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城市的高速发展随之带来了排水管网规模的扩大，污水的长距离运输、厌氧、高有机负荷等条件使得恶臭气体污染日益严重，其腐蚀性、恶臭性、神经毒性等已经严重危害到了居民的生产生活以及城市管理，恶臭气体种类繁多，但是造成以上危害的主要气体主要为硫化氢(H2S)和氨气(NH3)。 目前，国内外对于下水道恶臭气体的控制技术一般通过投加化学药剂控制H2S的产生或释放，可采用的化学药剂包括:碱(NaOH、Ca(OH)2)、氧化剂(O2，H2O2，Fe3+、NO2-、NO3-)、金属盐（Fe2+）以及杀菌剂(HNO2，HCIO)。其中，硝酸盐和氢氧化钠是较常用的控制技术。但是，有研究表明在投加硝酸盐的下水道中，一旦硝酸盐耗尽则污水中会产出更多硫化物，其浓度甚至比控制措施实施前更高。同时在投加NaOH时，pH提高有可能会使得管道气相中的NH3的浓度升高，引起副作用。这意味着，这两种主流的H2S控制技术的实施若不得当，反而可能会加重恶臭污染。然而，目前国内外对这些下水道恶臭污染控制手段的机理及其副作用方面仍然缺乏深入的研究，无法实施定量化、系统性的恶臭控制。 因此，本文建立下水道反应器，对投加硝酸盐控硫技术的效果与存在的问题进行了评估，并通过批量实验对其副作用的产生机理进行了研究;在另一方面，也通过批量实验对加碱法的臭味控制效果和副作用进行了评估。具体结果如下: 一、间歇投加硝酸盐控制下水道中的H2S，初期效果明显，但停止投加药剂的间歇期内H2S污染反而更严重。在模拟下水道厌氧环境中，经过7天的运行，管道污水中的硫化物浓度达到8mg-S/L并趋于稳定，此即该模拟下水道中的硫化物背景水平。开始投加40mg-N/L的硝酸钙后，硝酸盐能够完全去除下水道中的硫化物，并抑制新的硫化物生成;但是一旦硝酸盐停止投加，模拟下水道中的硫化物浓度会迅速反弹，在12小时内达到13mg-S/L，超过原污染水平的8mg-S/L。若继续每天投加硝酸盐12小时进行控硫，随着时间推移，在硝酸盐投加间歇期内，污水中的硫化物浓度越来越高。研究进行到第30天时，污水中的硫化物浓度已达到约41mg-S/L，约为背景值时5.1倍。此时，投加40mg-N/L的硝酸盐已不足以完全去除硫化物，需继续加大投药量。这表明，投加硝酸盐控硫技术在硝酸盐耗尽后会促进更多的H2S产生，导致加药量需要不断增大，该控制技术副作用明显。 二、通过批量实验研究以上现象的机理，发现导致更多H2S产生的原因是硫酸盐还原菌(SRB)对零价硫的快速利用。在投加硝酸盐阶段，污水中的硫化物大部分被硝酸盐氧化成单质硫(S0)和聚合硫化物(Sn2-)，在出水中S0和Sn2-的浓度分别达到10.9和5.8mg-S/L;而在硝酸盐停止投加并且耗尽时，污水中的S0和Sn2-的迅速减少，同时硫化物浓度快速上升，其主要来源于S0/Sn2-的还原的贡献(58.9％)。这表明SRB对S0/Sn2-的快速还原是硫化物水平快速反弹的主要原因。 三、SRB对难溶固体S0的快速利用主要是通过Sn2-这一中间介质实现的，而Sn2-的形成有赖于S0与HS-的合成。批量实验结果发现，当污水中同时存在S0与S2-，适于Sn2-的形成且有充裕有机物，则厌氧硫还原速率可高达为12.8mg-S/L-h。然而，一旦通过氯化亚铁(FeCl2)的投加阻碍Sn2-的形成，即使环境存在充足的S0和有机物，硫还原速率却仅为1.8mg-S/L-h。这表明间歇投加硝酸盐导致更多硫化物产生的根本原因是，在被硝酸盐氧化形成的S0沉积与生物膜/底泥中，当硝酸盐耗尽后通过Sn2-为中间介质被快速还原，从而导致更严重的H2S污染。 四、投加碱液调整污水的pH，在pH＜10时无法抑制SRB活性，但可有效减少H2S释放;与此同时，pH提升也会导致更多NH3释放。随着碱液的投加，下水道中的SRB活性一开始并没有出现下降，反而在pH=8时得到最高产硫速率25.5mg-S/L-h;pH达到10时，SRB活性迅速下降，产硫速率仅为1.97mg-S/L-h。维持该pH值2小时时，微生物细胞失活。这表明在pH＜10时，碱液投加对于抑制SRB活动的效果有限。不过，pH的提高可减少污水中的溶解性H2S比例，从而能够降低管道中H2S的释放量，pH达到9时，气态H2S浓度可减少到pH8时的11％。但是污水中同时存在NH4+，pH的提升将会提高NH3的释放速率。实验发现，当pH从8提高到10，H2S的浓度可从27.8ppm降低到0.3 ppm，但NH3的浓度从1.6ppm提高到了25.7ppm。这表明，投加碱液控制下水道恶臭气体污染也存在副作用。当引入臭味指标(OUE)对H2S和NH3的臭味污染水平进行综合评价后，可知pH在9.8时可以较好的降低OUE的总体水平。 由以上结果可知，无论是投加硝酸盐还是投加碱液，对下水道的恶臭气体污染控制都有明显效果，但也存在副作用。其中，投加硝酸盐作为目前应用最为广泛的下水道恶臭污染控制方法，存在的问题更为严重。投加碱液可以避免过多的硫化物产生，但是反过来也促进了NH3的释放。因此，用以上方法进行下水道恶臭气体污染控制时，应根据城市下水道物质浓度和流量变化规律，对控制效果及其副作用进行定量评估，并采用系统化控制手段，以保证长效、稳定的恶臭污染控制效果。