鋁鹽對(duì)生命體系影響的研究早已被廣大科研工作者所關(guān)注，其中較多的是關(guān)于鋁對(duì)人體、動(dòng)植物、水生生物的毒性。而鋁和許多重金屬一樣，也會(huì)對(duì)微生物存在一定的抵制作用，因此可能造成生物污水處理效率降低，其機(jī)理與重金屬致毒存在某種相似性。由于微生物在污水生物處理工藝中起著重要作用，鋁鹽對(duì)微生物的毒性研究近年來也引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。目前，在這方面的研究主要涉及鋁鹽對(duì)好氧微生物的影響。研究表明，鋁離子十幾毫克升時(shí)即達(dá)到了其對(duì)活性污泥過氧化氫酶的半數(shù)抵制濃度，當(dāng)投加的聚合氯化鋁質(zhì)量濃度達(dá)到15mg/L時(shí)，鋁離子會(huì)對(duì)好氧池的微生物活性產(chǎn)生明顯的抵制作用。鋁鹽除了對(duì)好氧微生物起到抵制作用外，在厭氧消化過程中，鋁離子對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷活性也起到抵制作用，其影響類別為代謝毒素類，當(dāng)鋁離子的濃度為0.4mg/L時(shí)，就達(dá)到了對(duì)產(chǎn)甲烷菌的50%活性抵制。

鋁鹽類混凝劑在污水處理中作為常用混凝劑廣泛使用，相應(yīng)的污水處理過程中產(chǎn)生的污泥往往含有大量的鋁離子。目前，對(duì)污泥厭氧消化的研究已有很多，但鋁鹽對(duì)污泥厭氧消化的研究還比較少。研究表明，投加鋁鹽對(duì)厭氧微生物產(chǎn)甲烷活性有明顯抵制作用。有學(xué)者研究指出，投加AlCl₃·6H₂O對(duì)初沉污泥厭氧消化的抵制作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于投加FeCl₃。

波濤聚合氯化鋁廠家研究聚合氯化鋁對(duì)污泥中溫厭氧消化系統(tǒng)的影響，分析了消化系統(tǒng)酸堿度、產(chǎn)氣量、沼氣組分、熱值和沼氣中H₂S含量等參數(shù)的變化，為污水處理廠在利用厭氧消化法處理污泥時(shí)，混凝工藝中混凝劑的選擇提供了參考。結(jié)果與分析如下：

1、聚合氯化鋁對(duì)厭氧消化系統(tǒng)酸堿度的影響研究

考察了投加聚合氯化鋁對(duì)污泥厭氧消化系統(tǒng)酸堿度的影響，結(jié)果見圖2。投加聚合氯化鋁的消化罐系統(tǒng)內(nèi)污泥的pH低于空白罐，并且隨著聚合氯化鋁投加濃度的升高，消化污泥pH逐步降低。空白罐內(nèi)污泥平均pH為7.26，聚合氯化鋁投加濃度為30、60、90、120、150mg/L的消化罐內(nèi)污泥平均pH分別為7.18、7.14、7.09、7.02和6.93，與空白罐相比較，分別降低了0.05、0.09、0.14、0.21和0.33個(gè)pH單位。水解與發(fā)酵菌及產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對(duì)pH的適應(yīng)范圍大致為5.00-6.50，而甲烷菌對(duì)pH的適應(yīng)范圍為6.60-7.50之間。當(dāng)pH降低至6.50以下時(shí)，消化系統(tǒng)已處于嚴(yán)重酸化狀態(tài)，對(duì)甲烷菌有毒害作用，故消化污泥的pH一般維持在中性附近（6.80-7.20）。試驗(yàn)結(jié)果表明，投加聚合氯化鋁會(huì)降低消化系統(tǒng)內(nèi)的酸堿度，但降低幅度較小，消化系統(tǒng)內(nèi)污泥pH仍維持在中性附近，說明投加聚合氯化鋁對(duì)消化系統(tǒng)pH的影響也較小。

2、聚合氯化鋁對(duì)厭氧消化系統(tǒng)沼氣產(chǎn)氣量的影響研究

考察了不同聚合氯化鋁投加濃度條件下，隨著消化系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的延長，沼氣日產(chǎn)氣量的變化情況（圖3）。由圖3可知，日產(chǎn)氣量隨時(shí)間呈逐漸遞增趨勢(shì)，隨投藥量的增加呈降低趨勢(shì)。空白罐以及聚合氯化鋁投加濃度為150mg/L的消化罐日產(chǎn)氣量分別由初期的1322.37和355.00ml增加至2412.09和1616.78ml，各增長了1.82和4.55倍；累計(jì)產(chǎn)氣量分別為38760.96和24310.06ml。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著時(shí)間的延長，聚合氯化鋁對(duì)產(chǎn)氣量的抵制作用有所減弱。聚合氯化鋁投加濃度為150mg/L的消化罐累計(jì)產(chǎn)氣量為空白罐累計(jì)產(chǎn)氣量的62.72%，可見投加聚合氯化鋁可使消化系統(tǒng)總產(chǎn)氣量下降。究其原因，由于產(chǎn)甲烷菌對(duì)酸堿度要求很苛刻，同時(shí)消化罐內(nèi)毒性增強(qiáng)，使得產(chǎn)甲烷菌等微生物的活性降低。故聚合氯化鋁投加濃度越高，產(chǎn)甲烷菌活性被抵制得越嚴(yán)重。連續(xù)投加鋁鹽，消化罐內(nèi)厭氧污泥可以得到馴化，與此同時(shí)，聚合氯化鋁的抵制效果也逐漸降低，但抵制效果并不會(huì)消失。

