本發(fā)明涉及污泥中重金屬的去除裝置及方法，特別是一種蚯蚓去除污泥中重金屬的裝置及去除方法。

背景技術(shù)：

近年來，資源回收利用成為社會可持續(xù)發(fā)展的熱門話題，對城市污泥中含有的大量N、P、K及有機質(zhì)等肥料元素的收集利用有著長遠的發(fā)展前景。而在污水處理的工程中同樣會有較多的Cu、Zn等重金屬離子殘留在污泥中，其對污泥的直接回收利用造成了阻礙。在不斷地研究中發(fā)現(xiàn)，利用化學方法可以達到比較理想的去除效果，但由于化學試劑的添加使得處理成本高居不下，而且不同化學處理工藝對營養(yǎng)元素的副反應不明確，還容易造成二次污染，實現(xiàn)大規(guī)模處理尚遙無可期；生物法去除重金屬操作簡便，去除率高，經(jīng)濟效益明顯，尤其最近研究較熱的蚯蚓生物分解技術(shù)不僅可以富集重金屬，還可以通過消化系統(tǒng)穩(wěn)定肥料，分解有機物，消滅部分病菌，去除臭味，改善污泥土壤條件。受蚯蚓生活習性的制約，蚯蚓去除重金屬的方法存在周期長，處理區(qū)域不均勻的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種提高蚯蚓活性，縮短處理周期的蚯蚓去除污泥中重金屬的裝置及去除方法。

本發(fā)明的裝置采用如下技術(shù)方案：

一種蚯蚓去除污泥中重金屬的裝置，包括并列設置的第一處理室和第二處理室，第一處理室和第二處理室之間設置有隔板，隔板上部設置有貫通孔，隔板上部設置有可抽拉薄板，第一處理室底部設置有第一排水孔和第一供水管，第二處理室底部設置有第二排水孔和第二排水管，第一處理室和第二處理室上部裝有避光保溫箱蓋；第一處理室內(nèi)依次設置有底層污泥層、蚯蚓層和上層污泥層，蚯蚓層摻合有培養(yǎng)基；第二處理室內(nèi)依次設置有底層污泥層、培養(yǎng)基層和上層污泥層，培養(yǎng)基層摻合有引誘劑；第一處理室內(nèi)的上層污泥距離第一處理室頂端10至20厘米，第二處理室的上層污泥布置形式與第一處理室內(nèi)的上層污泥布置方式相同。

采用上述技術(shù)方案的該裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠改善蚯蚓的生長條件提高活性，擴大活動范圍，促進對重金屬的富集率。

裝置的優(yōu)選方案是：

隔板上部位于貫通孔的一側(cè)設置有可抽拉薄板，隔板的兩邊分別設置定位塊，定位塊上設置有定位凹槽，定位凹槽內(nèi)裝有可抽拉薄板，可抽拉薄板上設置有與定位凹槽相匹配的凸肩，可抽拉薄板的頂端設置有定位卡塊，定位卡塊卡在定位凹槽的上端。

第一供水管上排布有第一供水孔，第二供水管上排布有第二供水孔。

第一供水管和第二供水管分別呈蛇形結(jié)構(gòu)布置在第一處理室和第二處理室。

第一處理室和第二處理室的頂部分分別裝有照明裝置。

第一處理室和第二處理室的底部分別裝有墊腳，墊腳上支承金屬防護網(wǎng)。

本發(fā)明的方法采用的技術(shù)方案是：

裝置去除蚯蚓的方法，按如下步驟進行：

1）首次將污泥置于第一處理室內(nèi)，在污泥層上均勻接種蚯蚓，在蚯蚓層放置培養(yǎng)基，然后，在蚯蚓層再撒上污泥，上層污泥厚度保持10至12厘米，均勻鋪撒，保持自然孔隙度，上層污泥應保證污泥表面與第一處理室上方邊緣存在10至20厘米的距離；

