垂直流濕地接種蚯蚓對(duì)剩余污泥中有機(jī)物的去除效果*

楊 競(jìng) 桑春雷 黃 魁

(1.蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省黃河水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070)

剩余污泥是指活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或初次沉淀池)排出系統(tǒng)外的活性污泥。據(jù)預(yù)計(jì),2025年以后,我國(guó)污泥年產(chǎn)量將突破6 000萬(wàn)t(以含水率80%計(jì))[1]。剩余污泥除了含有大量有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還含有重金屬、病原微生物等有毒有害物質(zhì),若對(duì)其處理不當(dāng),既對(duì)環(huán)境和社會(huì)造成危害,也是種資源浪費(fèi)。現(xiàn)有的剩余污泥處理方法中濃縮和脫水過(guò)程成本高昂,其產(chǎn)生的污泥仍需要后期處置[2]。鑒于農(nóng)村地區(qū)的分散式污水處理設(shè)施和小城鎮(zhèn)的小型污水處理廠無(wú)法承擔(dān)污泥脫水和處置裝置的昂貴成本,剩余污泥的傳統(tǒng)處理和處置方法可能不適用于農(nóng)村地區(qū)或小城鎮(zhèn)[3]。因此,迫切需要尋找一種適用于農(nóng)村或小城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效的剩余污泥處理處置技術(shù)。

表1 剩余污泥理化性質(zhì)Table 1 Physicochemical parameters of excess sludge

人工濕地是一種低能耗、可持續(xù)、環(huán)境友好的污泥處理方式[4]。垂直流人工濕地的污染物去除效率較高[5]。但是剩余污泥進(jìn)入垂直流人工濕地后易堵塞基質(zhì),制約了該技術(shù)的發(fā)展[6]。已有研究表明,蚯蚓能夠通過(guò)生物擾動(dòng)緩解蚯蚓濾池處理污水和污泥時(shí)的堵塞問(wèn)題[7]。由于垂直流濕地堵塞常與剩余污泥中有機(jī)絮體和顆粒物的降解與轉(zhuǎn)化有關(guān)[8],有必要探討引入蚯蚓后的垂直流濕地(稱(chēng)為蚯蚓垂直流濕地)對(duì)剩余污泥中有機(jī)物的去除效果。然而,目前對(duì)此研究鮮有報(bào)道。

因此,本研究在垂直流濕地中接種兩種不同密度蚯蚓,旨在探明蚯蚓垂直流濕地對(duì)剩余污泥中有機(jī)物的去除效果與機(jī)理,為蚯蚓垂直流濕地的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

采用蘭州市七里河污水處理廠剩余污泥(含水率為99.5%),為保證污泥的新鮮度,每?jī)商烊?次泥,剩余污泥的理化性質(zhì)見(jiàn)表1。赤子愛(ài)勝蚓(Eiseniafoetida)為實(shí)驗(yàn)蚓種,適應(yīng)性強(qiáng),繁殖率高,飼養(yǎng)廣泛,適合生活在5～25 ℃、相對(duì)濕度60%～80%、pH 5.0～9.0的環(huán)境中,常用于處理污泥[9]。選用具有耐寒耐旱等特征的菖蒲(AcoruscalamusL.)為濕地植物。選用12～16 mm粒徑的陶粒為濕地濾料層上層,3～5 mm粒徑的麥飯石為濾料層下層,陶粒和麥飯石購(gòu)于蘭州市和平鎮(zhèn)鮮花港。選用經(jīng)蚯蚓堆肥后的污泥蚯蚓糞作為基床。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置選用聚乙烯材料的塑料桶,塑料桶為正方體,邊長(zhǎng)20 cm,高55 cm,至上而下分別是蚯蚓糞層、濾料層和集水層。其中蚯蚓糞層覆蓋10 cm厚的污泥蚯蚓糞作為基床,接種隨機(jī)挑選的健康且有活力的蚯蚓,并在基床上種植菖蒲。濾料層分為兩部分,上部為15 cm厚的陶粒層,下部為5 cm厚的麥飯石層,并在濾料層接種蚯蚓。集水層底部密封防泄漏,側(cè)壁開(kāi)孔以避免形成缺氧環(huán)境。裝置中蚯蚓糞層和濾料層底部均留有供滲濾液流動(dòng)的小孔。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 蚯蚓垂直流濕地裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of earthworm-constructed vertical flow (EVF)

