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堆肥污泥理化性質(zhì)變化特征養(yǎng)分變化

不同堆肥體系中重金屬污泥理化性質(zhì)變化顯著，相比重金屬污泥單獨堆肥T0，添加稻殼炭增加了T1—T3中污泥的pH、EC(P<0.05)，但降低了污泥中TOC濃度。而蚯蚓與稻殼炭聯(lián)合堆肥(T4—T6)顯著降低了污泥中pH和TOC(P<0.05)，卻增加了污泥的EC(P<0.05);同時，處理組T4—T6中EC高于處理組T1—T3中的EC(P<0.05)，并且T4—T6堆肥后污泥中pH和TOC低于處理組T1—T3中的pH(P<0.05)和TOC(除T6的P>0.05)。由此，對比污泥單獨堆肥，稻殼炭添加入堆肥體系，雖起到增加堆肥污泥pH、EC和降低TOC作用，但隨蚯蚓和稻殼炭的聯(lián)合處理，一方面增強了原來處理效應(yīng)，增加EC和進一步降低TOC，但卻顯著改變了堆肥體系pH(由增加變?yōu)榻档?。

本研究中添加稻殼炭堆肥增加T1—T3處理組的pH：一方面由于稻殼炭自身堿性物質(zhì)的釋放，隨著稻殼炭比例增加，處理組pH上升;另一方面可能是污泥中微生物將有機氮氨化生成了氨氣引起pH的升高。EC是反映污泥中無機離子含量的重要指標(biāo)，生物炭能夠改變基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，增強微生物活性，從而加快有機物降解，使得EC值不斷上升。這與本研究中添加生物炭污泥堆肥后EC上升的結(jié)果一致。然而，T3處理組添加8%稻殼炭EC下降，生物炭會對水溶性鹽類產(chǎn)生吸附效應(yīng)，使得EC下降。T4—T6蚯蚓-稻殼炭聯(lián)合堆肥處理組pH下降和EC值上升，是由于蚯蚓和微生物的活動產(chǎn)生了CO2和有機酸，同時，有機物質(zhì)分解產(chǎn)生的礦物鹽(磷酸鹽、銨、鉀)和無機離子等，但其中EC呈下降趨勢可能由于稻殼炭比例增加吸附作用增強的原因。試驗結(jié)束后，稻殼炭單獨堆肥污泥除表面為淡黃色外，內(nèi)部顏色發(fā)黑，臭味比較明顯，稻殼炭-蚯蚓聯(lián)合堆肥重金屬污泥顆粒性狀明顯，臭味淡，且TOC含量明顯下降，這是蚯蚓處理污泥過程中一部分TOC因為呼吸作用作為CO2損失，另一部分碳源被微生物和蚯蚓所吸收。

堆肥污泥養(yǎng)分變化

對比重金屬污泥堆肥T0，添加稻殼炭處理組T1—T3降低了污泥中TN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別下降了10.64%、16.81%、1.21%，但是提高了重金屬污泥中TP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別上升3.48%、5.15%、3.96%;稻殼炭-蚯蚓聯(lián)合堆肥T4—T6中TN和TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于污泥堆肥T0和稻殼炭單獨堆肥T1—T3(P<0.05)。由此，稻殼炭添加入污泥堆肥，可降低TN質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但隨著蚯蚓的添加，聯(lián)合堆肥體系中TN和TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)均被蚯蚓顯著地提高了。

堆肥后污泥有機氮在微生物的作用下礦化，轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮最終生成氨氣釋放到環(huán)境中，因而對比T0處理組，處理組T1—T3中TN的濃度降低，且添加4%的稻殼炭堆肥效果最為明顯，氮素降低最多，這與謝勝禹等(2019)在堆肥中添加3%的生物炭時碳素?fù)p失高于其他添加比例的結(jié)果相似。TP增加的原因可能是由于堆肥的濃縮效應(yīng)。稻殼炭-蚯蚓聯(lián)合堆肥(T4—T6)提高了重金屬污泥中TN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，一方面是蚯蚓的活動增強了微生物對氮的礦化作用，使有機氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮保存在污泥中，另一方面活動中蚯蚓分泌的粘液、尿液等也會引起總氮的增加。與T0比較，蚯蚓處理后，污泥中TP的增加，有學(xué)者把這種增加歸于有機質(zhì)的礦化、細菌轉(zhuǎn)化和蚯蚓糞便中磷酸酶的活動。處理組T6中TN、TP低于T5可能是污泥中添加比例為8%的稻殼炭是蚯蚓的活性低于添加4%比例的稻殼炭。