生活污泥用于去除硫化氢的驯化实验

谢玉生

（1.太原理工大学环境科学与工程学院，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氢的驯化实验

谢玉生1，2

（1.太原理工大学环境科学与工程学院，山西太原 030024;2.山西西山金信建筑有限公司，山西太原 030024）

本实验以城市污水处理厂污泥为原料，通过投加营养液和Na2S进行污泥驯化，培养出富含S2－降解菌的活性污泥，实验结果表明，通过两周连续投加Na2S的驯化，反应器内微生物已经达到稳态，活性污泥较为成熟，沉降比约为46%，SVI约为7 mL/g，MLSS约为6.6 g/L，S2－的去除率达到90%。

H2S，污泥驯化，生物除臭

0 引言

随着我国规模化、集约化畜牧业的发展，畜禽生产中所产生的恶臭气体对环境造成的污染不断加剧，不仅严重影响了家畜（禽）的健康和生产性能的发挥，同时对人类的健康也造成了极大的威胁［1］。在恶臭气体中，浓度较高、对人畜健康影响较大的有害气体主要是NH3，H2S等［2-4］。

H2S作为环境危害之一，低浓度时，引起眼炎、气管炎、咳嗽甚至咽部水肿，如果浓度过高，会使人中枢神经麻痹，甚至窒息死亡。H2S不仅直接危害人体健康，而且在有氧和湿热的条件下，严重腐蚀设备、管道和仪表等［5］。

目前国内外的除臭方法主要有物理法（分子筛法、活性炭吸附法、膜分离法等）、化学法（克劳斯法、催化氧化法等）和生物法等［6，7］。生物法作为应用最为广泛的除臭方法，同传统的物理化学方法相比，生物法脱硫效率较高、节约成本、条件温和、不易产生二次污染等，适用于低浓度恶臭气体的治理。但对高浓度H2S气体的去除效率不太稳定，而且脱硫速率较慢［8］。从目前来看，国内的研究主要集中在运行参数的分析以及处理效果的探讨。

黄树杰等［9］研究了生物滴滤塔净化含H2S和NH3的臭气，结果表明，pH值在7.0～8.0之间、在温度为25℃的情况下，去除效率均可达到90%以上。

李顺义等［10］研究了多层生物滤塔对低浓度H2S废气的处理效果，试验表明，多层滤塔净化效果优于单层滤塔，在适宜的工艺条件下，对H2S的净化效率稳定在90%以上。

本实验从太原市北郊污水处理厂回流池取回活性污泥，通过定期投加能源Na2S进行污泥驯化，逐渐递增，定期测定污泥活性，分析参数变化情况，计算脱硫效率，达到90%，认为驯化成熟，最终培养出富含H2S降解菌的活性污泥，为生物法去除恶臭气体工艺的快速启动提供参考。

1 材料与方法

1.1 菌种来源

太原市北郊污水处理厂回流池污泥。

1.2 反应器

采用圆柱形有机玻璃加工制作，总高度为1 200 mm，直径（外径）为110 mm，内径为100 mm，总体积（V总）为9.42 L，有效容积（V有效）为7.8 L，底部设有曝气头，在不同高度设有进水口、出水口及取样口。

1.3 培养液

培养液成分及投加量见表1。

表1 培养液成分及投加量

1.4 分析方法及主要仪器

pH，ORP，SV，MLSS的测定参照国标［11］，SO2－4采用铬酸钡光度法。主要仪器有恒流泵（BT-100SD），溶解氧测定仪（US60M/ H1-sensION6），分光光度计（722），酸度计（pHS-3C）等。

1.5 污泥驯化

污泥驯化是通过用恶臭气体代替葡萄糖营养液作为微生物所需的营养物质而逐步完成的。本试验通过加入硫化钠的方法对活性污泥进行驯化。

将取自城市污水处理厂的活性污泥2.5 L投入反应器内进行扩大培养，并加水稀释到7 L。实验中污泥驯化采用间歇培养，预曝气24 h，然后开始驯化，HRT为24 h:每天停曝2次，沉降后排上清液，再补充新鲜污泥和营养液（营养液配方见表1），同时投加Na2S，为保证Na2S不会以H2S的形式溢出，每次添加前先将pH调节到7.0左右，温度控制在30℃～35℃之间［12，13］。随着实验的进行逐渐增加Na2S的投加量，直到污泥性状和去除效果达到稳态。

2 结果与讨论

2.1 参数变化分析

从表2可以看出，曝气池内溶解氧浓度维持在2 mg/L～3 mg/L，pH基本稳定在7.0左右，虽然降解H2S的细菌如氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌在酸性条件下活性更高，但pH小于7.0时，投加入反应器的Na2S会以H2S气体的形式挥发，从而对Na2S的准确投加产生影响。Na2S水解成碱性，微生物能以Na2S为能源，降低了pH升高的可能性;同时KH2PO4和K2HPO4也对pH变化起到了一定的缓冲作用。由于污泥中部分不能降解S2－的微生物被环境淘汰，驯化期间SV值基本呈递减趋势，但污泥变得更加密实，通过观察静置后的污泥，发现污泥絮体的尺寸逐渐增大，SVI均小于80，证明活性污泥沉降性能良好。

表2 参数测定结果

2.2 MLSS和浓度变化情况分析

由图1可见，随着Na2S的逐日添加，MLSS先下降后上升，结果符合污泥从受S2－抑制状态到利用S2－为自身代谢能源的过程，也是富含S2－降解菌的微生物富集的过程。开始阶段污泥中大量不能降解S2－的微生物被逐渐淘汰，污泥沉降性能变差，絮体变得松散，同时颜色发灰。通过不断投加新鲜污泥来补充被淘汰的污泥，以保持较高的污泥浓度。第3天时，MLSS值降到最低值。随着驯化时间的延长，在第5天MLSS值趋于稳定。在驯化开始时，S浓度（已减去了自来水中本底值）增长缓慢，表明S2－主要被转化为中间产物，随着S2－投加量的不断增加，S浓度随着驯化的进行不断升高，并有继续升高的趋势，因此继续增加S2－投加量，加快驯化速度。

由图2可见，随着S2－的投加量不断增加，MLSS缓慢下降并最终趋于稳定，S浓度值则继续升高，到第11天时基本稳定。这表明反应器内微生物已经达到稳态，驯化完成。图2的数据还表明，作为微生物驯化的监测指标，MLSS值达到稳定时，S浓度157.89 mg/L远小于稳定时的浓度216.28 mg/L。这说明MLSS先于S浓度达到稳定。

图1 M LSS和S浓度变化（一）

图2 MLSS和S浓度变化（二）

3 结语

经过两周的驯化，活性污泥较为成熟，污泥呈黄褐色，沉降良好，沉降比约为46%，SVI约为7 mL/g，MLSS为6.6 g/L，S2－的去除率达到90%。

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［2］谢冰，史学梁.微生物法脱臭及其应用［J］.上海环境科学，1997，16（3）：14-16.

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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

谢玉生（1972-），男，在读工程硕士，工程师