Южного казахстана

 
200 
анализ  имеет  важное  значение  для  контроля  за  процессом  биосульфидной  обработки.
 
Увеличение  и  последующая  стабилизация  содержания  СО
2
  также  важны  и  являются 
фактором определения стабильности работы микробной ассоциации после запуска био-
реактора. Для предупреждения проблемы растворения сероводорода и углекислого газа 
были проведены эксперименты с предварительным сбором газа в специальные  пробо-
отборные пакеты за определенный период времени  c последующим измерением объе-
ма  газа  с  помощью  газометра  Milligascuonter
®
1Тип  MGC-1  (Германия).  Такое  косвен-
ное  измерение  объема  газа  минимизирует  поверхность  контакта  жидкости  и  газовой 
фазы. 
Исследования газовой фазы проводились на лабораторном газовом хроматографе 
СЭЛМИХРОМ-1(Украина).  Были  использованы  три  последовательно  подключенные 
колонки: предварительная PLOT колонка с «PoraPLOT Q»; балластная колонка с «Хро-
матон N-AW-DMCS»; HP-PLOT колонка с молекулярным ситом Mole Sieve. В качестве 
газа-носителя был использован аргон, скорость потока 25 мл/мин. Был применен детек-
тор  теплопроводности  (катарометр).  Для  калибровки  и  определения  времени  удержи-
вания газов использовались аттестованные поверочные газовые смеси.  
Контроль  рН  проводился  с  интервалом  в  сутки  с  помощью  ионометра  рХ-150  
(Беларусь) с электродом стеклянным комбинированным «ЭКС-10603».  
Методика проведения измерения объема газовой фазы. Из газового пакета газ 
отводят в мерную камеру и измеряют объем образованной газовой фазы (V
i
) по мони-
тору газометра.  
1.
 
Определяют температуру (T
a
),  давление (P
a
) по показаниям термометра и ба-
рометра, а также давление пара жидкости (воды) (P
V
) по стандартной таблице[7]. 
Согласно  уравнению  состояния  газа,  применяется  следующее  уравнение  для  
коррекции температуры и давления[7]: 
 
,                                                            (1) 
 
где V
N
  -  номинальный объем, мл; V
i -
  объем, показанный на мониторе, мл;  P
a
 -  фак-
тическое  давление  воздуха,    мбар;    P
V
  -    парциальное  давление  водяных  паров  (24,9 
мбар); P
L
 -  давление столба жидкости над мерной камерой (2 мбар); P
a
= P
N
 -  нормаль-
ное  давление  (1013.25  мбар);  T
N
  -  нормальная  температура  (273К);  T
a
  -  фактическая 
температура (294 ,15 К). 
Результаты и их обсуждение. Сбраживание смеси ОСВ проводилось до стабили-
зации выхода газовой фазы из биореактора. В лабораторной установке первоначально 
анаэробные  условия  не  создавались.  Гетеротрофные  аэробные  микроорганизмы  ис-
пользовали кислород в среде биореактора, что привело к естественному формированию 
анаэробиоза,  в  котором  сульфатвосстанавливающие  бактерии  (СВБ)  начинали  разви-
ваться.  
СВБ,  как  известно,  склонны  к  лаг-фазе  или  периоду  адаптации  при  переводе  на 
новые 
условия роста.  Поэтому не является неожиданным, что мало сульфида образовывалось 
в системе в течение первых пяти суток, что подтверждается визуальным наблюдением 
за  осаждением  сероводорода  в  ацетатной  ловушке.  Период  сбраживания  составил  20 
суток. 
В анаэробный биореактор подавалась смесь ОСВ со значением рН=8,00.  
Результаты анализа приведены в таблице 1. Состав биогенного газа, образовавше-
гося  в  процессе  биосульфидной  обработки,  отличается  по  соотношению  компонентов 
от биогаза метанового брожения. С высоким содержанием сероводорода в газовой фазе 
0, 903955
a
V
L
N
N
i
i
N
a
P
P
P
T
V
V
V
P
T

 
201 
связана  принципиальная  возможность  проведения  процесса  осаждения  ионов  ТМ  в 
форме нерастворимых сульфидов из ОСВ. В ацетатной ловушке наблюдалось активное 
осаждение сероводорода в форме сульфида цинка (белый осадок) на 5  - 10 сутки. Это 
качественная реакция на присутствие в газовой фазе сероводорода.  
 
