我国水处理能力提高的同时,随之而来的是污泥处置的问题。我国“重水轻泥”的情况仍十分严重,距离“十三五”中对污泥无害化处置的要求我国仍有很长的路要走。蚯蚓堆肥作为一种绿色环保的污泥处置技术,契合“绿水青山就是金山银山”的发展目标,近些年逐渐引起学者的关注。蚯蚓能够加速污泥中有机质的降解,促进有毒有害物质的转化。蚯蚓堆肥是蚯蚓与微生物发挥协同作用的系统,而蚯蚓会对微生物造成影响,从而影响污泥处理效果。本课题组前期探究的皆是蚯蚓的综合作用对城镇污泥的影响,蚯蚓的综合作用包括粘液、消化等。但蚯蚓粘液和消化作用对城镇污泥微生物的影响尚不明确,如果忽视蚯蚓的消化作用和粘液对城镇污泥中微生物群落结构的影响,就很难完整的解释城镇污泥稳定化过程中蚯蚓对微生物的作用。本研究主要探究了蚯蚓消化作用和蚯蚓粘液对城镇污泥理化性质及微生物群落结构的影响。在蚯蚓消化作用部分,通过比较污泥组和蚓粪组的理化性质,微型生物镜鉴,以及高通量测序结果探究了蚯蚓消化作用对城镇污泥微生物群落结构的影响;在蚯蚓粘液部分,通过比较污泥组、粘液组以及蚯蚓组中理化性质差异,通过主成分分析初步探究了蚯蚓粘液对城镇污泥的影响以及蚯蚓粘液在蚯蚓堆肥系统中的作用。实验结果如下:(1)蚯蚓消化作用能够显著降低污泥中有机质的含量,经蚯蚓消化作用后有机质减少70.76%。蚓粪组中氨氮含量是污泥组的6.0倍,说明蚯蚓消化作用能够促进污泥中有机氮的矿化。蚯蚓消化作用显著降低了污泥中总氮的含量而对硝氮无显著影响。污泥组的电导率高于蚓粪组可能是由于蚯蚓肠道内的微生物对污泥中无机盐的利用所导致。污泥组和蚓粪组的速效磷无显著差异,说明蚯蚓消化作用不是蚯蚓堆肥系统中速效磷增加的原因。微型动物镜鉴结果表明,蚯蚓消化作用对微型动物的组成影响较小,但能够显著减少污泥中表壳虫、砂壳虫、轮虫以及轮虫卵的数量。(2)高通量结果表明污泥经过蚯蚓消化作用后,其丰富度和多样性皆下降。经蚯蚓消化作用后18s rRNA基因序列中有7个菌门消失,占污泥中18s rRNA基因序列的46.67%。16s rRNA基因序列消失的菌门仅有6个菌门,占污泥中16s rRNA基因序列的23.08%,并且新出现一种菌门—柔膜菌门,说明蚯蚓消化作用对污泥中18s rRNA基因序列的影响大于16s rRNA基因序列。门分类水平,蚯蚓消化作用对污泥中微生物的占比也会造成较大影响(门水平,属水平)。16s rRNA基因序列中,呈现出显著差异性的菌门为变形菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、放线菌门和厚壁菌门,其中变形菌门和拟杆菌门减少;18s rRNA基因序列中子囊菌门、担子菌门和norank_k_Fungi具有显著性差异,其中子囊菌门明显减少,担子菌门和norank_k_Fungi增多。16s rRNA基因序列属水平中,污泥中占比较高的菌属为丛毛单胞菌科、噬纤维菌科、脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、黄杆菌属(Flavobacterium),以上都是与反硝化相关的菌属,说明蚯蚓消化作用能够减少反硝化菌属的丰度。18s rRNA基因序列中毛孢子菌(Trichosporon)、白地霉属(Galactomyces)、norank_p__Ascomycota和norank_k__Fungi是蚓粪中的主要菌属。经蚯蚓消化作用后毛孢子菌(Trichosporon)和白地霉属(Galactomyces)的占比增加,表明蚓粪可以加速污泥中纤维素的降解。从基因序列功能角度分析,蚯蚓消化作用并不会对污泥中微生物功能组成造成影响,仅会对功能基因的丰度产生影响。蚯蚓消化作用使污泥中有关氨基酸,碳水化合物转运以及代谢的功能记忆丰度减小。(3)蚯蚓粘液实验结果表明三个实验组蚯蚓组对有机质的降解最快,粘液组次之,污泥组组最为缓慢,粘液组和污泥组呈现出相似的变化趋势。粘液的投加在实验前期加速污泥有机质的降解而在实验后期则影响较小,这是由于粘液被微生物利用以及粘液自身挥发的缘故。实验过程中,粘液组的电导率高于污泥组而低于蚯蚓组说明粘液提高了城镇污泥的矿化程度且粘液对污泥的矿化弱于蚯蚓的综合作用。在实验结束时,粘液组的氨氮显著高于污泥组,说明粘液使污泥的氨化进程提前,而粘液投加对硝氮以及TN影响较小。实验第二十天,粘液组中的速效磷开始积累并显著高于污泥组但滞后于蚯蚓组,说明粘液是蚯蚓堆肥系统中速效磷增加的原因之一。主成分分析表明,OM、pH、氨氮、AP以及EC与第一主成分的相关性更高;SWC、TN以及硝氮与第二主成分的相关性更高。样本在主成分分析图中的分布表明,污泥组与粘液组的相似性更高,而污泥组、粘液组与蚯蚓组的差异性更大。