2）完成第一處理室的布置后，對第二處理室進行布置：先布置底層污泥，在底層污泥上撒培養(yǎng)基的同時摻合引誘劑；然后，在培養(yǎng)基層上再布置污泥層，上層污泥厚度保持10至12厘米，均勻鋪撒，保持自然孔隙度，上層污泥應保證污泥表面與第二處理室上方邊緣存在10至20厘米的距離；

3）蓋上避光保溫箱蓋，并定期觀察蚯蚓活性及第一處理室的溫度、水分以及pH值外界條件，保持適宜蚯蚓生長繁殖的穩(wěn)定條件，同時對污泥總重金屬量和單個蚯蚓進行抽樣測定，觀察指標含量及蚯蚓繁殖情況；

4）待污泥表面已堆滿蚯蚓糞時，將表層蚯蚓糞刮除，若檢測污泥中重金屬含量未達標，污泥搗碎后放回；打開照明裝置，并抽除中間的可抽拉薄板，使第一處理室和第二處理室保持連通狀態(tài)；然后打開水泵向第一處理室緩慢注入水，保證水位達到隔板最底部貫通孔以下1至2厘米，即可關(guān)閉水泵；

5）等蚯蚓全部由隔板上的貫通孔進入第二處理室后，與此同時，對第一處理室內(nèi)污泥進行均勻翻搗，若發(fā)現(xiàn)仍有剩余蚯蚓則將其人工轉(zhuǎn)移至第二處理室，將可抽拉薄板插回，阻斷第一處理室和第二處理室，然后打開第一處理室底部排水孔，將第一處理室中的水控干；若污泥中重金屬檢測達標后，則取出泥土晾干回收，然后，按步驟2）對第一處理室進行布置：置入底層新未處理污泥、培劑基及引誘劑，上層覆蓋新未處理污泥；若未達標，對第一處理室進行均勻翻搗，則加入蚯蚓培養(yǎng)基和引誘劑；

6）第一處理室蚯蚓全部轉(zhuǎn)移后，對第二處理室進行如下處理：

6-1）蓋上避光保溫箱蓋，并定期觀察蚯蚓活性及第二處理室的溫度、水分以及pH值外界條件，保持適宜蚯蚓生長繁殖的穩(wěn)定條件，同時對污泥總重金屬量和單個蚯蚓進行抽樣測定，觀察指標含量及蚯蚓繁殖情況；

6-2）待污泥表面已堆滿蚯蚓糞時，將表層蚯蚓糞刮除，若檢測污泥中重金屬含量未達標，污泥搗碎后放回；打開照明裝置，并抽除中間的可抽拉薄板，使第一處理室和第二處理室保持連通狀態(tài)；然后打開水泵向第二處理室緩慢注入水，保證水位達到隔板最底部貫通孔以下1至2厘米，即可關(guān)閉水泵；

6-3）等蚯蚓全部由隔板上的貫通孔進入第一處理室后，與此同時，對第二處理室內(nèi)污泥進行均勻翻搗，若發(fā)現(xiàn)仍有剩余蚯蚓則將其人工轉(zhuǎn)移至第一處理室，將可抽拉薄板插回，阻斷第一處理室和第二處理室，然后打開第二處理室底部排水孔，將第二處理室中的水控干；若污泥中重金屬檢測達標后，則取出泥土晾干回收，然后，按步驟2）對第二處理室進行布置：置入新的未處理層的底層污泥、培養(yǎng)基及引誘劑，新的上層未處理的污泥；若未達標，則加入蚯蚓培養(yǎng)基和引誘劑；如此，兩個處理室往復循環(huán)，待污泥中重金屬達標后，更換未處理污泥。

上述技術(shù)方案的處理方法，由于蚯蚓置于兩個處理室中循環(huán)處理，蚯蚓通過水進行驅(qū)趕，以及通過引誘劑的作用，實現(xiàn)蚯蚓的無傷害轉(zhuǎn)移，能夠增加蚯蚓于污泥中的活性，提高富集重金屬的效率；此處理方法能夠用于重金屬去除的連續(xù)化生產(chǎn)，縮短處理周期，同時能夠方便處理完的污泥回收利用。

