚓处理显著提高了污泥的回收利用价值。 ②蚯蚓放养密度、物料含水率及二者的交互作用对蚯蚓处理效果存在显著影响,其影响作用大小依次为:放养密度>含水率>交互作用,其中,放养密度和含水率的影响占主导作用。蚯蚓处理污水污泥的最优工况为:放养密度2.5kg/m~2、物料含水率60%。 ③蚯蚓和微生物分解有机质的过程中存在质量损失,使重金属相对浓度升高,但重金属总量变化不大。蚯蚓粪中重金属的含量依次为:Zn>Cu>Pb>Cr>Ni>As>Cd>Hg,且大多以稳定性更高的可氧化态和残渣态形式存在,说明蚯蚓处理可促进重金属钝化/固化,降低其生物毒性。蚯蚓对Ni和Cd表现出较强的生物富集作用,平均富集系数分别为2.18和1.46,但蚯蚓对Zn和Cu的吸收能力更强,其平均吸收量分别达到472.37mg/kg和103.95mg/kg。 ④施用20-60t/hm~2的蚯蚓粪使土壤pH降低,TOC、TN、TP和TK分别由25.7±0.6、1.5±0.01、0.5±0.01和14.3±0.4g/kg升至52.7±6.6、2.0±0.2、0.7±0.1和16.4±0.8g/kg,蚯蚓粪中大量腐殖酸、磷酸盐、铵盐、钾盐及其他无机离子进入土壤是提高土壤肥力主要因素。 ⑤施用蚯蚓粪使土壤酶的整体活性水平显著升高,其中,过氧化氢酶和转化酶活性分别由9.5±0.1和1.6±0.1mL/g升至9.5±2.3和2.0±0.2mL/g,脲酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性分别由100.0±7.7、16.2±2.2和18.5±2.4μg/(g.h)升至115.5±15.3、28.7±6.2和31.8±4.7μg/(g.h),土壤养分含量增加和微生物活性增强是提高土壤酶活性的主要因素。在20-60t/hm~2的施用范围内,土壤酶具有较高的聚合性,芳基硫酸酯酶活性变化可以表征土壤氧化还原酶和水解酶活性的变化规律;Cu对过氧化氢酶活性具有明显的抑制作用,Cd对碱性磷酸酶活性具有一定的抑制作用,Zn对芳基硫酸酯酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性均表现为激活作用,且各种重金属对酶活性的影响程度随蚯蚓粪施用量的升高而增强。 ⑥在20-60t/hm~2的蚯蚓粪施用范围内,土壤重金属含量有所升高,但仍远低于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)的二级标准,且弱酸提取态和可还原态重金属含量无明显变化。土壤重金属在植株内的迁移能力依次为:Zn>Pb>Cu>Ni>Cd>As>Cr>Hg,其中,毒性较高的Hg、Cd和As的迁移系数均在0.4以下,迁移能力很低。土壤重金属具有良好的聚合性,可以使用Zn和Cu含量变化来表征大部分重金属的变化规律。 ⑦施用蚯蚓粪一年后,土壤重金属的潜在生态风险程度依次为:Cd>Hg>Cu>As>Pb>Ni>Zn>Cr,但总体处于较低水平,与对照组相比无明显变化;受供试土壤重金属背景值的影响,Cd是最主要的潜在生态风险贡献因子。当施用量≥50t/hm~2时,土壤受到轻度重金属污染。蚯蚓粪适用于碱性或弱碱性土壤,且不宜用于食物链植物,综合风险评价结果,提出合理的施用量为20-30t/hm~2。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 罗虹;刘鹏;宋小敏;;重金属镉、铜、镍复合污染对土壤酶活性的影响[J];水土保持学报;2006年02期
2 高定;郑国砥;陈同斌;刘斌;岳波;杜伟;;堆肥处理对排水污泥中重金属的钝化作用[J];中国给水排水;2007年04期
3 杨延梅,刘鸿亮,杨志峰,席北斗,张相锋;控制堆肥过程中氮素损失的途径和方法综述[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年02期
4 陈玲,赵建夫,李宇庆,C.Paul Lo,方萍,李季;城市污水厂污泥快速好氧堆肥技术研究[J];环境科学;2005年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭晓燕;袁玲;;重金属Pb、Cd在石灰性褐土上对小白菜生长及产量的影响[J];山东农业科学;2006年01期
2 王鹏;;有机生物活性肥料对土壤肥力、微生物及酶活性的影响[J];安徽农学通报;2006年12期
3 崔权仁,王世济,刘小平,刘国庆,朱怀邦,武家美;安徽省主要烟区土壤磷含量状况与烤烟合理施磷[J];安徽农业科学;2001年01期
4 朱林,彭宇,袁飞,张春兰;几种有机物料对连作黄瓜生长的影响[J];安徽农业科学;2001年02期
5 李孝良,汪建飞;营养条件对无土栽培生菜生长及养分吸收的影响[J];安徽农业科学;2003年05期
6 李万才,赵庚星;废水污泥对花生植物酶活性及其品质的影响[J];安徽农业科学;2005年05期