Таблица 1 - Результаты анализа биогаза, образующегося в процессе 
биосульфидной обработки ОСВ 
 
Компоненты 
Объемная доля, % 
Сероводород 
46.8±1.56 
Диоксид углерода 
19.3±1.12 
Метан 
25.4±1.05 
Водород 
2.8±0.02 
Азот 
5.70±0.03 
 
 
Для  определения  объемной  доли  сероводорода  в  газовой  фазе,  образующейся  в 
процессе  биосульфидной  обработки  ОСВ  совместно  с  фосфогипсом,  был  эффективно  
использован метод газовой хроматографии.  
Была проведена серия экспериментов по изучению корреляции динамики произ-
водства биогенного газа и рН.  
Наблюдаемые  за  изменением  объема  выходящего  биогенного  газа  данные  пред-
ставлены в сводной таблице 2.  
 
Таблица 2 - Продуктивность анаэробного биореактора по биогенному газу 
 
Время удержания, сутки 
Эксперимент №1 
Эксперимент №1 
V
i
 
V
N
 
V
i
 
V
N
 
0 
0.0 
0.00 
0.0 
0.00 
2 
678 
612.88 
650 
587.57 
4 
1340 
1211.3 
1970 
1780.79 
6 
2870 
2594.35 
2610 
2359.32 
8 
3670 
3317.52 
5250 
4745.76 
10 
3420 
 3091.53 
6200 
5604.52 
12 
2390 
2160.45 
5230 
4727.68 
14 
1230 
1111.86 
4760 
4302.83 
16 
920 
831.64 
3810 
3444.07 
18 
960 
867.8 
2967 
2682.034 
20 
910 
822.6 
2867 
2591.64 
 
 
Исходя из полученных результатов, можно поделить профиль выхода биогенно-
го газа и изменения рН на несколько зон (Рисунки 1,2). Проведем анализ этих зон.  
Эксперимент  №1.  Рост  ацетатогенных  микроорганизмов  сопровождался  резким 
закислением среды в биореакторе на 2,8 ед. в период 2-6 суток (зона I), вероятно обу-
словленным гидролизом субстрата и выделением летучих жирных кислот (ЛЖК) и вы-
делением углекислого газа, который растворяется с образованием угольной кислоты и 
рН системы снижается.   
В  дальнейшем  на  6-10  сутки  кривая  рН  стабилизировалась  (зона  II)  с  незначи-
тельным падением значений рН еще на 0,3 ед., что свидетельствует о неполном удале-

 
202 
нии ЛЖК вторичными анаэробами, в первую очередь, СВБ и подтверждено резким па-
дением производительности биореактора по биогенному газу.  При этом максимум вы-
деления газовой фазы пропал на 8 сутки и составил 3317 мл. 
 
 
 
 
V1, V2 – объем выходящего из биореактора биогенного газа  
в эксперименте №1 и №2, соответственно 
 
Рисунок 1 – Изменение  динамики выхода газовой фазы из системы  
 
 
 
 
рН1, рН2 – значения рН  в эксперименте №1 и №2, соответственно 
 
Рисунок 2 – Изменение  рН в системе 

 
203 
На 10-16 сутки повышения рН не произошло и соответствовало понижению вы-
хода биогенного газа из биореактора (зона III).  С увеличением времени удержания вы-
ход газовой фазы стабилизировался (зона IV) на уровне 800 мл/сут. и рН составило 5,38 
на 20-е сутки.  
Эксперимент  №2.  После  полного  окисления  органических  веществ  микробным 
сообществом происходит активное выделение углекислого газа (зона I), что происходит 
в  соответствии  с  принципом  Ле  Шателье  в  результате  смещения  равновесия  при  по-
глощении растворенного углекислого газа:  
 
2
3
3
2
3
2
2
2Н
CO
Н
НCO
Н CO
Н О CO
                                       (1) 
 