處理方法的優(yōu)選方案是：

步驟4）中的表層蚓糞，如果檢測達標，搗碎后能夠直接用于施肥，如果檢測后重金屬未達標，搗碎后放回。

第一處理室和第二處理室內(nèi)的底層污泥厚度15厘米，第一處理室內(nèi)的蚯蚓層與培養(yǎng)基的混合層厚度5厘米，上層污泥厚度10厘米。

引誘劑采用糖類香精。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是可抽拉薄板與隔板連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2的俯視圖。

圖4是圖2的B向視圖。

圖5是兩個處理室內(nèi)的布置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例詳述本發(fā)明：

本實施例中，第一處理室1、第一排水孔2、第一供水管3、第二供水管4，第二排水孔5、第二處理室6，隔板7，貫通孔8，可抽拉薄板9，照明裝置10，保溫箱蓋11、墊腳12，金屬防護網(wǎng)13，

第一處理室1和第二處理室6兩者并列平齊設置，第一處理室1和第二處理室之間6設置有隔板7，隔板7將第一處理室1和第二處理室2完全阻斷；隔板7上部設置有均布的貫通孔8，貫通孔8排列成數(shù)行數(shù)列，均布的貫通孔8大約占據(jù)隔板7上部一半的位置。

隔板7上部位于貫通孔8的一側(cè)設置有可抽拉薄板9，可抽拉薄板9的一面緊貼隔板7的一面設置，隔板7的兩邊分別設置定位塊701，定位塊701上設置有定位凹槽702，定位凹槽702內(nèi)裝有可抽拉薄板9，可抽拉薄板9上設置有與定位凹槽702相匹配的凸肩902，可抽拉薄板9的頂端設置有定位卡塊901，定位卡塊901卡在定位凹槽701的上端。

定位塊701的高底低于隔板7的上頂端邊緣，定位卡塊901置于定位塊901上后，與隔板7的上頂端連緣相平齊。

第一處理室1底部設置有第一排水孔2和第一供水管3，第一排水孔2的底部裝有第一堵塞，第一供水管3上均勻布置有第一供水孔，第一供水管3呈曲折形或蛇形結(jié)構(gòu)布置在第一處理室3底部，第一供水管3的一端伸出第一處理室1外部并與第一供水泵連接。

第二處理室6底部設置有第二排水孔6和第二供水管4，第二排水孔5的底部裝有第二堵塞，第二供水管4上均勻布置有第二供水孔，第二供水管4呈曲折形或蛇形結(jié)構(gòu)布置在第二處理室6底部，第二供水管4的一端伸出第二處理室6外部并與第二供水泵連接。

由于第一處理室1和第二處理室6兩者并列平齊設置，因此，兩者的上部裝有同一個避光保溫箱蓋11，該保溫箱蓋11透氣不透光；第一處理室1和第二處理室6內(nèi)的頂部（四面的內(nèi)壁上分別裝有照明裝置10）接近保溫箱蓋11的位置分別裝有照明裝置10；照明裝置10可以采用小燈泡之類的，是為了防止初次接種蚯蚓時，蚯蚓排斥新環(huán)境而爬出裝置。

第一處理室1和第二處理室2的四個邊角底部分別裝有方形墊腳12，方形墊板采用四棱柱體，墊腳12上支承金屬防護網(wǎng)13，金屬防護網(wǎng)13的作用在于保護第一供水管3和和第二供水管4的伸出端以及對兩個處理室的底板起到支承作用；金屬防護網(wǎng)13與兩個處理室的底板面積之和相等。

第一處理室1內(nèi)依次設置有底層污泥層101、蚯蚓層102和上層污泥層103，蚯蚓層102摻合有培養(yǎng)基，培養(yǎng)基為少許；第二處理室6內(nèi)依次設置有底層污泥層102、培養(yǎng)基層202和上層污泥層203，培養(yǎng)基層202摻合有引誘劑，引誘劑采用糖類香精；第一處理室1內(nèi)的上層污泥層101距離第一處理室頂端20厘米，第二處理室6的上層污泥層202距離第二處理室6頂端20厘米。

