不同接种密度蚯蚓堆肥处理有机垃圾混合剩余污泥的比较研究

2012年第38卷第 3期 工业安全与环保 March 2012 Industrial Safety and Environmental Protection ·71 · 不同接种密度蚯蚓堆肥处理有机垃圾 混合剩余污泥的比较研究* 刘顺会 陈大志2 林秋奇3 吴燕2 (1．广东药学院生命科学与生物制药学院 广州 510006； 2．广东省工程技术研究所 广州 510046； 3．暨南大学水生生物研究所 广州 510632) 摘 要 为了探讨接种密度对蚯蚓的生物量及其堆肥效率的影响，按蚯蚓／基质比进行了I／5，I／10，I／'20， 1／40和1／80共5个接种密度蚯蚓堆肥处理有机垃圾混合剩余污泥的比较研究。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，蚯蚓的生长和繁 殖都与其接种密度呈显著的负相关关系，但蚯蚓堆肥效率只在高密度组(1／5，1／10)和低密度组(1／20，1／40和 1／8o)之间存在显著差异。从产业应用的角度，1／20可能是赤子爱胜蚓处理有机垃圾混合剩余污泥的最佳接 种密度。 关键词 蚯蚓堆肥 剩余污泥 接种密度 Comparative Study of Trealrnent for Organic—-W aste—-1Wlxed Sludge by Vermicomposting W ith Different Inoculation Density LIU Shunhui CHENDazhi2 LIN Qiuqi WUYah2 (1．School ofufe Sciences and Biopharmacoloffy，Guangdong Pharmaceutical College Gua~ hou 510006) Abstract To investigate the effects ofinoculation densities Oil the earthworm’8 biomass and e~fieiency ofvennicompesting， a comparative study ofvennlcomposting O11 o~mie--waste-·mixed municipal sludge inoculated with earthworllm offive den·· sities，i．e．，1／5，1／10，1／20 ，1／40 and 1／80，respectivdy，is carried out．Results shoo that，the growth and reproduction of earth onI鸩weFe negatively correlated with theirinoculation density significantly．while the effect ofinocuhm density on the efficiency ofvermlcompostingis significant only between higherdensity groups(1／5，1／10)andlower ones(1／20，1／40 and 1／80)．Inthe view ofindustrial application，1／20is possiblythe optimuminoculum densityofEiseniafoetidaforthe vermi- composting Oil the organic—waste～mixed municipal shdse． Key Words vermicumpesting municipal sludge inoculation density O 引言 近年来，国内外对蚯蚓处理城市剩余污泥的研 究开展了大量的工作，但是这些研究主要集中在处 理污泥时蚯蚓的生长条件、繁殖情况以及污泥理化 性质、营养物质和重金属含量的变化等方面[卜引，而 对蚯蚓堆肥处理剩余污泥时的最适接种密度以及不 同接种密度对蚯蚓堆肥效率的影响却鲜有报道。然 而，从产业应用的角度来说，综合考虑蚯蚓种群繁衍 的再生产能力以及污泥的堆肥处理效率，从而确定 蚯蚓堆肥处理剩余污泥的最适接种密度则是决定这 一 技术应用成败的关键步骤。利用餐厨和绿化有机 垃圾提高城市剩余污泥的蚯蚓堆肥效率的研究找到 了餐厨和绿化垃圾掺人的最佳比例(15％：15％)，在 此比例下蚯蚓堆肥的效率达到最高。