7 唐庆峰,吴振廷,金涛,王学林,吴尚澧;不同饲养基质对中华真地鳖生长发育的影响[J];安徽农业科学;2005年07期
8 梁运江;许广波;;水肥管理对辣椒枯萎病发生的影响[J];安徽农业科学;2005年11期
9 段素梅;黄义德;杨安中;朱小茜;郭静;;钼酸铵喷施时期和浓度对大豆生长·产量和品质的影响[J];安徽农业科学;2005年12期
10 谢嘉霖;刘荣华;叶启芳;曹维凑;徐秋华;;无土栽培基质电导率和pH值测定条件的研究[J];安徽农业科学;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张国良;戴其根;王建武;张洪程;霍中洋;凌励;王显;张军;;施硅量对粳稻产量和品质的影响[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年
2 刘世平;张洪程;戴其根;霍中洋;许轲;;稻麦两熟制不同耕作方式与秸秆还田周年生产力的综合评价[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年
3 叶功富;侯杰;张立华;卢昌义;陈胜;黄荣钦;;木麻黄-厚荚相思混交林的根际土壤养分和酶活性[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
4 陈胜文;林东教;罗健;刘士哲;;磁化活水对甜椒生长效应的初步研究[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
5 吕品;于志民;马献发;;腐植酸物质对盐碱化中低产田土壤理化性质及作物影响的研究[A];第五届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2005年
6 孙辉;唐亚;罗英;祝其丽;;珠穆朗玛峰北坡不同海拔高度土壤酶活性研究初报[A];第四次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2007年
7 王宗抗;张新明;缑武龙;赵兰凤;张志红;李华兴;;生物复混肥的速效氮磷钾养分释放规律研究[A];第四次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2007年
8 王纪华;沈涛;陆安祥;刘良云;马智宏;;田块尺度上土壤重金属污染地统计分析及评价[A];全国耕地土壤污染监测与评价技术研讨会论文集[C];2006年
9 张晓娟;;太谷县蔬菜及其相应土壤重金属污染调查与评价[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
10 刘红樱;陈德友;周雪梅;冯小铭;郭坤一;;成都地区土壤Hg分布特征及其影响因素分析[A];地球科学与社会可持续发展——2005年华东六省一市地学科技论坛论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱业先;红壤稻田脲酶研究[D];湖南农业大学;2000年
2 谷思玉;红松人工林土壤肥力的研究[D];东北林业大学;2001年
3 吴泓涛;北京市土壤和蔬菜重金属的区域分布与污染评价[D];西南农业大学;2001年
4 杨万勤;土壤生态退化与生物修复的生态适应性研究[D];西南农业大学;2001年
5 熊明彪;长期施肥条件下紫色土—小麦系统中钾素利用的研究[D];西南农业大学;2002年
6 张磊;稻田自然免耕体系土壤微生物及有机质周转研究[D];西南农业大学;2002年
7 李志辉;巨桉引种栽培及遗传多样性研究[D];中南林学院;2001年
8 张德罡;东祁连山杜鹃灌丛生态特征及受损恢复的研究[D];甘肃农业大学;2002年
9 于宁楼;九龙山不同森林类型立地长期生产力研究[D];中国林业科学研究院;2001年
10 楼一平;毛竹人工林持续立地生产力的研究[D];中国林业科学研究院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙;新型生态卫生设备的污染物降解和堆肥效果研究[D];西安建筑科技大学;2008年
2 李娟;生命微量元素硒环境营养背景研究[D];贵州师范大学;2000年
3 彭正萍;油菜施用腐植酸复合肥的综合效应与机理研究[D];河北农业大学;2001年
4 程东娟;冀西北高原土壤酶活性及肥力因素动态变化研究[D];河北农业大学;2001年
5 桑英;外源硒、碘在土壤中的转化及其对野生植物的施用效果[D];东北林业大学;2001年
6 蒋益民;湖南省酸雨的成因、危害和防治措施的初步研究[D];湖南大学;2001年
7 樊军;黄土高原旱地长期定位试验土壤酶活性研究[D];西北农林科技大学;2001年
8 李兆君;新型长效尿素对玉米的增产效应及其利用率的研究[D];山西农业大学;2001年