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

考慮到不同蚯蚓密度對(duì)剩余污泥有機(jī)物去除的影響,設(shè)高密度和低密度蚯蚓垂直流濕地。其中高密度蚯蚓垂直流濕地接種密度為蚯蚓糞層2 520條/m2(約101條),濾料層1 080條/m2(約44條)；低密度蚯蚓接種密度為蚯蚓糞層840條/m2(約34條),濾料層360條/m2(約15條)。菖蒲接種密度為100株/m2(約4株)。

實(shí)驗(yàn)在15～30 ℃下進(jìn)行,初期預(yù)運(yùn)行時(shí)間為10 d,實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間為20 d。進(jìn)泥方式為間歇進(jìn)泥,由頂部均勻投加,約隔2 d投加1次,進(jìn)泥量定為600 mL/次。約隔2 d收集集水層出水水樣。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后分別隨機(jī)選取蚯蚓糞層、陶粒層和麥飯石層的樣品,所有樣品存于-20 ℃的冰箱中,供后續(xù)指標(biāo)測(cè)定。

1.4 測(cè)試方法

TS采用稱(chēng)重法測(cè)定；COD、氨氮采用多參數(shù)水質(zhì)分析儀(CNPN-7SⅡ)測(cè)定；總氮(TN)參照堿性過(guò)硫酸鉀消解—紫外分光光度法測(cè)定；總磷(TP)采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定。特征紫外吸光度(SUVA254)由254 nm處的吸光度(UV254)除以溶解性有機(jī)碳(DOC)得出；其中UV254采用紫外—可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-3100)測(cè)定；DOC將混合液(干樣∶水=1 g∶50 mL)過(guò)0.45 μm濾膜,稀釋10倍后用總有機(jī)碳儀(Multi N/C 2100,德國(guó))測(cè)定。三維熒光測(cè)試采用熒光分光光度計(jì)(F-7100)。具體測(cè)試操作參照文獻(xiàn)[10]。

稱(chēng)取一定量濾料浸泡于100 mL純水中充分?jǐn)嚢?使其上附著的生物膜溶于純水,溶解后水樣進(jìn)行脫氧核糖核酸(DNA)提取。實(shí)驗(yàn)中各組樣品DNA用DNeasy?Power Soile?Kit(QIAGEN,德國(guó))試劑盒提取。采用熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)儀(TAKARATP700,日本)對(duì)細(xì)菌16S rDNA數(shù)量進(jìn)行測(cè)定。16S rDNA正向引物序列為5’-CCTAYGGGRBGCASCAG-3’,反向引物序列為5’-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3’。PCR反應(yīng)條件為：95 ℃預(yù)變性3 min,95 ℃變性30 s,57 ℃退火30 s,72 ℃延伸40 s,32個(gè)循環(huán)。25 μL的熒光定量PCR體系為：12.5 μL的熒光染料TBGreen Premix Ex Taq Ⅱ(Tli RNaseH Plus),20 mol/L上下游引物各0.5 μL,DNA模板1 μL,無(wú)外源DNA超純水10.5 μL。PCR產(chǎn)物純化后,用Mighty TA-cloning Kit試劑盒(TAKARA,日本)及E.coliDH5α Competent Cells試劑盒(TAKARA,日本)連接轉(zhuǎn)化后提取質(zhì)粒作為標(biāo)準(zhǔn)品,其質(zhì)量濃度用NanoDrop One超微量分光光度計(jì)(Thermo Fisher,美國(guó))測(cè)定?？寺≥d體為pUC19 (GenBank檢索號(hào)為M77789)。用無(wú)外源DNA超純水作為陰性對(duì)照,每個(gè)樣品做兩次重復(fù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 蚯蚓垂直流濕地對(duì)剩余污泥中各污染物的去除效果

