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近年来,伴随着我国城市规模的快速扩张,城市污水处理厂的污水处理容量大幅增长,生活污水在城市污水处理厂得到了净化,而其中的各自污染物大部分遗留在污泥中,污泥成了污水中各种污染物的“收容所”。作为污水处理的副产品——污泥,正在成为新的环境隐患。科学处理和合理利用污泥是目前城市污水处理的最后一环,也是亟待解决的关键问题。论文依托四川省环境科学研究院承担的《四川省城市生活污水处理厂污泥特性及实用处置技术研究》课题,探索和研究城市生活污泥处理处置工艺技术中利用污泥养殖蚯蚓过程中重金属元素迁移转化规律。利用污泥养殖蚯蚓,此过程不但能饲养出有经济价值的蚯蚓成品,而且蚯蚓具有很强的消化能力,它在酶类和好氧微生物的协同代谢作用下,通过砂囊、消化道对污泥进行分解、转化,消耗污泥中的有机质,排出酸碱中性、水气调和、孔隙率高的具团粒结构的蚯蚓粪,使污泥脱水化、稳定化、除臭化、无害化、资源化。在这个转化过程中,重金属元素在污泥处理前后不同样品中的变化规律对于该项技术的实际应用有重要评价作用。论文在前人研究的基础上,通过实地采样、和实验分析,查明了成都市周边八处生活污水处理厂的污泥样品中重金属元素的特征,对比研究了两处实验区所用污泥样品处理前后的重金属元素变化规律,探讨了蚯蚓在不同生理阶段体内重金属元素含量以及吸收富集规律,并进行了质量评价。通过研究,取得以下成果和认识:1、污泥样品的pH值介于5.62至6.71,有机质平均含量为46%,污泥样品中重金属元素的变异系数大小关系为:Zn>Cu>Cr>Pb>Ni>Cd>As>Hg。各污水处理厂的污泥重金属含量变化较大,与城市规划布局差异和环境背景有关,龙泉驿区的多家电镀企业和双流的皮革染料企业,可能是导致Zn、Cr等重金属元素含量在辖区污水处理厂产生的污泥中偏高的原因。2、参照《城镇污水处理厂污泥处置农用污泥》(CJ/T309-2009)标准,W01(双流1)、W02(双流2)、W04(成都市)、W05(郫县)、W07(德阳)六个样品的污泥可以满足B级农用污泥标准,W03(温江)、W06(金堂)和Ws(双流实验区)样品的污泥重金属含量满足表可以满足A级污泥标准进行农用,Wj(温江实验区)污泥样品重金属含量不满足农用污泥的标准,只能作为园林绿化使用;W08(龙泉驿)污泥Zn含量过高,不能进行土地利用。处理后的蚯蚓粪Fj、Fs的pH值上升,有机质含量下降,重金属元素含量明显降低,两处样品中重金属元素含量都满足农用A级污泥标准,且重金属含量大幅低于标准中的限值。3、污泥样品中重金属元素Hg、Pb、As、Cr的化学形态分布以残渣态为主,生物可利用性差。而Zn、Ni、Cd元素的化学形态中水溶态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态占比较高,生物可利用性较好。在利用蚯蚓处理后,Cd、Pb、Cu的生物可利用性有所增强,As、Hg、Cr、Zn的变化不明显,其中As、Hg、Cr的仍然以残渣态为主,生物可利用性低。4、污泥和蚯蚓粪中各重金属元素的潜在生态风险危害程度从大到小依次为:Cd>Cu>Hg>As>Zn>Pb>Ni>Cr。处理前的污泥潜在生态风险危害为很强或中等。处理后蚯蚓粪的潜在生态风险危害降为轻微。对潜在生态危害指数(RI)的值贡献较大的是Cd、Hg。结合重金属元素含量及化学形态特征,污泥和蚯蚓粪中的Cd因其含量高、生物可利用性强、潜在生态危险性大,是最应重视的重金属元素。5、利用蚯蚓处置污泥过程中,相比蚯蚓粪中重金属的含量,蚯蚓对Cd、Pb表现出了生物富集作用,蚯蚓对污泥中各种重金属元素吸收能力从强到弱依次为:Cd>Pb>As>Hg>Cu>Zn>Ni>Cr。在蚯蚓的成长过程中(幼蚓-若蚓-成蚓)重金属元素含量总体逐渐升高。若蚓-成蚓期的蚯蚓对Zn吸收速率相比幼蚓-若蚓期增高,而对Pb和Cr的吸收速率略有降低。