3、聚合氯化鋁對(duì)厭氧消化系統(tǒng)沼氣產(chǎn)氣組分、熱值的影響研究

試驗(yàn)17天沼氣組分的測(cè)定結(jié)果見圖4。由圖4可知，空白罐以及聚合氯化鋁投加濃度為30、90、150mg/L的消化罐產(chǎn)氣中CH₄含量為64.0%、63.6%、61.8%、60.0%，CO₂含量為23.2%、23.8%、24.4%、28.6%，H₂含量為8.6%、10.2%、12.2% 9.0%。投加聚合氯化鋁濃度為150mg/L的消化罐所產(chǎn)沼氣中CH₄含量比空白罐低6.25%，CO₂含量則比空白罐高17.21%，H₂含量比空白罐高4.65%。可見，CH₄含量隨著PAC濃度的增加呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，投加聚合氯化鋁對(duì)產(chǎn)甲烷菌的活性起到抵制作用。H₂和CO₂則與CH₄呈現(xiàn)相反趨勢(shì)，原因是產(chǎn)甲烷菌的活性受到抵制，從而導(dǎo)致將乙酸、H₂與CO₂轉(zhuǎn)化成甲烷的效率降低。沼氣組分中CH₄含量以及沼氣產(chǎn)氣量均隨聚合氯化鋁投加濃度的提高逐步降低，而熱值同樣也隨投藥量的增加而逐步降低（圖5）。試驗(yàn)17天測(cè)定的沼氣熱值由空白罐的26700 KJ/Nm³逐漸降至聚合氯化鋁投加濃度為150mg/L的25108KJ/Nm³，降低了1592KJ/Nm³，即降低了5.96%。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著聚合氯化鋁投加濃度的升高，消化系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣熱值逐步降低，但降低幅度不大。

4、聚合氯化鋁對(duì)厭氧消化系統(tǒng)中H₂S產(chǎn)生量的影響研究

圖6為不同濃度下沼氣中H₂S隨時(shí)間變化。由圖6可知，空白罐所產(chǎn)沼氣中H₂S含量平均為970.89mg/m³，聚合氯化鋁投加濃度為30、60、90、120及150mg/L的消化罐沼氣中H₂S含量平均為849.56、610.89、539.33、543.00、568.44mg/m³。隨著聚合氯化鋁投加濃度的升高，沼氣中H₂S含量逐漸降低并趨于穩(wěn)定；當(dāng)聚合氯化鋁投加濃度達(dá)到90mg/L時(shí)，沼氣中H₂S含量已達(dá)到較低值，若繼續(xù)投加聚合氯化鋁，沼氣中H₂S含量不再降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，聚合氯化鋁對(duì)消化系統(tǒng)中H₂S的產(chǎn)生有較好的抵制作用。

結(jié)論

（1）聚合氯化鋁的投加會(huì)降低厭氧消化系統(tǒng)內(nèi)的酸堿度。空白罐平均pH為7.26, 聚合氯化鋁投加濃度逐步升高，消化污泥的pH也逐漸降低，但降低幅度較小。當(dāng)聚合氯化鋁的投加量為150mg/L時(shí)，消化罐平均pH為6.93，僅降低了0.33個(gè)pH單位。

（2）聚合氯化鋁的投加對(duì)污泥厭氧消化產(chǎn)氣有消極影響，投加濃度越大沼氣量越低。聚合氯化鋁投加濃度為150mg/L的消化罐累計(jì)產(chǎn)氣量為空白罐累計(jì)產(chǎn)氣量的62.72%。隨著污泥消化時(shí)間的延長，聚合氯化鋁對(duì)污泥厭氧消化產(chǎn)氣的抵制作用逐漸減弱。

（3）隨著聚合氯化鋁投加濃度的升高，沼氣中CO₂和H₂升高，CH₄含量降低，熱值也逐漸降低。當(dāng)聚合氯化鋁投加濃度為150mg/L時(shí)，所產(chǎn)沼氣中CH₄含量比空白罐低6.25%，CO₂含量高17.21%，H₂含量高4.65%，熱值降低5.96%。

（4）投加聚合氯化鋁對(duì)消化系統(tǒng)中H₂S的產(chǎn)生具有較好的抵制效果。