生活污泥用于去除硫化氫的馴化實驗

謝玉生

（1.太原理工大學環(huán)境科學與工程學院，山西太原 030024;2.山西西山金信建筑有限公司，山西太原 030024）

生活污泥用于去除硫化氫的馴化實驗

謝玉生1，2

（1.太原理工大學環(huán)境科學與工程學院，山西太原 030024;2.山西西山金信建筑有限公司，山西太原 030024）

本實驗以城市污水處理廠污泥為原料，通過投加營養(yǎng)液和Na2S進行污泥馴化，培養(yǎng)出富含S2－降解菌的活性污泥，實驗結(jié)果表明，通過兩周連續(xù)投加Na2S的馴化，反應(yīng)器內(nèi)微生物已經(jīng)達到穩(wěn)態(tài)，活性污泥較為成熟，沉降比約為46%，SVI約為7 mL/g，MLSS約為6.6 g/L，S2－的去除率達到90%。

H2S，污泥馴化，生物除臭

0 引言

隨著我國規(guī)模化、集約化畜牧業(yè)的發(fā)展，畜禽生產(chǎn)中所產(chǎn)生的惡臭氣體對環(huán)境造成的污染不斷加劇，不僅嚴重影響了家畜（禽）的健康和生產(chǎn)性能的發(fā)揮，同時對人類的健康也造成了極大的威脅［1］。在惡臭氣體中，濃度較高、對人畜健康影響較大的有害氣體主要是NH3，H2S等［2-4］。

H2S作為環(huán)境危害之一，低濃度時，引起眼炎、氣管炎、咳嗽甚至咽部水腫，如果濃度過高，會使人中樞神經(jīng)麻痹，甚至窒息死亡。H2S不僅直接危害人體健康，而且在有氧和濕熱的條件下，嚴重腐蝕設(shè)備、管道和儀表等［5］。

目前國內(nèi)外的除臭方法主要有物理法（分子篩法、活性炭吸附法、膜分離法等）、化學法（克勞斯法、催化氧化法等）和生物法等［6，7］。生物法作為應(yīng)用最為廣泛的除臭方法，同傳統(tǒng)的物理化學方法相比，生物法脫硫效率較高、節(jié)約成本、條件溫和、不易產(chǎn)生二次污染等，適用于低濃度惡臭氣體的治理。但對高濃度H2S氣體的去除效率不太穩(wěn)定，而且脫硫速率較慢［8］。從目前來看，國內(nèi)的研究主要集中在運行參數(shù)的分析以及處理效果的探討。

黃樹杰等［9］研究了生物滴濾塔凈化含H2S和NH3的臭氣，結(jié)果表明，pH值在7.0～8.0之間、在溫度為25℃的情況下，去除效率均可達到90%以上。

李順義等［10］研究了多層生物濾塔對低濃度H2S廢氣的處理效果，試驗表明，多層濾塔凈化效果優(yōu)于單層濾塔，在適宜的工藝條件下，對H2S的凈化效率穩(wěn)定在90%以上。

本實驗從太原市北郊污水處理廠回流池取回活性污泥，通過定期投加能源Na2S進行污泥馴化，逐漸遞增，定期測定污泥活性，分析參數(shù)變化情況，計算脫硫效率，達到90%，認為馴化成熟，最終培養(yǎng)出富含H2S降解菌的活性污泥，為生物法去除惡臭氣體工藝的快速啟動提供參考。

1 材料與方法

1.1 菌種來源

太原市北郊污水處理廠回流池污泥。

1.2 反應(yīng)器

采用圓柱形有機玻璃加工制作，總高度為1 200 mm，直徑（外徑）為110 mm，內(nèi)徑為100 mm，總體積（V總）為9.42 L，有效容積（V有效）為7.8 L，底部設(shè)有曝氣頭，在不同高度設(shè)有進水口、出水口及取樣口。

1.3 培養(yǎng)液

培養(yǎng)液成分及投加量見表1。

表1 培養(yǎng)液成分及投加量

1.4 分析方法及主要儀器

pH，ORP，SV，MLSS的測定參照國標［11］，SO2－4采用鉻酸鋇光度法。主要儀器有恒流泵（BT-100SD），溶解氧測定儀（US60M/ H1-sensION6），分光光度計（722），酸度計（pHS-3C）等。

1.5 污泥馴化

污泥馴化是通過用惡臭氣體代替葡萄糖營養(yǎng)液作為微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)而逐步完成的。本試驗通過加入硫化鈉的方法對活性污泥進行馴化。

