“十四五”规划以来,我国城镇化水平日益提高,市政污水厂处理污水量不断攀升,随之而来的污泥产量也在不断增加。现有的污泥调理方法存在着成本高、限制多、有污染等缺点,亟需一种低成本、适应广、无污染、效益好的污泥调理方法来改善污泥的脱水性能。本课题利用水蚯蚓对污泥的捕食作用来调理污泥,考察调理过程对污泥脱水性的改善效果以及对重金属的富集能力,同时探究水蚯蚓调理过程对丝状菌群落结构的影响及促进污泥脱水的作用机理,并对水蚯蚓生物调理过程进行重金属风险评估和经济可行性分析。经过条件优化实验得到最佳捕食周期为四天,最优污泥浓度为5000 mg/L。在此条件下,污泥脱水性得到明显改善,污泥毛细吸水时间降低率为21.23%,污泥比阻降低率为48.95%,污泥的丝状菌长度/污泥絮体面积降低率为59.49%。经过水蚯蚓生物调理之后,各浓度污泥相中的铜、锌、镉、铬、铅都有不同程度的迁移,大部分重金属被水蚯蚓吸附,迁移至水蚯蚓体内。水蚯蚓生物调理过程机理分析表明,经过调理后,污泥絮体破碎,污泥中胞外聚合物和微生物细胞内的蛋白质和多糖等物质溶出并被水蚯蚓捕食,粘性物质减少,污泥粘度降低,结合水释放并转化为自由水,同时,丝状菌数量减少,种群丰度降低,Zeta电位绝对值减小。在丝状菌等的作用下,污泥絮体变得更加集聚,污泥中位粒径变大,从而使得污泥脱水性能得到明显提升。整个调理过程分为两步,第一步是水蚯蚓捕食作用破碎污泥絮体,第二步是丝状菌作为骨架团聚污泥碎片。典型重金属对水蚯蚓的毒性与时间和浓度呈现正相关关系,水蚯蚓对重金属有一定的耐受性,能够在实际污泥调理系统中正常生长。经核算,水蚯蚓生物调理初次投加成本为419.24元/吨。由于水蚯蚓在污泥中能够保持一定的增长率,后期无需补加水蚯蚓,后续成本仅为2.74元/吨,远低于目前市面常见的调理方法。综上所述,水蚯蚓生物调理法成本低廉、效果明显,具有较好的应用前景。