實施例1：

去除蚯蚓的方法，基于前述的處理裝置，按如下步驟進行：

1、首次將污泥置于第一處理室1內(nèi)，在底層污泥層101上均勻接種蚯蚓層102，在蚯蚓層102放置培養(yǎng)基，培養(yǎng)基采用少許（培養(yǎng)基的投加量占蚯蚓重量的10%），培養(yǎng)基的作用是使蚯蚓旺盛繁殖并適應污泥環(huán)境。然后，在蚯蚓層102再撒上上層污泥103，上層污泥層103厚度保持10厘米，均勻鋪撒，保持自然孔隙度，上層污泥層103應保證污泥表面與第一處理室1上方邊緣存在20厘米的距離；蚯蚓層102厚度5厘米左右；底層污泥層厚度15厘米左右。

2、完成第一處理室1的布置后，對第二處理室6進行布置：先布置底層污泥層201，在底層污泥層上撒培養(yǎng)基的同時摻合少量引誘劑（培養(yǎng)基和引誘劑的質(zhì)量比為2：1，二者質(zhì)量之和占蚯蚓質(zhì)量的10%至15%）， ；然后，在培養(yǎng)基層上再布置污泥層，上層污泥厚度保持13.5厘米，均勻鋪撒，保持自然孔隙度，上層污泥應保證污泥表面與第二處理室上方邊緣存在20厘米的距離。培養(yǎng)基層厚度1.5厘米左右，底層污泥層厚度15厘米左右。

3、蓋上避光保溫箱蓋11，并定期觀察蚯蚓活性及第一處理室1的溫度、水分以及pH值等外界條件，保持適宜蚯蚓生長繁殖的穩(wěn)定條件，同時對污泥總重金屬量和單個蚯蚓進行抽樣測定，觀察指標含量及蚯蚓繁殖情況。

4、待蚯蚓糞排放不活躍或污泥表面已堆滿蚯蚓糞時，說明蚯蚓已達到一種相對穩(wěn)定的惰性生活狀況，需對其進行驅(qū)趕來激發(fā)蚯蚓活性。將表層蚯蚓糞刮除，若檢測污泥中重金屬含量未達標，污泥搗碎后放回；打開照明裝置10，并抽除中間的可抽拉薄板9，使第一處理室1和第二處理室6保持連通狀態(tài)；然后打開水泵通過第一供水管3向第一處理室1內(nèi)緩慢注入水，保證水位達到隔板最底部貫通孔8邊緣以下1至2厘米，即可關(guān)閉水泵。

步驟4中的表層蚓糞，如果檢測達標，搗碎后能夠直接用于施肥，如果檢測后重金屬未達標，搗碎后放回。

5、等蚯蚓幾乎全部由隔板7上的貫通孔8進入第二處理室6后，與此同時，對第一處理室1內(nèi)污泥進行均勻翻搗，若發(fā)現(xiàn)仍有剩余蚯蚓則將其人工轉(zhuǎn)移至第二處理室6內(nèi)，將可抽拉薄板9插回，阻斷第一處理室1和第二處理室6，然后打開第一處理室1底部第一排水孔2，將第一處理室1中的水控干；若污泥中重金屬檢測達標后，則取出泥土晾干回收，然后，按步驟2對第一處理室1進行布置：置入底層新未處理污泥、培劑基及引誘劑，上層覆蓋新未處理污泥；若未達標，則加入蚯蚓培養(yǎng)基和引誘劑；對第一處理室進行均勻翻搗。