Как и в первом случае происходит падение рН, но не настолько значительно - на 
1,34 ед. Выделение сероводорода наблюдалось при значениях рН=6,50, что свидетель-
ствует об адаптации СВБ к условиям среды и эффективному использованию  малорас-
творимого минерального субстрата (добавки фосфогипса). 
 Для  поддержания  рН  в  оптимальных  пределах  был  добавлен  1%-ый  раствор 
NaOH на 6 сутки для доведения рН до 6,7, что стимулировало метаболическую актив-
ность микроорганизмов. Кроме того,  каждый моль сероводорода, который  составляет 
жидкую фазу, соответственно удаляет два моль ионов водорода из системы и стимули-
рует увеличение рН на 0,3 ед. (зона II).   
При  этом  максимум  выделения  газовой  фазы  пропал  на  10  сутки  и  составил 
5604мл при рН=7,00 (Рисунки 1,2).  
Со  временем,  снижение  рН  становится  все  медленнее  и  переходит  в  область  со 
стабильным уровнем рН (зона   III). С увеличением времени удержания выход биоген-
ных  газов  стабилизировался  (зона  IV)  на  уровне  2600  мл/сут.    Уровень  рН  составлял 
6,65 на 20-е сутки. 
После обработки органические хелатокомплексы с ТМ разрушаются и образуются 
устойчивые  соединения  сульфидов  металлов:  сульфиды  железа  (марказиты),  никеля, 
хрома и т.д. Таким образом, происходит связывание ТМ в недоступную для  растений 
форму[4-6].  
Заключение. В процессе биосульфидной обработки происходит образование био-
генного сероводорода, который используется в технологической схеме для биохимиче-
ского связывания ионов ТМ из ОСВ. В состав газовой фазы входят компоненты в таком 
процентном соотношении: H
2
S – 46.8 %; СО
2
 – 19.3 %; CH
4
 – 25.4 %; H
2 
- 2.8 %; N
2
 – 
5.7%. 
Следует отметить, что процесс биосульфидной обработки в промышленных мас-
штабах целесообразно осуществлять при рН = 6,50-7,50 для обеспечения наиболее глу-
бокого и полного биохимического удаления ТМ. 
Полученные данные подтверждают активное развитие в пространстве биореакто-
ра СВБ, которые используют для  своего роста органический и минеральный субстрат 
(смеси ОСВ и фосфогипса), что сопровождается образованием сероводорода и прохож-
дению процесса обезвреживания ОСВ. 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
1
 
Зыкова И.В. Обеззараживание избыточных активных илов и осадков от тяже-
лых металлов: автореф. … док. хим. наук: 03.00.16. - Санкт-Петербург, 2008. – 32с. 
2
 
Глушанкова  И.С.  Детоксикация  осадков  сточных  вод  биологических  очистных  со-
оружений // Чистый город. - 2009. - № 1(45). - С. 37-41.  

 
204 
3
 
Котюк Ф. О. Зниження рівня екологічно небезпечного впливу осадів міських стічних 
вод на навколишнє середовище: автореф. … канд. техніч. наук: 21.06.01. – Харків, 2006. –26 с. 
4
 
Черниш Є.Ю.,  Пляцук  Л.Д. Теоретичне  обґрунтування  технології  комплексної  пере-
робки осадів міських стічних вод // Екологічна безпека.  -2011. -№ 2/(12). – С. 98-100. 
5
 
Черниш Є.Ю., Пляцук Л.Д. Проектування біотехнологічних систем видалення важких 
металів з осадів стічних вод// Наукові записки. – 2012. -№1(38). – С. 184-189. 
6
 
Черниш Є.Ю., Пляцук Л.Д. Екологічні аспекти використання осадів стічних вод: ме-
ханізми фіксації важких металів та їх видалення з осадів // Екологія та промисловість. – 2012. -
№ 3. - С. 82-87. 
7
 
Газометр MILLIGASCOUNTER®Тип MGC-1. Т
ехнические характеристики. 05.03.  V 
3.0. Rev. 2012.- 15 с.
 
