堆肥污泥理化性质变化特征养分变化

不同堆肥体系中重金属污泥理化性质变化显著，相比重金属污泥单独堆肥T0，添加稻壳炭增加了T1—T3中污泥的pH、EC(P<0.05)，但降低了污泥中TOC浓度。而蚯蚓与稻壳炭联合堆肥(T4—T6)显著降低了污泥中pH和TOC(P<0.05)，却增加了污泥的EC(P<0.05);同时，处理组T4—T6中EC高于处理组T1—T3中的EC(P<0.05)，并且T4—T6堆肥后污泥中pH和TOC低于处理组T1—T3中的pH(P<0.05)和TOC(除T6的P>0.05)。由此，对比污泥单独堆肥，稻壳炭添加入堆肥体系，虽起到增加堆肥污泥pH、EC和降低TOC作用，但随蚯蚓和稻壳炭的联合处理，一方面增强了原来处理效应，增加EC和进一步降低TOC，但却显著改变了堆肥体系pH(由增加变为降低)。

本研究中添加稻壳炭堆肥增加T1—T3处理组的pH：一方面由于稻壳炭自身碱性物质的释放，随着稻壳炭比例增加，处理组pH上升;另一方面可能是污泥中微生物将有机氮氨化生成了氨气引起pH的升高。EC是反映污泥中无机离子含量的重要指标，生物炭能够改变基质的结构，增强微生物活性，从而加快有机物降解，使得EC值不断上升。这与本研究中添加生物炭污泥堆肥后EC上升的结果一致。然而，T3处理组添加8%稻壳炭EC下降，生物炭会对水溶性盐类产生吸附效应，使得EC下降。T4—T6蚯蚓-稻壳炭联合堆肥处理组pH下降和EC值上升，是由于蚯蚓和微生物的活动产生了CO2和有机酸，同时，有机物质分解产生的矿物盐(磷酸盐、铵、钾)和无机离子等，但其中EC呈下降趋势可能由于稻壳炭比例增加吸附作用增强的原因。试验结束后，稻壳炭单独堆肥污泥除表面为淡黄色外，内部颜色发黑，臭味比较明显，稻壳炭-蚯蚓联合堆肥重金属污泥颗粒性状明显，臭味淡，且TOC含量明显下降，这是蚯蚓处理污泥过程中一部分TOC因为呼吸作用作为CO2损失，另一部分碳源被微生物和蚯蚓所吸收。

堆肥污泥养分变化

对比重金属污泥堆肥T0，添加稻壳炭处理组T1—T3降低了污泥中TN的质量分数，分别下降了10.64%、16.81%、1.21%，但是提高了重金属污泥中TP的质量分数，分别上升3.48%、5.15%、3.96%;稻壳炭-蚯蚓联合堆肥T4—T6中TN和TP质量分数均显著高于污泥堆肥T0和稻壳炭单独堆肥T1—T3(P<0.05)。由此，稻壳炭添加入污泥堆肥，可降低TN质量分数，提高TP质量分数，但随着蚯蚓的添加，联合堆肥体系中TN和TP质量分数均被蚯蚓显著地提高了。

堆肥后污泥有机氮在微生物的作用下矿化，转化成硝态氮最终生成氨气释放到环境中，因而对比T0处理组，处理组T1—T3中TN的浓度降低，且添加4%的稻壳炭堆肥效果最为明显，氮素降低最多，这与谢胜禹等(2019)在堆肥中添加3%的生物炭时碳素损失高于其他添加比例的结果相似。TP增加的原因可能是由于堆肥的浓缩效应。稻壳炭-蚯蚓联合堆肥(T4—T6)提高了重金属污泥中TN的质量分数，一方面是蚯蚓的活动增强了微生物对氮的矿化作用，使有机氮转化为硝态氮保存在污泥中，另一方面活动中蚯蚓分泌的粘液、尿液等也会引起总氮的增加。与T0比较，蚯蚓处理后，污泥中TP的增加，有学者把这种增加归于有机质的矿化、细菌转化和蚯蚓粪便中磷酸酶的活动。处理组T6中TN、TP低于T5可能是污泥中添加比例为8%的稻壳炭是蚯蚓的活性低于添加4%比例的稻壳炭。