本文即是基于 这一混合污泥配方探讨不同接种密度对蚯蚓的生 长、繁殖及其堆肥效率的影响，以便为高效蚯蚓生物 反应器的设计提供参考依据。 1 实验部分 1．1 实验材料 蚯蚂I品种采用 “大平二号”蚯蚓 (Eisenia foeti． da)，由本实验室蚯蚓繁殖基地提供。餐厨垃圾(含 水率 83．4％、总有机碳 505。6 g／kg、全氮 38．4 g／kg) 取自广东药学院学生食堂；绿化垃圾(含水率74．1％、 总有机碳 402．1 g／kg、全氮9．9 g／ks)取自广州大学 城绿化垃圾堆放点；剩余污泥(含水率80．5％、总有 机碳287．4 g／kg、全氮29．6 g／kg)取自广州市沥洛生 活污水处理厂。 1．2 实验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 *基金项目：国家自然科学基金(3l17o437)，广东省水环境污染控制重点实验室开放基金。 1．2．1 基质处理和接种密度 新鲜餐厨垃圾经分拣、脱盐后利用食物粉粹机 破碎至5 mln以下。绿化垃圾经粉粹机破碎至 1 em 左右。新鲜污泥使用前要反复搅拌使有毒气体排尽 并保证物料均质。3种食物基质按干重质量比为剩 余污泥 7o％、餐厨垃圾 15％、绿化垃圾 15％，用搅拌 机混合均匀待用。选择 5个接种密度，按接种密度 = 蚯蚓质量(鲜重)／基质质量(干重)分别为：1／5，1／10， 1／20，1／40，1／80。采用经充分淋洗并沥干后的蚯蚓 粪作为蚯蚓和食物基质之间的缓冲基质l5]。 1．2．2 蚯蚓培养 在大小尺寸为 12 em X 12 em X 10 cm，上有盖、侧 面四周具透气孔、底部有透水孔(5o目细纱网覆盖防 逃逸)的塑料钵中培养蚯蚓。接种蚯蚓质量约为200 ，初始基质质量约为 100 g(干重)，投加蚯蚓质量 2 倍的混合污泥，待其 70％转化为蚓粪时，再覆盖添加 新基质。如此反复，直至培养结束。每个组别设 3个 重复，暗室恒温培养(25 4-1)oC，为期 7周。 1．3 计数测量与数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 1．3．1 蚯蚓生物量和堆肥效率的计算 实验结束后，去除未被分解的混合基质，蚯蚓、 蚓茧(每个茧按 1条幼蚓计数)、蚓粪分离后计数，称 重。蚯蚓生物量和堆肥效率按下述公式计算。 混合基质降解速率=(加入的基质总量一未降 解基质量)／(平均蚓重 ×培养时间)，其中平均蚓重 = (实验开始时蚯蚓总重+实验终止时蚯蚓总重)／ 2[5] ，下同。 蚓粪生产速率 =蚓粪净增加量 ／(平均蚓重 × 培养时间) 验开始时蚯蚓总重)／(实验开始时蚯蚓总重 ×培养 时间)E61 蚯蚓 日增殖倍数 =(实验终止时蚯蚓总数 一实 验开始时蚯蚓总数)／(实验开始时蚯蚓总数 ×培养 时间)c61 1．3．2 数据分析 采用 SPSS 13．0统计软件，对各实验数据进行 单因素方差分析(AN0vA)，在 95％的置信度下对不 同处理之间的差异性进行比较分析。 2 实验结果 2．1 不同接种密度对蚯蚓的生长和繁殖的影响 实验结束时，不同密度各组蚯蚓无论是质量还 是数量上都出现了不同程度的增长(见表 1)。按蚯 蚓 日增重倍数排序为：1／5组 <1／10组 <1／20组 < 1／40组<1／80组。1／5组蚯蚓日增重倍数最低，仅为 O．(308 d～，而 1／80组日增重倍数最高，达到0．050 d一1o 研究发现，除了 1／5组在整个实验周期内不能质量 加倍外，1／10及以下组 7周内则能达到初始质量的 2—3．4倍。与 1／80组比较，除了 1／40 组 日增重倍 数没有显著差异外，其他各组都差异显著；另外，除 1／80组外，各组之间两两比较也表明蚯蚓 日增重倍 数存在显著性差异。与此相似，蚯蚓日增值倍数最 大组也属于 1／80组，为 0．054 d一，而 日增值倍数最 小组则属于 1／5组，为0．004 d一 。数据表明，整个 实验周期内，1／5组和 1／10组的蚯蚓数量不能加 倍，而1／20及以下组则能达到初始种群的2．5—3．6 倍。统计检验表明，不同密度组之间两两比较蚯蚓 日增值倍数差异显著。总之，蚯蚓接种密度的提高 可能显著抑制蚯蚓的生长和繁殖，而且这一密度的 蚯蚓日增重倍数 =(实验终止时蚯蚓总重 一实 临界点可能在 1／20左右。 表 1 不同接种密度对蚯蚓生长和增殖的影响 注：同列字母相同者表示数值相邻两组间不存在显著差异(P>0．05)；同列字母不同者表示各组间存在显著差异(P<0．05)； *表示同列相同字母组间存在显著差异(P<0．05)；不同列字母间无比较意义。 