9 鲁萍;东北羊草草原主要植物群落土壤酶活性的研究[D];东北师范大学;2002年
10 薛生国;湘潭锰矿矿业废弃地生态恢复技术试验研究[D];中南林学院;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚庆茂;张志刚;;蚯蚓粪基质及肥料添加量对茄子穴盘育苗影响的试验研究[J];农业工程学报;2005年S2期
2 张余良;孙长载;;几种不同组合蚯蚓粪复合有机肥的效果试验[J];天津农业科学;2006年01期
3 薛进军;林森业;邓立宝;劳泰雷;;蚯蚓粪对龙眼断根生长及根际环境的影响[J];中国农学通报;2006年10期
4 李录久,戚士胜,孙礼胜,孙义祥,李红松,许圣君;土壤硫肥力与作物硫营养研究进展[J];安徽农业科学;2003年02期
5 李许明;李福燕;郭彬;陈柳燕;漆智平;;蚯蚓对土壤重金属的影响[J];安徽农业科学;2007年13期
6 陈放鸣,李纯;土壤微生物活性对林地土壤磷有效性的影响[J];安徽农业大学学报;1993年04期
7 唐小辉,赵力;污泥处置国内外进展[J];环境科学与管理;2005年03期
8 贾振邦,汪安,吴平,张宝权,赵丽华;用脸谱图对太子河本溪市区段河流沉积物中重金属污染进行评价的研究[J];北京大学学报(自然科学版);1993年06期
9 贾振邦,于澎涛;应用回归过量分析法评价太子河沉积物中重金属污染的研究[J];北京大学学报(自然科学版);1995年04期
10 许景伟,王卫东,李成;不同类型黑松混交林土壤微生物、酶及其与土壤养分关系的研究[J];北京林业大学学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 黄雅曦;城市污水污泥重金属控制机理及堆肥利用的研究[D];中国农业大学;2004年
2 赖启宏;珠江三角洲多目标区域地球化学生态环境评价[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
3 张敏;长江中下游浅水湖泊富营养化机制与重金属污染研究[D];中国科学院研究生院(水生生物研究所);2005年
4 吴军;生活垃圾填埋场腐殖垃圾腐殖质表征及重金属生物有效性初步研究[D];同济大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 周小飞;官厅水库底泥污染分析、评价与控制研究[D];华南热带农业大学;2002年
2 刘小丽;蚯蚓处理对城市污泥肥效及重金属生物有效性的影响[D];华中农业大学;2003年
3 杨锚;不同氮钾肥对铅镉污染土壤铅镉有效性的影响[D];华中农业大学;2004年
4 荆国芳;奶牛粪木渣堆肥中试研究[D];南京农业大学;2004年
5 黄红丽;堆肥中木质素的生物降解及其与腐殖质形成关系的研究[D];湖南大学;2006年
6 张格红;城市污水处理厂污泥中温两相厌氧消化及资源化的研究[D];长安大学;2006年
7 吕桂军;盐碱土壤中根系分区交替灌溉条件下水盐运动研究[D];西北农林科技大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林克惠;;施用污水污泥土壤中重金属的形态[J];农业环境与发展;1985年01期
2 刘庆余;蔡晓冬;;污水污泥的生物处理研究及其展望[J];环境科学进展;1995年03期
3 M.L.Berrow;W.M.Stein;谢长生;;用王水回流提取土壤和污水污泥中的金属[J];地球与环境;1984年04期
4 刘文国;武勇;徐旭忠;;我国城市污泥处理“不设防”[J];环境经济;2006年04期
5 余杰;田宁宁;;我国污泥处理处置有关政策探讨分析[J];中国建设信息(水工业市场);2009年03期
6 马承愚;赵晓春;朱飞龙;郭凯琴;吴荣霞;;污水处理厂污泥超临界水氧化处理及热能利用的前景[J];现代化工;2007年S2期
7 张振涛;王传奇;徐东;;污水污泥处理处置的新思想[J];科技导报;2010年22期
8 黄雅曦,李季,李国学;污泥处理与资源化利用现状分析[J];农业环境科学学报;2003年06期
9 何品晶,邵立明,宗兵年;污水厂污泥综合利用与消纳的可行性途径分析[J];环境卫生工程;1997年04期
10 ;重庆园科所污泥处理新技术投产应用[J];园林科技;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王贤圣;王林;;我国城镇污水处理厂污泥处理处置工作中存在的主要问题与对策初探[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 唐建国;;城镇污水处理厂污泥处理和处置的关系[A];2009(上海)水业热点论坛——中国污水处理厂污泥处理处置论文集[C];2009年