6、第一處理室1蚯蚓全部轉(zhuǎn)移后，對第二處理室進行如下處理：

6-1、蓋上避光保溫箱蓋11，并定期觀察蚯蚓活性及第二處理室6的溫度、水分以及pH值等外界條件，保持適宜蚯蚓生長繁殖的穩(wěn)定條件，同時對污泥總重金屬量和單個蚯蚓進行抽樣測定，觀察指標含量及蚯蚓繁殖情況。

6-2、待蚯蚓糞排放不活躍或污泥表面已堆滿蚯蚓糞時，將表層蚯蚓糞刮除，若檢測污泥中重金屬含量未達標，污泥搗碎后放回；打開照明裝置11，并抽除中間的可抽拉薄板9，使第一處理室1和第二處理室6保持連通狀態(tài)；然后打開第二水泵通過第二供水管4向第二處理室6緩慢注入水，保證水位達到隔板7最底部貫通孔以下1至2厘米，即可關(guān)閉第二水泵。

6-3、等蚯蚓幾乎全部由隔板7上的貫通孔進入第一處理室4后，與此同時，對第二處理室6內(nèi)污泥進行均勻翻搗，若發(fā)現(xiàn)仍有剩余蚯蚓則將其人工轉(zhuǎn)移至第一處理室1，將可抽拉薄隔板9插回，阻斷第一處理室1和第二處理室6，然后打開第二處理室6底部的第二排水孔5，將第二處理室6中的水控干；若污泥中重金屬檢測達標后，則取出泥土晾干回收。然后，按步驟2對第二處理室6進行布置：置入新的未處理層的底層污泥、培養(yǎng)基及引誘劑，新的上層未處理的污泥；若未達標，則加入蚯蚓培養(yǎng)基和引誘劑；如此，兩個處理室往復循環(huán)，待污泥中重金屬達標后，更換未處理污泥。

此外，在整個處理方法操作過程中，對于污泥和蚯蚓接種量可以通過預實驗確定，即在實驗開始前，將不同梯度的污泥量和不同梯度的同型蚯蚓置于同一室內(nèi)培養(yǎng)，同培養(yǎng)時間后檢測重金屬去除率，選取重金屬去除率最高的一組梯度，作為實驗時污泥的置入量和蚯蚓的接種量，其中蚯蚓的量在實驗時應保證為預實驗的1.8至2.0倍。

實施例2：

基于蚯蚓去除污泥中重金屬的裝置的去除方法，按如下步驟進行：

1、首次將污泥置于第一處理室1內(nèi)，在底層污泥層101上均勻接種蚯蚓層102，在蚯蚓層102放置培養(yǎng)基，培養(yǎng)基采用少許（培養(yǎng)基的投加量占蚯蚓重量的10%），培養(yǎng)基的作用是使蚯蚓旺盛繁殖并適應污泥環(huán)境。然后，在蚯蚓層102再撒上上層污泥103，上層污泥層103厚度保持10厘米，均勻鋪撒，保持自然孔隙度，上層污泥層103應保證污泥表面與第一處理室1上方邊緣存在20厘米的距離；蚯蚓層102厚度5厘米左右；底層污泥層厚度15厘米左右。

2、完成第一處理室1的布置后，對第二處理室6進行布置：先布置底層污泥層201，在底層污泥層上撒培養(yǎng)基的同時摻合少量引誘劑，培養(yǎng)基和引誘劑的質(zhì)量比為2：1，二者質(zhì)量之和占蚯蚓質(zhì)量的15% ；然后，在培養(yǎng)基層上再布置污泥層，上層污泥厚度保持13.5厘米，均勻鋪撒，保持自然孔隙度，上層污泥應保證污泥表面與第二處理室上方邊緣存在20厘米的距離。培養(yǎng)基層厚度1.5厘米左右，底層污泥層厚度15厘米左右。

3、蓋上避光保溫箱蓋11，并定期觀察蚯蚓活性及第一處理室1的溫度、水分以及pH值等外界條件，保持適宜蚯蚓生長繁殖的穩(wěn)定條件，同時對污泥總重金屬量和單個蚯蚓進行抽樣測定，觀察指標含量及蚯蚓繁殖情況。