2．2 不同接种密度蚯蚓对混合基质的降解效率 蚯蚓对混合基质的降解效率可以用混合基质的 降解速率和蚓粪生产速率来定量研究[5]。如表2所 示，混合基质的降解速率和蚓粪生产速率的排序呈 现出相当的一致性，即接种密度越低，单位时间内、 单位质量的蚯蚓对混合基质的降解量越大，产生的 蚯蚓粪也相应越多，具体表现为：1／5组<1／10组 < 1／20组 <1／40组 <1／80组。但是，统计分析表明， · 73 · 不同密度蚯蚓分解处理混合基质的降解效率差异不 是太大。5个组别中，I／5组和 1／10组相应的混合 基质的降解速率和蚓粪生产速率差异不显著，可以 分为一个组别(高密度组)；另外三组(1／20组、1／40 组和 1／80组)中，除1／20组与 1／80组间比较混合基 质降解效率差异比较显著外，其他情形组别间两两 比较都没有显著差异，因此可以分为另外一个组别 (低密度组)。高密度组和低密度组之间比较，无论 显著差异。上述数据表明，如果单考虑蚯蚓对混合 基质的降解效率，则蚯蚓的接种密度至少在 1／40以 下才能达到与 1／80组比较无显著差别；然而，接种 密度太小，会导致单位体积混合基质降解效率太低， 事实上，每钵混合基质降解效率的排序刚好与上述 排序相反，即 1／5组 >1／10组 >1／20组>1／40组 > 1／80组。因此，从产业应用的角度，蚯蚓接种密度 必须权衡效率和效益两方面的因素，比较而言，1／20 是混合基质的降解速率还是蚓粪生产速率均表现出 可能是接近这一平衡点的最佳接种密度。 表 2 不同接种密度对蚯蚓堆肥效率的影响 注：同列字母相同者表示数值相邻两组间不存在显著差异(P>0．05)；同列字母不同者表示各组间存在显著差异(P<0．05)； *表示同列相同字母组间存在显著差异(P<0．05)；不同列字母间无比较意义。 3 讨论与结论 本研究的结果表明，虽然接种密度对蚯蚓的堆 肥效率影响有限，但蚯蚓的生长和繁殖都与蚯蚓接 种密度呈显著的负相关关系。从产业应用的角度， 如果综合考虑不同接种密度对蚯蚓维持种群繁衍的 再生产能力以及蚯蚓堆肥效率的影响这 2个因素， 1／20可能是赤子爱胜蚓处理有机垃圾混合剩余污 泥的最佳接种密度。这一密度虽然比较高，但还是 接近其他作者的研究结果，因为本实验是以质量比 作为接种密度，这一比值随着食物基质的不断补充 以及蚯蚓生物量的增长而发生变化(到实验结束时， 各组蚯蚓密度分别变化到 1／20～1／40之间)；而其 他作者则是以蚯蚓数量为密度基准[7-8]，而且在整 个实验过程中不补充食物基质，因此随着食物基质 的消解和蚯蚓的生长和增殖，实际的蚯蚓密度将会 逐渐增大，比如仓龙等 ]认为，100 g(干重)物料中 接种 8条赤子爱胜蚓是最佳接种密度，但到实验终 点时，蚯蚓生物量可达到 3．3—5．8 g每 100 g物料， 即质量比为 1／30—1／17。 参考文献 [1]陈学民，王惠，伏小勇，等．赤子爱胜蚓处理污泥对其性 质变化的影响[J]．环境工程学报，2010，4(6)：1422— 1425． [2]高莉红，周文宗，张硌，等．城市污泥的蚯蚓分解处理技术 研究进展[J]．中国生态农业学报，2008，16(3)：788—793． [3]孙颖，桂长华，孟杰，等．利用蚯蚓改善污泥性状的实验研 究[J]．环境化学，2(X)7，26(3)：343—346． [4]李明．高温堆肥与蚯蚓堆肥对城市污泥重金属形态的影 响[J]．环境工程学报，2008，2(10)t1407—1412． [5]蔡玉琪，蔡树美，倪圣亚，等．蚯蚓对秸秆一污泥混合物 的消解转化效果[J]．农业环境科学学报，2009，28(6)： l B4—1287． [6]赖发英 ，周颖，王国锋 ，等．蚯蚓对农村有机生活垃圾分 解处理的研究[J]．农业环境科学学报，2011，30(7)：1450 — 1455． [7]Dominguze J，Edwards C A．Effect of stocking rate and moisture content on the growth and maturation of Eisenia foctida (Oligochaete)in pig manure[J]．Soil Biology&Biochemistry， 1997，9(3—4)：743—746． [8]仓龙，李辉信，胡锋，等．赤子爱胜蚓处理畜禽粪的最适 湿度和接种密度研究[J]．农村生态环境，2002，18(3)： 38—42． 作者简介 刘顺会，男，1971年生，博士，副教授，主要从事生 态环境方面的研究。 (收稿日期：2011—12—18)