[摘要] 在污泥中添加富含碳元素的替硝唑含片，提高了污泥中碳氮比，对提高污泥产

氢效果作用显著。替硝唑片添加量为

1.40g 时，污泥的产氢效果最佳，产氢速率高达

11.13mL/h。污泥厌氧发酵过程中，污泥中 SOC 浓度和 SOC/SN 逐渐降低，SN 浓度和 TVFA
浓度不断上升，

NH3-N 浓度和 pH 值均先降低后升高。 

　　

[关键词] 碳氮比 污泥 厌氧发酵 产氢 影响 

　　

 

　　

 1 引言 

　　污泥产量的快速增长及其环境安全问题已引起人们的普遍关注；另一方面，以石油、煤、
天然气为代表的化石燃料作为一次性能源正日渐枯竭，其大量使用所造成的能源短缺和环
境污染问题是新世纪人类所面临的重大挑战。利用污泥进行厌氧发酵产氢，既可解决污泥的
环境污染问题，又可制备清洁的燃料能源

――氢气。 

　　在生物制氢系统中，微生物是产氢的主体，系统中产氢细菌的数量直接影响着产氢效
率，但是产氢细菌的生长状况和代谢水平也会决定系统的产氢能力。微生物的生长和代谢离
不开碳和氮这

2 种重要的营养元素，两者在量上的比例关系为碳氮比（C/N）。C/N 作为影

响因子，参与细菌的产能代谢过程，主要作用于微生物的自身合成代谢过程和有机物在微
生物体内的生物氧化过程。

C/N 太高，细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH 值易降

低；

C/N 太低，氮量过多，pH 值可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化过程[1]。污泥中可

溶

C/N 很低，只有 3~7，可见污泥中可溶碳含量很低，污泥的碳源不足，会抑制污泥厌氧

发酵过程。本文将对该系统微生物群落中主要可控生态因子

C/N 对污泥产氢发酵过程的影

响进行研究。

 

　　替硝唑含片（

Tinidazole Tablets）为类白色片或淡黄色薄膜衣片，主要成分为替硝唑，

其化学名为

2-甲基-1-[2-（乙基磺酰基）乙基]-5-硝基-1H-咪唑，分子式：C8H13N3O4S，

分子量：

247.28。替硝唑含片是新一代硝基咪唑类抗原虫与厌氧菌新药，2~4 mg/L 的浓度可

抑制大多数厌氧菌。另经本研究检测发现替硝唑含片中糖含量为

60％，可见，替硝唑既能

起到抑制厌氧菌的作用，又能为污泥提供丰富的碳源。

 

　　

2 材料与方法 

　　

2.1 污泥来源及基本特性 

　　污泥取自上海曲阳污水处理厂浓缩池，过

1.25cm 筛后作为试验污泥。 

　　

2.2 替硝唑片来源 

　　替硝唑片购于上海某药店，经玛瑙研钵磨成粉后贮存于密封袋中备用。

 

　　

2.3 实验方法 

　　将试验污泥分为

5 份，分别按下面的量加入替硝唑片：1.12g/100g 污泥、1.40g/100g 污

泥、

1.68g/100g 污泥、1.96g/100g 污泥和 2.24g/100g 污泥。 

　　

2.4 实验操作方法与装置 

　　取

100g 加入替硝唑片的试验污泥装入 250mL 血清瓶中，向瓶中充高纯氮 1min 以驱除

瓶中的氧气，然后迅速用橡胶塞密封后放入

36

℃的恒温室中进行厌氧发酵产氢，见图 1。为

保证试验数据准确可靠，所有污泥样均做

3 个平行样，试验结果为 3 个平行样的平均值。 

　　

 

　　图

1 厌氧发酵装置 

　　

2.5 分析项目及测定方法 

　　发酵气体组分和含量用气相色谱法测定：采用

GC-14B 型气相色谱仪，热导检测器，

不 锈 钢 填 充 柱 ， 柱 长

2m, 担 体 ： GDX － 104 ， 80~100 目 ， 载 气 ： 氮 气 ， 载 气 流 量 ：

30mL/min，桥电流 90mA，检测器、进样器及色谱柱温度分别为：90

℃、40℃、40℃，进样

量：

0.2mL 。使用标准气体组分得到相应气体的保留时间和峰值，可计算得到待测发酵气体