污泥是一种有机固体废弃物,蚯蚓堆肥可以在一定程度对其进行资源化利用,目前污泥的蚯蚓堆肥多集中在生活污泥对工业污泥的研究较少。本研究以安徽某钢铁污水处理站污泥为例,在污泥中添加2%、4%和8%的生物炭(稻壳炭、竹炭、秸秆炭),采用添加生物炭好氧堆肥以及蚯蚓-生物炭联合污泥堆肥,探索蚯蚓与生物炭炭联合堆肥对工业污泥中重金属形态和生物有效性的影响。对堆肥后各实验组有机质、pH、电导率(EC)、营养元素和重金属等指标进行检测分析,比较添加不同生物炭后污泥处理效果,为蚯蚓处理污泥的应用提供一定的基础数据和参考,结论如下:(1)生物炭联合污泥好氧堆肥能增加污泥pH、EC、TP、TK和降低TOC、TN,而蚯蚓联合生物炭堆肥污泥可增加TN,并进一步增加污泥EC、TP、TK,显著降低污泥的pH、TOC。无论是好氧堆肥还是蚯蚓堆肥中稻壳炭、竹炭和秸秆炭中最适宜的比例为4%、8%和2%,同时在相同堆肥条件下添加竹炭的堆肥效果要优于稻壳炭,最后是秸秆炭。(2)添加生物炭好氧堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd浓度因浓缩效应呈现上升,好氧堆肥中DTPA提取的有效态重金属浓度随生物炭比例的增加不断下降。而蚯蚓联合生物炭堆肥,重金属浓度显著下降,添加4%稻壳炭时,重金属Zn、Cu、Pb、Cd 浓度达到最小值,分别为 856.64、137.10、158.92、15.48mg·kg-1。添加8%竹炭时,重金属Zn、Cu、Pb、Cd浓度达到最小值,分别为954.95、146.97、155.61、15.73mg·kg-1。添加2%秸秆炭时,重金属Zn、Cu、Pb、Cd浓度达到最小值,1084.23、162.25、166.05、17.483mg·kg-1。与对照组比较,蚯蚓堆肥重金属浓度降低的比例依次为Zn>Cu>Cd>Pb,稻壳炭、竹炭和秸秆炭比例为4%、8%和2%时蚯蚓与生物炭协同作用最强,DTPA提取的有效态重金属浓度最低。(3)实验结束后,与对照组S 比较添加生物炭导致好氧堆肥处理组中重金属交换态和碳酸盐结合态随着生物炭比例增加下降,残渣态有所上升。蚯蚓-生物炭联合堆肥重金属交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机结合态均向残渣态转化。添加4%稻壳炭、添加8%的竹炭以及2%的秸秆炭时蚯蚓活性相对强于其他比例,对降低重金属的迁移性有着促进作用,同时对比几种生物炭的堆肥处理结果发现对重金属的钝化效果竹炭>稻壳炭>秸秆炭。(4)实验后堆肥中重金属进行风险评估,无论是潜在风险评价还是RAC评估蚯蚓堆肥的重金属风险性都低于好氧堆肥,添加生物炭-蚯蚓联合堆肥其潜在生态风险均下降。在RAC评估中添加4%稻壳炭、8%竹炭和2%秸秆炭风险性最低,重金属Cd的生态风险高风险将为中等风险,Zn、Cu和Pb由中等风险将为低风险,比较几种生物炭蚯蚓堆肥最佳比例的RAC值可以看出添加竹炭的处理效果要优于稻壳炭,最次是秸秆炭。图[17]表[18]参[136]