含盐污泥厌氧消化过程中金属离子对硫化氢产气率的抑制作用_苗英霞

Inhibitionofmetalionsonthegasproducingrateofhydrogensulfideintheprocessofanaerobicdigestionofsalt-bearingsludgeMiaoYingxia，WangJing，ZhangYushan（InstituteofSeawaterDesalination&MultipurposeUtilization，SOA，Tianjin300192，China）含盐污泥厌氧消化过程中金属离子对硫化氢产气率的抑制作用苗英霞，王静，张雨山（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津300192）［摘要］含盐污泥中含有大量硫酸盐和多种有机硫化物，在厌氧消化过程中会产生H2S。作者向含盐污水处理系统的污泥中投加不同金属离子，研究了金属离子对硫化氢产气率的抑制作用。研究结果表明：一定量的金属离子能够有效抑制恶臭气体硫化氢的产生，其抑制作用大小顺序为Cu2+＞Zn2+>Fe2+>Al3+，最大抑制率为46.15%。［关键词］金属离子；污泥；硫化氢；厌氧消化［中图分类号］X703.1［文献标识码］Β［文章编号］1005-829X（2010）03-0016-04Ａｂｓｔｒａｃｔ：Salt-bearingsludgecontainsalargenumberofsulfateandavarietyoforganicsulfides，whichwillpro-ducestenchhydrogensulfidegasintheprocessofanaerobicdigestion.TheinhibitioneffectofmetalionsonH2Sgasproducinghasbeenstudied.Fourkindsofmetalionsareaddedintothesalt-bearingsewagetreatmentsystem.TheresultshowsthatacertainamountofmetalionscaneffectivelysuppresstheproductionofstenchH2Sgas.Theinhi-bitionorderisCu2+＞Zn2+>Fe2+>Al3+andthemaximuminhibitionrateis46.15%.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：metallicions；sludge；hydrogensulfide；anaerobicdigestion厌氧消化是污水处理系统中的重要环节之一，以其运行能耗低、处理效果好且产生消化气能回收利用等优点，在国内外应用较为广泛。但目前的污水处理厂或污水处理工程都有H2S气体产生，使处理工程在选址及推广中存在一定的局限性。硫化氢是具有腐蛋臭味的无色气体，易溶于水、乙醇及甘油，能降低厌氧氨氧化菌的活性，使厌氧生物处理系统恶化〔1〕；对管道、仪表设备有强烈的腐蚀作用；燃烧时对锅炉和发电机组产生危害。另外，硫化氢泄露在空气中会对人类及生物的健康造成危害〔2〕。随着我国对海水利用技术的逐渐重视，海水用量将不断提高，必然造成更多海水排入污水处理系统中，使硫含量随之增加，更容易引发厌氧消化系统中硫化氢污染的问题。含盐污水处理系统消化污泥中含有较多种成分的硫化物，主要为有机聚合硫、硫酸根、硫氢根、硫离子等。S在污泥中存在的形式是由污泥所处的具体过程决定的，如图1所示〔2〕。厌氧状态下污泥中的有机含硫物和硫酸盐降解产生硫化氢，若此时污泥中存在某种金属离子，则污［基金项目］中央级公益性科研院所专项资金项目（2007-G12）；国家“十一五”科技支撑计划项目（2006BAB03A08）试验研究第30卷第3期2010年3月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.3Mar.，2010好氧过程SO42-SO32-S2-HS-H2S（非气态）有机S气态图1厌氧过程中含硫物的转换过程H2S（气态）厌氧过程16——工业水处理２０10－03，30（3）泥降解而产生的S2-就会与该金属离子形成难溶于水的金属硫化物沉淀，从而抑制硫化氢的产生〔3〕。笔者通过向含盐污泥中投加不同种类和浓度的重金属离子，对污泥中硫化氢产生率的抑制效果进行了研究，以期为含盐污泥处置工程的设计及运行管理提供参考。1实验部分1.1实验材料实验用污泥由含盐污水处理系统底泥经人工强制缺氧处理一周后得到，呈墨黑色，晃后液面有小气泡频繁冒出。金属离子为Cu2+、Fe2+、Zn2+、Al3+，金属离子以标液的形式加入厌氧系统中，标准液浓度为0.800mol/L。污泥发酵温度控制在30～33℃。1.2实验装置以实验室模拟厌氧反应装置作为污泥厌氧消化试验的反应器，反应装置如图2所示。试验时利用Ⅰ中的搅拌装置不定期搅拌污泥，使污泥充