摘要：污水中的硫化物是导致污水恶臭污染问题的主要原因，如果硫化物从污水和污泥中释放到空气，会对人们的正常生活和身体健康产生严重影响。污水处理厂对污水中硫化物的处理方式主要分为两种，一种是采取物理或化学方法对恶臭气体进行处理，另一种是源头控制方法，对恶臭污水污染源进行处理。本文将研究污泥对水中硫化物的吸附特性，利用这种特性可以降低源头控制成本，降低硫化物气体排放量。
关键词：污水处理厂；污泥；硫化物；吸附特性
前言：H2S是城市污水中最典型的恶臭污染物，采用污染源控制法，在污水中加入氧化剂或吸附剂，可以降低污水中的H2S浓度，从而降低H2S的排放量。但该处理方式成本过高，无法大规模应用。相关研究发现，污泥对污水中的H2S有良好的吸附作用，有利于降低源头控制成本，对H2S排放量进行有效控制。
一、污泥材料选备
选取三家不同城市污水处理厂的污泥作为本文试验研究材料，三家污水处理厂均采用A2/O工艺，污泥采自二沉池的回流污泥，并放在4℃的冰箱内备用，采取密封保存措施。在进行污泥的硫化物吸附特性测试前，首先测定污泥的自身性质，包括悬浮固体浓度、挥发性固体浓度和酸可挥发性硫化物含量。其中，酸可挥发性硫化物含量即污泥的自有硫化物，具体测定数值如表1所示[1]。
二、硫化物溶液制备
硫化物溶液选用纯Na2S•9H2O配置母液，并使用稀盐酸将其酸碱度调节到7左右。母液的硫化物浓度为30~50mg/L，根据试验需要，采用无氧水将母液浓度稀释到0~30mg/L，作为试验用硫化物溶液。硫化物容易氧化或挥发，所以采用现用现配的原则进行硫化物溶液制备[2]。
三、污泥吸附特性的影响因素
（一）试验方法
采用吸附等温线测定法，试验温度为25℃，试验材料为15mL硫化物溶液和2mL污泥，在螺旋口玻璃瓶中进行混合，总体积44mL（含瓶）。将玻璃瓶密封后采用数显形热搅拌仪搅拌，搅拌速度为400r/min，共搅拌40min。检测混合溶液的硫化物浓度，并与初始浓度进行对比，计算污泥吸附量。
（二）影响因素测定
对温度、PH值和离子浓度等影响因素进行测定分析。（1）温度影响因素测定方法，选取B污水处理厂的污泥，调整试验温度分别为5/15/25/35℃，硫化物初始浓度为0~30mg/L。（2）PH值影响因素测定方法，选取B污水处理厂的污泥，采用稀盐酸溶液将其pH值调节为0~7，与浓度为0.45mg/L硫化物溶液进行混合，测定平衡时混合液的pH值。（3）离子影响因素测定，污水中罕有SO42-和Cl-等离子，测定试验溶液的SO42-离子浓度为0~12mg/L，Cl-离子浓度为0~25mg/L，硫化物初始浓度为18mg/L。
四、分析总结
（一）分析方法
采用顶空气相色谱法对硫化物浓度进行测定分析，搅拌完成后，取螺旋口玻璃瓶的250μL顶空气作为样品，进行气相色谱分析。色谱柱为CD-WAX，采用FPD检测器，并采用外标法对硫化物进行定量。采用电子天平和箱式电炉对污泥成分进行测定，其中酸可挥发性硫化物含量仍旧采取顶空气相色谱测定法。采用便携式PH值测定仪对混合液pH值进行测定。分别采用Langmuir和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合。
（二）试验结果分析
1、污泥硫化物吸附等温线
在同等温度试验条件下，A、B、C三家污泥厂污泥的硫化物吸附量大小顺序为A>C>B，说明不同组成成分的污泥的吸附能力存在差异，但具体影响因素还需要进一步分析。污泥吸附硫化物等温线曲线属于单分子层吸附，采用Langmuir方程的拟合相关系数大于0.99，而采用Freundlich方程的拟合相关系数未达到0.90，因此最终采用Langmuir方程进行等温线拟合。
2、温度影响分析
试验研究表明，温度是污泥吸附能力的重要影响因素，其物理吸附能力随温度升高而降低，化学吸附能力则相反，这对利用污泥吸附硫化物的实际应用具有重要指导意义。夏季温度高时污泥的吸附效果好。
3、pH值影响分析
pH对污泥吸附特性的影响主要表现为对污泥表面特性的影响，可以通过改变污泥表面特性，改变其吸附能力。当污泥pH值小于2时，其硫化物吸附量显著下降，甚至会导致污泥的自有硫化物被释放出来。污泥的硫化物吸附过程为离子交换过程，属于化学吸附。
4、离子影响分析
污水中的其他离子对污泥吸附特性无明显影响，在本次试验研究中，Cl-离子浓度为0~25mg/L，吸附量为18.5~19.5mg/g，SO42-离子浓度为0~12mg/L，吸附量为18.2~19.6mg/L，Cl-离子和SO42-离子在上述浓度范围内变化，均为引起污泥吸附量的明显变化，因此对污泥吸附能力明显影响。
结束语：通过上述试验分析研究可知，污泥对污水中硫化物的吸附能力主要受自身成分、温度和pH值的影响，而受污水其他离子浓度的影响不大。在温度为5~35℃条件下，污泥吸附能力随温度上升而提升，当pH值小于2时，污泥吸附能力显著降低，此时吸附过程为化学吸附。了解这些特性，可以帮助城市污水处理厂更好的利用污泥进行污水硫化物处理，降低恶臭污染治理成本。
参考文献：
[1]张丽丽，李花粉，苏德纯.我国城市污水处理厂污泥中重金属分布特征及变化规律[J].环境科学研究，2013，03：313-319.
[2]马蜀.城市污水处理厂污水污泥能值测定分析研究[D].重庆大学，2007.
论文作者:余坚盛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/11
标签：硫化物论文; 污泥论文; 浓度论文; 污水论文; 污水处理论文; 溶液论文; 离子论文; 《基层建设》2017年第14期论文;