 
ТҤЙІН 
 
Пляцук Л.Д. -  т.ғ.д., профессор, Черныш Е.Ю. - аспирант 
Сума мемлекеттік университеті, Сума қ., Украина 
 
Ағынды сулардың тҧнбаларын биосульфидті ӛңдеу процесінде биореактордың ӛнімділігін 
талдау 
 
Қалалық  ағынды  сулардың  тұнбасын  (АСТ)  биосульфидті  ӛңдеу  процесінде  жүретін  
жоғары концентрациялық биогенді күкіртсутекпен түзілетін биогазды, ауыр металдардың ион-
дарын  биохимиялық  байланыстыру  үшін  технологиялық  тізбекте  қолданылады.    Бұндай 
жағдайда ӛндірістік қондырғыларды күкіртсутектің концентрациясы 60 % дейін жетуі мүмкін. 
Жүргізілген  талдаудың  қорытындысында  биогенді  күкіртсутектің  түзілу  динамикасы  туралы 
нәтижелер,  сонымен  қатар  газдық  фазаның  сандық  және  сапалық  құрамы  анықталды.  Газдық 
фазаның құрамына  компоненттердің  кӛлемдік  мӛлшерімен:  H
2
S  –  46,8%;  СО
2
  –  19,3%;  CH
4
  – 
25,4%;  H
2
  –  2,8%;  N
2
  –  5,7%.    Алынған  нәтижелер,  биореактор  аймағындағы    сульфатты  то-
тықсыздандырғыш бактерияларын органикалық ӛсу және минералдық субстрат (АСТ қоспасы 
және  фосфогипс)  ретінде  күкіртсутектің  түзілуімен  және  АСТ  детоксикациямен  қоса 
қолданылды. 
 
RESUME 
 
Plyatsuk L. –Doctor of Technical Sciences, Professor, Chernish E. - Ph. D. student 
Sumy State University, Sumy, Ukraine 
 
Analysis of bioreactor's productivity during biosulfidognic  sewage sludge treatment 
 
The  biogas  with  high  concentrations  of  biogenic  hydrogen  sulfide  is formed  in  the  process  of 
biosulfidogenic treatment. It is used in the technological process for the biochemical binding of ions 
heavy metals in sewage sludge (SS).In this case, in industrial concentrations of hydrogen sulfide can 
occur up to 60%. The analysis of the formation biogenic hydrogen sulfide dynamic was provided. The 
quantitative of composition the gas phase were analyzed. The gas phase consist such components as 
H
2
S - 46.8%; СО
2
 - 19.3%; CH
4
 - 25.4%; H
2
 - 2.8%; N
2
 - 5.7%. The organic and mineral substrate for 
the  sulfate-reducing  bacteria  (SRB)  cultivation  was  mixture  of  SS  and  phosphogypsum.  The  results 
confirm  the  active  development  SRB  in  the  bioreactor  space  was  accompanied  by  the  formation  of 
hydrogen sulfide and SS detoxification.   
 
 

 
205 
УДК 628.336 
 
THE SEWAGE SLUDGE DETOXIFICATION UNDER BIO-SULFIDOGENIC 
CONDITION 
 
E. Chernish - Ph. D. student 
 
Sumy State University, Sumy, Ukraine 
 
Abstract 
 
This study was conducted to investigate the process of sewage sludge detoxification under bio-
sulfidogenic conditions. The basic stages of сo-processing of sewage sludge and phosphogypsum were 
studied.  The  culture  of  sulfate-reducing  bacteria  was  cultivated  in  the  special  growth  medium.  The 
anaerobic bacteria colonies and extracellular structures were electron-microscopic studied.  The possi-
bility of co-processing of sewage sludge and phosphogypsum in the anaerobic condition for the heavy 
metals removing under reaction with biogenic hydrogen sulfide was substantiated. 
 
Keywords:  detoxification,  anaerobic  microbiological  degradation,  bio-sulfidogenic  conditions,  se-
wage sludge. 
 