由圖2(a)可見(jiàn),蚯蚓垂直流濕地的TS去除率為54.17%～84.13%,其中高、低密度蚯蚓垂直流濕地對(duì)污泥TS的平均去除率分別為66.59%和62.81%。項(xiàng)亮等[11]研究發(fā)現(xiàn)采用蚯蚓生物濾池處理剩余污泥的懸浮物(SS)平均去除率為47.1%,可揮發(fā)懸浮物(VSS)平均去除率為55.2%。蔣錦洲等[12]8采用蚯蚓生物濾池處理剩余污泥的SS和VSS平均去除率分別為54.78%和57.24%。董夢(mèng)珂等[13]1162-1163采用蚯蚓人工濕地處理剩余污泥的揮發(fā)性固體(VS)平均去除率為58.7%～61.4%。本實(shí)驗(yàn)蚯蚓垂直流濕地對(duì)TS的去除效果相對(duì)于蚯蚓濾池較優(yōu),這與蚯蚓垂直流濕地中植物根系對(duì)有機(jī)物的截留作用有關(guān)。高密度蚯蚓垂直流濕地TS平均去除率比低密度蚯蚓垂直流濕地提高6.02%(P<0.05),表明高密度蚯蚓有助于提升剩余污泥中TS的去除效果。蚯蚓的活動(dòng)使污水及污泥固體顆粒物的比表面積增大,并改善污水及污泥固體顆粒物結(jié)構(gòu),進(jìn)而提升基質(zhì)對(duì)有機(jī)物的吸附能力[14]。蚯蚓通過(guò)吞食截留吸附在填料上的TS,使得濾料表面的生物膜保持較好的生物活性和比較穩(wěn)定的TS處理能力。

圖2 蚯蚓垂直流濕地對(duì)剩余污泥TS和COD的去除率Fig.2 TS and COD removal rates of excess sludge in EVF

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)泥的COD平均質(zhì)量濃度為4 764.38 mg/L,蚯蚓垂直流濕地的COD去除率為71.11%～98.47%,其中高、低密度蚯蚓垂直流濕地的COD平均去除率分別為89.88%和84.13%(見(jiàn)圖2(b))。陳金發(fā)[15]研究人工濕地處理高濃度畜禽廢水時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)進(jìn)水COD為1 176～2 365 mg/L時(shí),COD平均去除率為50%～74%。相比該研究,本研究蚯蚓垂直流濕地對(duì)高濃度COD有較優(yōu)的去除效果。鄧玉等[16]發(fā)現(xiàn)利用蚯蚓接種密度為2.48、4.97、7.45 g/L的蚯蚓生態(tài)濾池處理畜禽廢水,對(duì)COD的平均去除率分別為32.5%～61.48%、46.03%～72.02%以及56.86%～75.53%；且隨著蚯蚓接種密度的增加,COD的平均去除率提高。這一結(jié)果與本研究相似。高密度蚯蚓垂直流濕地對(duì)污泥COD的去除率較低密度蚯蚓垂直流濕地提高6.83%(P<0.05),說(shuō)明蚯蚓密度會(huì)影響COD去除率[17],高密度蚯蚓垂直流濕地有助于提升剩余污泥COD的去除效果。蚯蚓垂直流濕地對(duì)剩余污泥中COD的去除主要是微生物的降解和蚯蚓的攝食作用,蚯蚓通過(guò)吞食截留吸附在基質(zhì)上的有機(jī)物,將不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶性有機(jī)物,供微生物降解。且蚯蚓通過(guò)掘洞等活動(dòng)增強(qiáng)了濕地曝氣的能力[18],促進(jìn)好氧微生物的活性,從而提高COD去除率[19]。