4、待污泥表面已堆滿蚯蚓糞時，說明蚯蚓已達到一種相對穩(wěn)定的惰性生活狀況，需對其進行驅(qū)趕來激發(fā)蚯蚓活性。將表層蚯蚓糞刮除，若檢測污泥中重金屬含量未達標，污泥搗碎后放回；打開照明裝置10，并抽除中間的可抽拉薄板9，使第一處理室1和第二處理室6保持連通狀態(tài)；然后打開水泵通過第一供水管3向第一處理室1內(nèi)緩慢注入水，保證水位達到隔板最底部貫通孔8邊緣以下2厘米，即可關(guān)閉水泵。

步驟4中的表層蚓糞，如果檢測達標，搗碎后能夠直接用于施肥，如果檢測后重金屬未達標，搗碎后放回。

5、等蚯蚓全部由隔板7上的貫通孔8進入第二處理室6后，與此同時，對第一處理室1內(nèi)污泥進行均勻翻搗，若發(fā)現(xiàn)仍有剩余蚯蚓則將其人工轉(zhuǎn)移至第二處理室6內(nèi)，將可抽拉薄板9插回，阻斷第一處理室1和第二處理室6，然后打開第一處理室1底部第一排水孔2，將第一處理室1中的水控干；若污泥中重金屬檢測達標后，則取出泥土晾干回收，然后，按步驟2對第一處理室1進行布置：置入底層新未處理污泥、培劑基及引誘劑，上層覆蓋新未處理污泥；若未達標，則加入蚯蚓培養(yǎng)基和引誘劑；對第一處理室進行均勻翻搗。

6、第一處理室1蚯蚓全部轉(zhuǎn)移后，對第二處理室進行如下處理：

6-1、蓋上避光保溫箱蓋11，并定期觀察蚯蚓活性及第二處理室6的溫度、水分以及pH值等外界條件，保持適宜蚯蚓生長繁殖的穩(wěn)定條件，同時對污泥總重金屬量和單個蚯蚓進行抽樣測定，觀察指標含量及蚯蚓繁殖情況。

6-2、待污泥表面已堆滿蚯蚓糞時，將表層蚯蚓糞刮除，若檢測污泥中重金屬含量未達標，污泥搗碎后放回；打開照明裝置11，并抽除中間的可抽拉薄板9，使第一處理室1和第二處理室6保持連通狀態(tài)；然后打開第二水泵通過第二供水管4向第二處理室6緩慢注入水，保證水位達到隔板7最底部貫通孔以下1至2厘米，即可關(guān)閉第二水泵。

6-3、等蚯蚓全部由隔板7上的貫通孔進入第一處理室4后，與此同時，對第二處理室6內(nèi)污泥進行均勻翻搗，若發(fā)現(xiàn)仍有剩余蚯蚓則將其人工轉(zhuǎn)移至第一處理室1，將可抽拉薄隔板9插回，阻斷第一處理室1和第二處理室6，然后打開第二處理室6底部的第二排水孔5，將第二處理室6中的水控干；若污泥中重金屬檢測達標后，則取出泥土晾干回收。然后，按步驟2對第二處理室6進行布置：置入新的未處理層的底層污泥、培養(yǎng)基及引誘劑，新的上層未處理的污泥；若未達標，則加入蚯蚓培養(yǎng)基和引誘劑；如此，兩個處理室往復循環(huán)，待污泥中重金屬達標后，更換未處理污泥。

此外，在整個處理方法操作過程中，對于污泥和蚯蚓接種量可以通過預實驗確定，即在實驗開始前，將不同梯度的污泥量和不同梯度的同型蚯蚓置于同一室內(nèi)培養(yǎng)，同培養(yǎng)時間后檢測重金屬去除率，選取重金屬去除率最高的一組梯度，作為實驗時污泥的置入量和蚯蚓的接種量，其中蚯蚓的量在實驗時應保證為預實驗的1.8至2.0倍。