3 张健;;污泥处理过程中的物质与能量流分析[A];2007水业高级技术论坛论文集[C];2007年
4 唐建国;;城镇污水处理厂污泥处理和处置的关系[A];2009水业高级技术论坛论文集[C];2009年
5 张健;章菁;U.Leidel;高世宝;;污泥加钙二级处理的工艺基础与应用[A];2009(上海)水业热点论坛——中国污水处理厂污泥处理处置论文集[C];2009年
6 翁焕新;马学文;苏闽华;孙峰;;利用烟气余热无害化、减量化、资源化处理印染污泥[A];2009(上海)水业热点论坛——中国污水处理厂污泥处理处置论文集[C];2009年
7 赵俊学;李小明;曾媛;李菲;;冷轧不锈钢板带生产过程酸洗污泥的处理与利用[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(下册)[C];2010年
8 汪立飞;;郑州市污泥处理处置技术路线探讨[A];生物质能源开发应用与固废污染控制——四川省环境科学学会固体废物处理专业委员会2010年度学术交流会论文集[C];2010年
9 胡维杰;;上海市白龙港污泥处理工程污泥液、回用水处理系统工艺技术[A];2010年全国给水排水技术信息网年会论文集[C];2010年
10 王煦;;污泥改性深度脱水推进资源化利用[A];生物质能源开发应用与固废污染控制——四川省环境科学学会固体废物处理专业委员会2010年度学术交流会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周兆木;杭州大力推进污泥处理处置工作[N];中国建设报;2010年
2 张春明 朱忠达 李波;低碳和谐 污泥化作护花春泥[N];中国建设报;2010年
3 记者 杨永芹;破解污泥处理题[N];重庆日报;2005年
4 钱江;杭州污泥处理技术通过鉴定[N];中国建材报;2009年
5 记者 彭磊 实习生 栾方 通讯员 胡信;年内,让污泥变沃土[N];湖北日报;2010年
6 通讯员 刘莉娅 记者 肖琼;污泥有望变水泥[N];黄石日报;2010年
7 本报记者 吴金慧;化工行业应为污泥处理找出路[N];中国化工报;2010年
8 记者 赵维光;可年处理有害污泥54万吨[N];文汇报;2010年
9 本报记者 蔡新华;污泥转为全封闭处理[N];中国环境报;2010年
10 记者 孙刚 苏晓梅;新鲜!污泥里面提取蛋白[N];天津日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁绍春;蚯蚓处理污水污泥工艺及蚯蚓粪土地利用研究[D];重庆大学;2012年
2 刘亮;污泥混煤燃烧热解特性及其灰渣熔融性实验研究[D];中南大学;2011年
3 罗晖;污水污泥页岩建筑材料制备与性能研究[D];重庆大学;2010年
4 吕健;纸浆污泥纤维素酶水解糖化与增效工艺及机理的研究[D];华南理工大学;2010年
5 李钢;市政污泥热解减排技术的研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
6 杨晓;基于节能减排的改良型氧化沟流场优化与污泥制备建材的探索[D];华中科技大学;2010年
7 相玉琳;~60Coγ-ray/H_2O_2法与化学法对污泥蛋白发泡液性能的改善研究[D];天津大学;2011年
8 李昂;污泥吸附除磷脱氮工艺及其数学模型研究[D];中国矿业大学;2010年
9 邓文义;污泥间接式干化机理及处置过程中污染物排放特性研究[D];浙江大学;2009年
10 张弛;复合硫杆菌与MT基因工程菌对污泥重金属的联合生物淋滤[D];太原理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽芳;生物淋滤法去除污泥中重金属的动态试验研究[D];太原理工大学;2010年
2 岳燕飞;污水污泥外掺页岩粉煤灰改性及陶粒制备[D];重庆大学;2010年
3 费云舟;污泥污染土壤中接种AM真菌对紫云英生长及重金属吸收的影响[D];华中农业大学;2010年
4 司建伟;小球藻处理生活污水及污泥提取液的试验研究[D];南华大学;2010年
5 张灿;紫穗槐幼苗在污泥影响下的生理特征与重金属吸收特征研究[D];北京林业大学;2011年
6 康少杰;污泥农用对作物生长和土壤重金属累积影响的研究[D];山东农业大学;2011年
7 郭幸丽;污泥溶胞一水解酸化-CAS减量工艺中试设计及研究[D];天津大学;2010年
8 陈月华;生物毒性测试法的研究与应用[D];西南大学;2010年
9 韩术鑫;新型填料—污泥粉煤灰陶粒在生物滤池中处理合成废水的效果研究[D];山东大学;2010年
10 高明;壳聚糖接枝共聚污泥脱水剂的制备及污泥脱水性能[D];哈尔滨工业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026