進(jìn)泥氨氮平均值為4.31 mg/L,蚯蚓垂直流濕地的氨氮去除率為62.65%～86.57%,其中高、低密度蚯蚓垂直流濕地氨氮平均去除率分別為71.70%和78.40%(見(jiàn)圖3(a))。梁建軍等[20]采用蚯蚓生物濾池處理農(nóng)村生活污水,氨氮去除率為61.19%。陳少華[21]采用蚯蚓生物濾池處理生活污水,氨氮去除率為57.9%。吳敏等[22]采用蚯蚓生物濾池處理污泥,氨氮的平均去除率為61.76%。與此前研究對(duì)比,本研究采用蚯蚓垂直流濕地處理剩余污泥,對(duì)氨氮的去除效果較優(yōu)。污泥中的氨氮進(jìn)入系統(tǒng)后,容易被植物根系和填料吸附截留,在好氧環(huán)境下,硝化細(xì)菌可將其轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,實(shí)現(xiàn)基質(zhì)和微生物對(duì)氨氮協(xié)同去除。本研究表層填料采用蚯蚓糞,不僅可以吸附氨氮,而且由于蚯蚓糞中的微生物具有較高的活性,能促進(jìn)有機(jī)氮的氨化作用和氨氮的硝化作用。同時(shí)蚯蚓在濕地中的穿梭覓食,不僅能疏通填料,還能增加濕地中氧含量,從而為氨氮的硝化創(chuàng)造更好的條件。WANG等[23]發(fā)現(xiàn),隨著蚯蚓接種密度的增加,蚯蚓生態(tài)濾池處理城市廢水的氨氮去除率升高。本研究低密度蚯蚓垂直流濕地的氨氮平均去除率較高密度蚯蚓垂直流濕地提升9.34%(P>0.05)。這可能是因?yàn)轵球痉置诘酿ひ汉写罅堪钡?使高密度蚯蚓垂直流濕地氨氮含量升高。蘭詩(shī)劼[24]探究蚯蚓黏液對(duì)城鎮(zhèn)污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)添加蚯蚓黏液的污泥氨氮含量升高,致使污泥的氨化進(jìn)程提前。

圖3 蚯蚓垂直流濕地對(duì)剩余污泥氨氮和TP的去除率 Fig.3 Ammonia nitrogen and TP removal rates of excess sludge in EVF

進(jìn)泥TP平均值為44.66 mg/L,蚯蚓垂直流濕地的TP去除率為57.15%～85.63%,其中高、低密度蚯蚓垂直流濕地對(duì)TP的平均去除率分別為75.33%和73.48%(見(jiàn)圖3(b))。MIITO等[25]采用蚯蚓生物濾池處理乳制品廢水,TP平均去除率為48%。WANG等[26]采用蚯蚓生物濾池處理生活污水,TP平均去除率為38.6%。郭一令等[27]采用蚯蚓生物濾池處理小城鎮(zhèn)污泥,TP平均去除率為26.5%。與此前研究對(duì)比,本研究采用蚯蚓垂直流濕地處理剩余污泥,TP去除效果較優(yōu)。高密度蚯蚓垂直流濕地的TP平均去除率與低密度蚯蚓垂直流濕地?zé)o顯著差異(P>0.05)。根據(jù)SINGH等[28]的研究,TP減少主要是由于過(guò)濾介質(zhì)表面的吸附作用和聚磷菌的攝磷。

如圖4(a)所示,濕地進(jìn)泥DOC平均值為112.25 mg/L。高、低密度蚯蚓垂直流濕地出水DOC較進(jìn)泥分別降低了79.91%和74.91%(P<0.05),高密度蚯蚓垂直流濕地出水DOC平均值比低密度蚯蚓垂直流濕地顯著降低(P<0.05)。有研究表明,蚯蚓有助于將污泥中不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微生物可直接利用的可溶性有機(jī)物,同時(shí)蚯蚓選擇性攝食生物膜上的衰亡細(xì)菌使生物膜上微生物能夠保持較高的活性,從而可進(jìn)一步利用DOC[29]5-6。而低密度蚯蚓垂直流濕地內(nèi)部有機(jī)物處于未完全降解狀態(tài),因而出水DOC含量略高。

圖4 蚯蚓垂直流濕地進(jìn)泥與出水DOC和SUVA254Fig.4 DOC and SUVA254 in influent and effluent of EVF

SUVA254可用來(lái)表示水樣中溶解性有機(jī)物的芳香性,其值越高,表明水樣更為穩(wěn)定而不易被微生物利用[30]。如圖4(b)所示,蚯蚓垂直流濕地進(jìn)泥SUVA254平均值為0.163 L/(mg·cm),高、低密度蚯蚓垂直流濕地出水SUVA254平均值分別為0.293、0.318 L/(mg·cm),相較于進(jìn)泥分別增加了79.75%和95.09%(P<0.05)。這可能是由于進(jìn)泥中腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)含量較少,在蚯蚓/微生物的協(xié)同作用下,濕地內(nèi)部的微生物利用DOC轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)類(lèi)大分子物質(zhì),使出水SUVA254升高,這進(jìn)一步說(shuō)明蚯蚓垂直流濕地可以顯著提升污泥的穩(wěn)定化效果。

