蚯蚓處理對(duì)兩種粒徑城市污泥水解酶活性的影響研究.pdf

1、污泥是污水處理后的另一大廢棄物，處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。蚯蚓處理污泥可以使污泥變廢為寶，實(shí)現(xiàn)污泥的利用價(jià)值。它是在蚯蚓和微生物的協(xié)同作用下分解污泥中的有機(jī)物，改善污泥性狀使其礦質(zhì)化，無害化。為使蚯蚓堆肥過程中，更好地適宜蚯蚓生活、提高降解速率，將污泥顆?；?，增加污泥與氧氣接觸面積，可使好氧堆肥充分，提高蚯蚓處理效率。污泥堆肥實(shí)質(zhì)是將污泥中各類有機(jī)物不斷水解使其小分子化，后續(xù)供微生物繼續(xù)氧化分解、吸收利用以達(dá)到其腐殖化的生化反應(yīng)過程。由于

2、這一過程中糖類、脂肪類、蛋白類等大分子有機(jī)物第一步的降解必須在微生物分泌的水解酶作用下進(jìn)行，因此研究水解酶活性的變化可以從本質(zhì)上揭示污泥降解的生化反應(yīng)機(jī)理，通過水解酶活性的變化規(guī)律可以推斷糖類、脂肪類、蛋白質(zhì)類大分子物質(zhì)在處理過程的礦質(zhì)化進(jìn)程和程度，對(duì)今后實(shí)現(xiàn)蚯蚓堆肥工業(yè)化、提高堆肥效率有重要的意義。
　　本研究以顆粒污泥為堆肥物料，將污泥制成兩種粒徑大小，利用蚯蚓處理污泥，系統(tǒng)地研究了堆肥過程中蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、脂肪酶、FD

3、A水解酶活性以及處理過程中，含水率、有機(jī)質(zhì)、電導(dǎo)率、pH、微生物量碳、水溶性有機(jī)碳、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮值的變化規(guī)律。以污泥為原料的堆肥實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行兩種因素（污泥粒徑、蚯蚓）、兩種水平（5mm和14.5mm粒徑、接種蚯蚓、不接種蚯蚓）的4種處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　1.4種處理方式中，接種蚯蚓和減小污泥粒徑，都不改變污泥降解過程中5種水解酶活性變化趨勢，僅對(duì)水解酶在堆肥不同時(shí)間段活性高低水平有不同程度影響；通過雙因素方差分析可知，其中

4、：接種蚯蚓和減小污泥粒徑兩種因素都對(duì)蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脂肪酶、FDA酶5種水解酶活性高低變化的影響在堆肥不同階段呈現(xiàn)顯著性差異（p＜0.05）；此外，添加蚯蚓和減小污泥粒徑產(chǎn)生的交互效應(yīng)分別對(duì)蔗糖酶活性變化（20～60d）、脲酶活性變化（10～60d）、FDA水解酶活性變化（20、40d）都呈現(xiàn)顯著性差異（p＜0.05），而對(duì)蛋白酶和脂肪酶活性的變化未達(dá)到顯著性水平（p＞0.05）。
　　2.蚯蚓處理兩種粒徑污泥過程中，5種水

5、解酶中雖然有在堆肥不同時(shí)間段上下波動(dòng)，但堆肥結(jié)束時(shí)5種水解酶整體變化都有不同程度地下降：堆肥結(jié)束時(shí)，5mm與14.5mm粒徑蚯蚓組蔗糖酶活性比初始分別降低約82.6％、61%；脲酶活性分別比初始降低約94.5%、96.3%；蛋白酶活性比初始降低約22.5%、20.2%；脂肪酶活性分別比初始降低約76.5%、74.1%；FDA酶活性分別比初始降低約60.8%，49.9%。5種水解酶不同程度地降低，說明堆肥過程實(shí)現(xiàn)了其污泥的穩(wěn)定。
　

6、　3.通過相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，減小污泥粒徑未改變各水解酶間相關(guān)關(guān)系。且兩種粒徑污泥蚯蚓堆肥過程中5種水解酶活性都呈現(xiàn)較好的正相關(guān)，個(gè)別酶活性間相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.8以上。
　　4.通過主成分分析可提取3個(gè)主成分即可反映堆肥過程原指標(biāo)中所表示信息，各主成分評(píng)價(jià)堆肥質(zhì)量的影響力依次為：主成分1＞主成分2＞主成分3，且從因子負(fù)荷中可知，5種水解酶活性在兩種粒徑蚯蚓堆肥中都有著較高的權(quán)重，表明水解酶活性在堆肥中的重要性和影響力。
　　

7、5.蚯蚓處理兩種粒徑污泥過程中對(duì)理化指標(biāo)的影響：
　?。?）經(jīng)蚯蚓處理后，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)礦化，增強(qiáng)硝化作用，促進(jìn)生化反應(yīng)程度，同時(shí)堆肥期間有機(jī)質(zhì)地不斷分解，使得微生物量碳大幅度降低。堆肥結(jié)束時(shí)，有機(jī)質(zhì)的最終去除率分別為28.5%、21%；電導(dǎo)率比初始分別升高2.93倍、2.63倍；硝態(tài)氮含量分別比初始提高153倍、77倍；微生物量碳比初始降低97%、87.88%。水溶性有機(jī)碳含量在堆肥中期變化較大，堆肥結(jié)束時(shí)其值與初始值相當(dāng)。

8、>　?。?）當(dāng)減小污泥粒徑后，因比表面積的增大，污泥顆粒間充氧較足，5mm粒徑蚯蚓組pH（在30～50d）、有機(jī)質(zhì)（10～60d）、微生物量碳（20，40～60d）、水溶性有機(jī)碳（20～30d，50d）顯著低于14.5mm粒徑蚯蚓組；電導(dǎo)值（30～60d）及硝態(tài)氮含量（30～60d）顯著高于14.5mm粒徑蚯蚓組（p＜0.05）。
　　6.通過水解酶活性和理化指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果可知：5種水解酶都與微生物量碳、有機(jī)質(zhì)成正相關(guān)，且