竹浆造纸污泥蚯蚓生物处理的培养条件与重金属富集

第27卷第5期贵州大学学报(自然科学版)Vo.l27No.52010年�10月JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Oct.2010文章编号�1000-5269(2010)05-0113-04竹浆造纸污泥蚯蚓生物处理的培养条件与重金属富集�范�敏1,郭端华2,王�震3,赵柳军1,刘鸿雁1*(1.贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳550003;2.赤天化集团公司,贵州贵阳550001;3.贵州省农产品质量安全监督检验测试中心,贵州贵阳550004)摘�要:竹浆造纸污泥产生量大,处置成本高,利用蚯蚓处理造纸污泥是一种低成本的生物处理方法,利用蚯蚓对重金属的富集作用,还可以达到无害化的处理效果。本试验采用正交设计,研究湿度、接种密度、污泥厚度和处理时间对蚯蚓生长的影响。结果表明:造纸污泥蚯蚓生物处理的最佳培养参数为湿度85%,蚯蚓接种密度10条,污泥厚度6cm,处理天数60天,其中,污泥的湿度对蚯蚓的日增重倍数影响较大;蚯蚓能有效降低污泥中重金属Cd、Pb、Zn的含量,对Cu、Mn的影响效应不明显,处理后的造纸污泥重金属符合农用标准,可作为撑绿竹等造纸原料的有机肥源,实现造纸污泥的资源化。关键词:蚯蚓;竹浆造纸污泥;处理参数;重金属中图分类号:X705��文献标识码:A��世界造纸以木浆为主,木浆比重占95%[1]。而我国造纸用木材原料匾乏。随着现代制浆造纸技术的发展和应用,竹子制浆造纸具有巨大的发展潜力,有利于生态保护和西部开发[2]。本试验的研究对象为赤天化纸业集团公司竹浆造纸污泥。造纸污泥是造纸废水处理的最终产物,其产生量大,含一定的污染物。目前,造纸污泥约有70%-75%被填埋,约15%-20%被焚烧[3]。填埋的方式对环境的危害较大,焚烧处理成本高。近年来,污泥处理处置方式逐渐向污泥有效利用,实现资源化方向发展[4]。如将造纸污泥利用蚯蚓堆肥农用、制成建筑材料、工业原料,回收为生产原料等等[5]。其中,利用蚯蚓堆肥农用具有成本低、效率高,二次污染少等特点,特别是蚯蚓生物处理能够有效去除污泥中重金属含量,蚓粪作为肥料施用时能够减少土壤中重金属富集,降低环境风险[6]。因此是造纸污泥资源化发展的一个重要的方向。国外对蚯蚓处理造纸污泥进行了研究[7],并实现产业化,生产产物已经被广泛应用到农业生产中。以上研究多以木浆污泥为主,针对竹浆造纸污泥的特性,本试验研究蚯蚓生物处理的最适培养条件,研究参数包括温度、湿度、蚯蚓接种密度、污泥厚度等,同时研究蚯蚓对污泥中重金属的富集作用,为污泥农用,实现资源化提供科学依据和技术支撑。1�材料与方法1.1�试验材料1.1.1�试验污泥试验污泥取自贵州省赤天化集团纸业公司利用竹浆造纸污水处理后产生的剩余活性污泥,其含水率为85%左右,pH为中性,TC为31.35%,TN为1.52%,TP为0.59%.C�N为20.63,在蚯蚓处理污泥的适宜碳氮比内[8],不需再设置碳氮比。1.1.2�供试蚯蚓试验所用的蚯蚓(vermi)为日本大平二号蚯蚓,由贵州省赤天化集团公司提供的种蚯蚓,色泽红润、生长快、繁殖能力强。1.2�试验方法1.2.1�试验设计因为蚯蚓的生长对其周围环境(温度、湿度等因素)有一定的要求[9],采用单因素试验研究培养条件的参数范围[6],再根据单因素试验分析的结果,选择4个因素作为实验设计参数,即湿度、接种密度、污泥厚度、处理时间,每个因素四个水平。湿度为因素A,接种密度为因素B,厚度为C,处理时�收稿日期:2010-09-14基金项目:贵州省科技厅农业科技攻关项目(黔科合NY字[2009]3064)作者简介:范�敏(1983-),女,四川遂宁人,硕士研究生,研究方向:固体废弃物的处理与利用,Emai:lfm316@126.com.cn.*通讯作者:刘鸿雁,Emai:lre.hyliu@gzu.edu.cn.间因素为D,确定选用确定选用L16(45)正交表。选择日增长倍数作为分析评价指标。试验因素水平表确定如表1.1.2.2�试验步骤首先将污泥堆积发酵腐熟,其次按照正交表所设置的试验进行试验设置。共16个处理,每一处理设三个平行,共48组试验(每组干污泥量为60g).蚯蚓在盆中对污泥进行处理,此试验在室温下进行(辅有保温设施,温度在20�).表1�因素水平表水平因素ABCD175%10条3cm15天280%15条6cm30天385%20条9cm45天490%25条12cm60天1.3�测定方法1.3.1�取样与存样方法将盆中的样品缓慢倒出,仔细挑出成蚓、蚓茧和幼蚓,对成蚓进行记数和称重,对蚓茧和幼蚓进行记数。将未处理的污泥和处理好的污泥(蚓粪)进行风干,过2mm筛,贮存备用。1.3.2�测试指标与方法含水率:用烘干法来计算。5-10g新鲜