2.2 蚯蚓垂直流濕地穩(wěn)定剩余污泥的機(jī)理

2.2.1 蚯蚓垂直流濕地不同層的有機(jī)質(zhì)累積率

由圖5可見(jiàn),高密度蚯蚓垂直流濕地的蚯蚓糞層、陶粒層以及麥飯石層有機(jī)質(zhì)累積率分別為14.42%、10.00%和25.58%,低密度蚯蚓垂直流濕地則分別為13.68%、7.06%和17.96%。高密度蚯蚓垂直流濕地蚯蚓糞層、陶粒層以及麥飯石層有機(jī)質(zhì)累積率較低密度蚯蚓垂直流濕地分別提升5.41%、41.64%和42.43%(P<0.05)?？梢?jiàn),高密度蚯蚓能夠顯著提升基質(zhì)對(duì)有機(jī)質(zhì)的截留效果。SINGH等[31]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓的排糞、鉆洞等活動(dòng)使污泥固體顆粒物的比表面積增大,并改善其結(jié)構(gòu),進(jìn)而提升基質(zhì)對(duì)有機(jī)物的截留吸附能力。通過(guò)剖析蚯蚓垂直流濕地不同層的有機(jī)質(zhì)累積率,發(fā)現(xiàn)兩組蚯蚓垂直流濕地的麥飯石層有機(jī)質(zhì)累積率均顯著高于蚯蚓糞層和陶粒層(P<0.05)。蔣錦洲等[12]8-9采用分別以瓷球、拉西環(huán)和陶粒為濾料的3組蚯蚓濾池處理剩余污泥,發(fā)現(xiàn)濾池持泥量均沿程減少,這與本研究結(jié)果相異,可能與實(shí)驗(yàn)條件及各層投放蚯蚓數(shù)量不同有關(guān)。蚯蚓利用一部分有機(jī)質(zhì)用于自身合成,另一部分有機(jī)質(zhì)則在蚯蚓的促進(jìn)作用下被微生物降解,相比麥飯石層，蚯蚓糞層和陶粒層有機(jī)質(zhì)消耗的速率大于有機(jī)質(zhì)累積的速率,因此蚯蚓糞層和陶粒層的有機(jī)質(zhì)累積率顯著低于麥飯石層。

圖5 實(shí)驗(yàn)?zāi)┢隍球敬怪绷鳚竦夭煌瑢佑袡C(jī)質(zhì)累積率Fig.5 Organic matter accumulation rate in different layers of EVF at the end of the experiment

2.2.2 蚯蚓垂直流濕地不同層的有機(jī)物結(jié)構(gòu)

如圖6所示,蚯蚓垂直流濕地蚯蚓糞層、陶粒層和麥飯石層截留有機(jī)物的三維熒光光譜中均有兩處熒光區(qū),分別對(duì)應(yīng)可溶性微生物副產(chǎn)物和Ⅱ類(lèi)芳香族蛋白質(zhì),均屬于類(lèi)蛋白物質(zhì)。與實(shí)驗(yàn)前相比,蚯蚓垂直流濕地各層截留的污泥有機(jī)物中可溶性微生物副產(chǎn)物和Ⅱ類(lèi)芳香族蛋白質(zhì)峰值均有所增加,這與剩余污泥中含有大量微生物和類(lèi)蛋白物質(zhì)有關(guān)[32]。高密度蚯蚓垂直流濕地的蚯蚓糞層與陶粒層的可溶性微生物副產(chǎn)物和Ⅱ類(lèi)芳香族蛋白質(zhì)峰值均顯著高于低密度蚯蚓垂直流濕地(P<0.05),而麥飯石層顯示出相反的結(jié)果。這說(shuō)明在蚯蚓糞層和陶粒層,高密度蚯蚓能夠顯著提升微生物活性,促進(jìn)有機(jī)物降解和轉(zhuǎn)化,使污泥快速達(dá)到穩(wěn)定；而在麥飯石層,麥飯石粗糙的表面使蚯蚓活動(dòng)受到抑制,蚯蚓與微生物的協(xié)同作用減弱。黃魁等[33]采用赤子愛(ài)勝蚓處理城市污泥,發(fā)現(xiàn)蚯蚓在前期能夠顯著提升脫氫酶的活性和細(xì)菌16S rDNA的豐度,從而加速有機(jī)物的降解。董夢(mèng)珂等[13]1163-1164的研究表明蚯蚓密度最高的污泥干化濕地對(duì)污泥的穩(wěn)定化效果最好,與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。