將取自城市污水處理廠的活性污泥2.5 L投入反應(yīng)器內(nèi)進行擴大培養(yǎng)，并加水稀釋到7 L。實驗中污泥馴化采用間歇培養(yǎng)，預(yù)曝氣24 h，然后開始馴化，HRT為24 h:每天停曝2次，沉降后排上清液，再補充新鮮污泥和營養(yǎng)液（營養(yǎng)液配方見表1），同時投加Na2S，為保證Na2S不會以H2S的形式溢出，每次添加前先將pH調(diào)節(jié)到7.0左右，溫度控制在30℃～35℃之間［12，13］。隨著實驗的進行逐漸增加Na2S的投加量，直到污泥性狀和去除效果達到穩(wěn)態(tài)。

2 結(jié)果與討論

2.1 參數(shù)變化分析

從表2可以看出，曝氣池內(nèi)溶解氧濃度維持在2 mg/L～3 mg/L，pH基本穩(wěn)定在7.0左右，雖然降解H2S的細菌如氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌在酸性條件下活性更高，但pH小于7.0時，投加入反應(yīng)器的Na2S會以H2S氣體的形式揮發(fā)，從而對Na2S的準確投加產(chǎn)生影響。Na2S水解成堿性，微生物能以Na2S為能源，降低了pH升高的可能性;同時KH2PO4和K2HPO4也對pH變化起到了一定的緩沖作用。由于污泥中部分不能降解S2－的微生物被環(huán)境淘汰，馴化期間SV值基本呈遞減趨勢，但污泥變得更加密實，通過觀察靜置后的污泥，發(fā)現(xiàn)污泥絮體的尺寸逐漸增大，SVI均小于80，證明活性污泥沉降性能良好。

表2 參數(shù)測定結(jié)果

2.2 MLSS和濃度變化情況分析

由圖1可見，隨著Na2S的逐日添加，MLSS先下降后上升，結(jié)果符合污泥從受S2－抑制狀態(tài)到利用S2－為自身代謝能源的過程，也是富含S2－降解菌的微生物富集的過程。開始階段污泥中大量不能降解S2－的微生物被逐漸淘汰，污泥沉降性能變差，絮體變得松散，同時顏色發(fā)灰。通過不斷投加新鮮污泥來補充被淘汰的污泥，以保持較高的污泥濃度。第3天時，MLSS值降到最低值。隨著馴化時間的延長，在第5天MLSS值趨于穩(wěn)定。在馴化開始時，S濃度（已減去了自來水中本底值）增長緩慢，表明S2－主要被轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物，隨著S2－投加量的不斷增加，S濃度隨著馴化的進行不斷升高，并有繼續(xù)升高的趨勢，因此繼續(xù)增加S2－投加量，加快馴化速度。

由圖2可見，隨著S2－的投加量不斷增加，MLSS緩慢下降并最終趨于穩(wěn)定，S濃度值則繼續(xù)升高，到第11天時基本穩(wěn)定。這表明反應(yīng)器內(nèi)微生物已經(jīng)達到穩(wěn)態(tài)，馴化完成。圖2的數(shù)據(jù)還表明，作為微生物馴化的監(jiān)測指標，MLSS值達到穩(wěn)定時，S濃度157.89 mg/L遠小于穩(wěn)定時的濃度216.28 mg/L。這說明MLSS先于S濃度達到穩(wěn)定。

圖1 M LSS和S濃度變化（一）

圖2 MLSS和S濃度變化（二）

3 結(jié)語

經(jīng)過兩周的馴化，活性污泥較為成熟，污泥呈黃褐色，沉降良好，沉降比約為46%，SVI約為7 mL/g，MLSS為6.6 g/L，S2－的去除率達到90%。

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On domestication experiment of domestic sludge to hydrogen sulfide

XIE Yu-sheng1，2

（1.Environmental Science and Engineering College，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China; 2.Shanxi Xishan Jinxin Architectural Co.，Ltd，Taiyuan 030024，China）

Taking the sludge the urban sewage treatment plants as the rawmaterial，the study undertakes the sludge domestication by adding the nutrient solution and Na2S，cultivates the activated sludge rich in S2－degrading bacteria，and proves by the experimental results that themicroorganism in the actor has been in the stable status，the activated sludge ismoremature，the settlement is about 46%，SVI is about 7 mL/g and MLSSabout6.6 g/L and the removal ratio of S2－achieves90%by adding Na2S for the domestication constantly in two weeks.

H2S，sludge domestication，biological deodorization

X703

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.19.012

1009-6825（2012）19-0140-02

2012-04-05

謝玉生（1972-），男，在讀工程碩士，工程師