探寻污水特质对压力污水系统硫化氢浓度影响：意义重大的深度研究

为解决污水系统中 H2S 引发的异味、腐蚀及危害人员健康等问题，研究人员开展污水水质对 H2S 浓度影响的研究。结果表明 pH、硫化物浓度影响 H2S 浓度，平衡浓度计算意义不大。该研究为相关治理提供依据。

　　

在城市的地下，污水管道如同一条条 “暗河”，承载着生活污水和工业废水。然而，这些管道中却隐藏着一个棘手的问题 —— 硫化氢（H₂S）。H₂S 就像一个 “隐形杀手”，不仅会散发出刺鼻的气味，让人避之不及，还会对污水管道等混凝土设施造成严重的腐蚀，大大缩短其使用寿命。更为严重的是，它对在污水系统工作的人员健康构成了巨大威胁。据研究，在污水系统中，H₂S 的浓度可能高达 1000ppm，而污水中溶解硫化物浓度甚至能达到 70mg/dm³。面对这些问题，人们一直在努力寻找解决办法，但由于对 H₂S 形成和浓度变化的机制了解不够深入，许多措施的效果并不理想。因此，深入研究污水水质对 H₂S 浓度的影响就显得尤为重要。

来自国外的研究人员针对这一问题展开了研究。他们通过构建实验室规模的压力污水系统模型，模拟真实的污水环境，进行了一系列实验。研究结果对于深入理解 H₂S 在污水系统中的行为，以及制定有效的控制策略具有重要意义。该研究成果发表在《Desalination and Water Treatment》上。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。首先，他们搭建了一个能模拟压力污水系统运行的实验室模型，使用来自波兰什切青 “Pomorzany” 污水处理厂的真实污水进行实验，以确保实验条件的真实性。其次，运用多种测量手段，包括自动探针进行连续测量和化学分析方法进行瞬时测量，获取污水中各项指标的数据。

研究结果

1. 污水特性分析：实验所用污水的化学需氧量（COD）在 292 - 466mg/dm³之间，平均值为 400mg/dm³；pH 值在 7.74 - 8.10 之间，平均值为 7.88；硫化物浓度在 0.06 - 0.36mg/dm³之间。其中，硫化物虽含量相对较低，但对混凝土仍有危害。
2. pH 值变化及影响：实验期间污水 pH 值在 7.46 - 8.10 之间波动，前 3 天下降而后上升。这种变化可能与挥发性脂肪酸（VFA）的形成和分解有关。较低的 pH 值可能会导致更高的 H₂S 浓度，因为 pH 值降低时，污水中未电离的 H₂S 比例增加，更易排放到空气中。
3. 硫化物与 H₂S 的关系：污水中硫化物浓度与气相中 H₂S 浓度存在较强相关性（相关系数约为 0.88）。当污水中硫化物浓度较低时，气相 H₂S 浓度与趋势线较接近；浓度较高时，变异性增加。
4. 多参数相关性分析：通过多元回归分析发现，pH 值、污水中硫化物浓度与气相中 H₂S 浓度之间存在线性关系（相关系数约为 0.95）。由此得出的方程能更好地解释 H₂S 浓度的变化，表明这两个参数共同对 H₂S 浓度产生影响。
5. H₂S 平衡浓度研究：根据亨利定律计算的 H₂S 平衡浓度与实际观测浓度差异较大，实际浓度仅为平衡浓度的 13% - 57%。浓度越高，与平衡浓度的差距越大，说明实际污水系统远未达到平衡状态，用平衡浓度预测实际 H₂S 浓度意义不大。
6. COD 的影响：污水的化学需氧量（COD）与 H₂S 浓度的相关性不显著，无法确定 COD 对 H₂S 形成过程的影响。可能原因是实验中所用污水的 COD 差异较小。

研究结论与讨论

该研究表明，污水的 pH 值和硫化物浓度对 H₂S 浓度有显著影响。pH 值的变化会改变污水中 H₂S 的存在形式，进而影响其向空气中的排放；硫化物浓度则直接与气相中的 H₂S 浓度相关。同时，通过多元回归分析进一步确认了这两个因素共同作用于 H₂S 浓度的变化。然而，研究也发现，根据亨利定律计算的 H₂S 平衡浓度在实际应用中价值有限，因为实际污水系统与平衡状态相差甚远。此外，由于实验中污水 COD 差异较小，未能确定 COD 对 H₂S 形成的影响，后续研究需要采用 COD 值范围更广的污水进行深入探究。

这项研究的意义重大。它为深入理解污水系统中 H₂S 的形成和浓度变化机制提供了重要依据，有助于相关人员制定更有效的策略来控制 H₂S 的产生和排放，减少其对环境和人体健康的危害，同时也为污水系统的设计、维护和管理提供了科学指导。