此外,在高、低密度蚯蚓垂直流濕地各層均檢測(cè)到類(lèi)腐殖酸。此前已有研究表明蚯蚓可以有效促進(jìn)微生物將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)[34]。其中,高密度蚯蚓垂直流濕地各層類(lèi)腐殖酸熒光峰值顯著高于低密度蚯蚓垂直流濕地(P<0.05)?？梢?jiàn),高密度蚯蚓垂直流濕地能夠促進(jìn)溶解性有機(jī)物向類(lèi)腐殖酸轉(zhuǎn)化。通過(guò)分析蚯蚓垂直流濕地不同層的類(lèi)腐殖酸熒光峰值,發(fā)現(xiàn)各層類(lèi)腐殖酸熒光峰值從上至下依次遞減,說(shuō)明蚯蚓糞層中溶解性有機(jī)物向類(lèi)腐殖酸轉(zhuǎn)化效果最好；同時(shí),蚯蚓糞中含有豐富的細(xì)菌、真菌等,進(jìn)一步促進(jìn)了有機(jī)物的轉(zhuǎn)化[35]。

圖6 實(shí)驗(yàn)?zāi)┢隍球敬怪绷鳚竦夭煌瑢尤S熒光光譜Fig.6 Three-dimensional fluorescence spectra of different layers of EVF at the end of the experiment

2.2.3 蚯蚓垂直流濕地不同層的細(xì)菌數(shù)量

如表2所示,低密度蚯蚓垂直流濕地在蚯蚓糞層、陶粒層以及麥飯石層細(xì)菌數(shù)量較高密度蚯蚓垂直流濕地分別提升了74.34%、64.76%和4.00倍(P<0.05)。這可能歸因于低密度蚯蚓垂直流濕地內(nèi)部有機(jī)物處于未完全降解狀態(tài),濕地內(nèi)部DOC含量較高密度蚯蚓垂直流濕地升高；DOC是微生物生長(zhǎng)的主要碳源和能源,微生物利用DOC進(jìn)行自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成。高密度蚯蚓促進(jìn)了微生物活性提高,加速了有機(jī)物的降解,濕地內(nèi)部DOC含量降低,細(xì)菌數(shù)量也因此減少。分析蚯蚓垂直流濕地不同層的細(xì)菌數(shù)量,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌總數(shù)從上至下依次減少(P<0.05),這可能與蚯蚓糞層的類(lèi)腐殖酸含量較高,有機(jī)物轉(zhuǎn)化效果更好有關(guān)。相關(guān)性分析數(shù)據(jù)表明(見(jiàn)表3),蚯蚓垂直流濕地各層細(xì)菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)累積率呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與類(lèi)腐殖酸物質(zhì)峰值呈顯著正相關(guān)(P<0.01)。HUANG等[29]7采用蚯蚓垂直流濕地處理剩余污泥,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌對(duì)污泥有機(jī)物的降解轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在濕地表層,表層的細(xì)菌數(shù)量顯著高于其他各層,本研究結(jié)論與之一致。

表2 實(shí)驗(yàn)?zāi)┢隍球敬怪绷鳚竦夭煌瑢拥募?xì)菌數(shù)量1)Table 2 Bacterial numbers in different layers in EVF at the end of the experiment

表3 蚯蚓垂直流濕地細(xì)菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)累積率、類(lèi)腐殖酸物質(zhì)峰值的相關(guān)性分析1)Table 3 Correlation analysis between bacterial quantity,organic matter accumulation rate and peak value of humus like substances in EVF

3 結(jié) 語(yǔ)

蚯蚓垂直流濕地可以有效穩(wěn)定地處理剩余污泥有機(jī)物,高密度蚯蚓垂直流濕地處理效果較優(yōu),能夠顯著提升基床對(duì)有機(jī)質(zhì)的截留效果。蚯蚓垂直流濕地能夠促進(jìn)污泥中溶解性有機(jī)物向類(lèi)腐殖酸物質(zhì)轉(zhuǎn)化,且有機(jī)物的降解轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在蚯蚓糞層。相比低密度蚯蚓垂直流濕地,高密度蚯蚓垂直流濕地更能提升污泥中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化效率。