【摘要】：剩余污泥產(chǎn)量隨著污水處理率提高而大幅增加。處理與處置剩余污泥的費(fèi)用約占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的40%～60%,源頭削減污泥產(chǎn)量意義重大。由于經(jīng)濟(jì)、高效,近年來水蚯蚓污泥減量技術(shù)得到業(yè)界青睞。 在水蚯蚓污泥減量系統(tǒng)中,水蚯蚓的存在會(huì)影響系統(tǒng)的生態(tài)平衡,進(jìn)而影響系統(tǒng)中污染物的去除；系統(tǒng)中污染物的脅迫會(huì)影響水蚯蚓的生長和繁殖,進(jìn)而降低水蚯蚓對(duì)污泥的減量效能。污泥減量系統(tǒng)中水蚯蚓攝食污泥、吸收和釋放污染物的影響及其機(jī)理,迄今尚不清楚。本論文研究了污泥減量系統(tǒng)中污染物脅迫對(duì)水蚯蚓的影響,探索了水蚯蚓吸收與釋放污染物的動(dòng)力學(xué)特性。主要研究結(jié)果如下： 1)考察了鉻對(duì)水蚯蚓呼吸速率的影響。結(jié)果表明,在溫度為22℃、 pH=8.0、DO濃度為3.5～4.5mg·L-1的正常條件下,水蚯蚓呼吸速率的最大值為81.72mg·g-1·h-1·L-1。存在鉻時(shí),低濃度Cr(Ⅵ)(0.325mg·L-1)可促進(jìn)水蚯蚓呼吸速率,其呼吸速率為158.38mg·g-1·h-1·L-1,約為對(duì)照組的兩倍；高濃度Cr(Ⅵ)(0.650mg·L-1)會(huì)抑制水蚯蚓呼吸速率,此時(shí)呼吸速率僅為43.70mg·g-1.h-1·L-1,降至對(duì)照組的1/2。 2)試驗(yàn)了鉻對(duì)水蚯蚓的急性毒性。結(jié)果表明,Cr(Ⅵ)對(duì)水蚯蚓的安全濃度(SC)為0.325mgL-1;此濃度下水蚯蚓的超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)活性為4.49U·mg-1,而對(duì)照組水蚯蚓的SOD活性為2.37U·mg-1。Cr(Ⅵ)濃度超過SC時(shí),雖然水蚯蚓的SOD活性開始下降,但直到Cr(Ⅵ)濃度為96hLC50(2.56mgL-1),SOD活性仍呈被誘導(dǎo)狀態(tài)。Cr(Ⅵ)濃度達(dá)到72hLC50(3.40mgL-1)后,SOD活性受到抑制而迅速下降；Cr(Ⅵ)濃度繼續(xù)提高到37.64mgL-1時(shí),SOD活性降至最低點(diǎn)。Cr(Ⅵ)濃度為SC時(shí),Cr(Ⅵ)會(huì)對(duì)水蚯蚓產(chǎn)生刺激作用,污泥減量率達(dá)48.0%,比對(duì)照提高4.7%。 3)檢測(cè)了水蚯蚓對(duì)鉻的富集作用。結(jié)果表明,在水蚯蚓28天的生活周期中,0～15天,體內(nèi)Cr含量明顯上升；第15天,體內(nèi)Cr含量最大,為59.08μg g-1dw;15～28天,體內(nèi)Cr含量下降,第28天體內(nèi)Cr含量為31.09μgg-1dw。擬合結(jié)果表明,雙箱動(dòng)力學(xué)模型適用于表征水蚯蚓對(duì)Cr的富集(吸收與排出)過程,水蚯蚓對(duì)Cr的富集速率常數(shù)K1為10.849,排出速率常數(shù)K2為0.196。水蚯蚓對(duì)Cr的吸收能力(BCF)為55.35,15-28天水蚯蚓對(duì)Cr的生物富集系數(shù)(BAFs)從0.97降至0.68。 4)研究了水蚯蚓對(duì)有機(jī)污染物的釋放性能。通過對(duì)水蚯蚓體內(nèi)污染物的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和擬合,得到水蚯蚓對(duì)總有機(jī)碳(TOC)、總氮(TN)、總磷(TP)的釋放速率常數(shù)分別為3.671、23.683、9.023d-1；水蚯蚓消化污泥過程中的TOC、TN和TP釋放速率分別為：0.211mg·g-1·d-1、0.115mg·g-1·d-1和口0.0045mg·g·-1·d-1。 5)優(yōu)化了生產(chǎn)性“水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)”(簡稱共生系統(tǒng))的運(yùn)行工況。結(jié)果表明,共生系統(tǒng)的剩余污泥產(chǎn)率為0.051kg·kg-1COD,僅為常規(guī)系統(tǒng)的25%左右；共生系統(tǒng)的污泥沉降性能改善,出水SS濃度降低,COD去除率提高8.7%；共生系統(tǒng)的氨氮濃度提高,可通過調(diào)整運(yùn)行方式解決；共生系統(tǒng)的出水TP穩(wěn)定在0.5mg.L-1,去除率高達(dá)95%。校驗(yàn)結(jié)果表明,FCASM3模型及“水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)”傳遞模型可以較好地表征污水處理廠UNITANK工藝去除營養(yǎng)物質(zhì)的過程；通過分析,得出浙江某污水處理廠UNITANK工藝的最佳運(yùn)行條件為：氧傳輸速率50d-1、污泥停留時(shí)間5d、進(jìn)水流量7500m3d-1。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X703;X174

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2596948