Introduction. At the most, of the municipal wastewater treatment plants (WWTP), 
unfortunately, currently removal, treatment and recycling of sewage sludge are not properly 
resolved. At present, the general part of sewage sludge is not carried out. Because it contains 
toxic chemicals, mainly heavy metals within the industrial wastewater come into the city sew-
er system after insufficient treatment or without treatment [1, 2].    
As  a  result,  sewage  sludge  is  sent  to  the  sludge  pit  and  storage  sites,  which  are  as-
signed to the large land area.   
The management of the solids and concentrated contaminants present in the sludge is 
still one of the most difficult and expensive problems in the field of wastewater engineering.  
Therefore,  the  process  of  heavy  metals  removing  and  biological  release  of  phosphates  from 
sewage sludge is paramount importance to allow using sewage sludge as an organic fertilizer 
in agriculture.   
The  system  of  anaerobic  microbiological  degradation  (AMD)  with  the  deposition  of 
heavy metals (HM) by biogenic hydrogen sulfide is a promising orientation of detoxification 
sewage sludge [3-5]. The promise of such systems in the industrial scale is a matter of waste 
disposal and reducing the anthropogenic impact on the environment as a whole.  
This paper focuses on the study of using phoshpogypusm as a mineral substrate for the 
growth of sulfate-reducing bacteria (SRB).  
Materials and methods. A mixture (40:60, v/v) of sewage sludge from sludge beds 
and excess activated sludge collected from the flotator, respectively, was used as feeding of 
the anaerobic microbiological degradation pilot plant.  
Anaerobic microbiological degradation pilot plant  
Experimental  setup  consists  of  anaerobic  bioreactor,  where  the  process  proceeds  di-
rectly to  sulfate reduction. The cylindrically shaped anaerobic bioreactor  with  a zinc acetate 
trap  for  sulfide  was  used  to  generate  sulfate-reducing  biomass  for  the  study.  The  digested 
sludge outlet on the bottom of the reactor and it was used for sampling purposes. The bioreac-
tor  had  a  total  volume  of  3  dm
3
.  Initial  pH-level  of  system  is  7.5.  The  anaerobic  bioreactor 

 
206 
was equipped with a temperature regulation device and was kept in a constant temperature at 
36
o
C in the thermostat.  
In order to maintain anaerobic conditions in the flask, aluminum foil was used to ex-
clude light and to prevent the growth of photosynthetic bacteria. Syringes were used for sam-
pling  purposes  and  a  sealed  nitrogen  injection  port  was  created.  The  feeding  for  reactor  is 
stored at 4 
o
C, from where it is pumped to reactor. The stable mixture is put into bioreactor. In 
order to the high sludge retention time (SRT) is required for sludge digestion 20 d.  
Methods of investigation 
The  anaerobic  bacteria  colonies  and  extracellular  structures  of  SRB  were  electron-
microscopic studied. 
Micrographs of microbial preparations were prepared and processed using digital im-
age output system «SEO Scan ICX 285 AK-F IEE-1394» and morphometrical program «SEO 
Image  Lab  2.0»  (Sumy,  Ukraine).  Pictures  of  microbial  colonies  were  also  obtained  with  a 
digital camera Canon Powershot SX30 IS with a resolution matrix 10 MPCS. 
Additional  research  produced  by  scanning  electron  microscope  and  X-ray 
REMMA102 DRON-4-07(Ukraine). Electron microscopic investigation was  performed after 
freezing samples of culture media in liquid nitrogen and freeze-dried in a vacuum. 
pH was analyzed by pX-meter pX-150 (ionometer) (Belarus).  
Results and discussion 
Anaerobic microbiological degradation under bio-sulfidogenic conditions 
AMD under condition  of sulfidogenesis was  studied.  It  would be interesting to  know 
how  adding  to  sludge  phosphogypsum  impact  for  bacterial  growth  and  sulfide  hydrogen 
production. 
Phosphogypsum  is  the  source  of  sulfates.  Thus,  electron  acceptors  for  SRB  were 
constantly introduced to the medium of bioreactor during investigates. When sulfate is used to 
degrate  an  organic  compound,  sulfate  is  reduced  to  hydrogen  sulfide.  Phosphogypsum  also 
provides some of the major nutrients. This led to the creation of conditions in which the SRB 
dominate  and  inhibit  methane-forming  bacterias  growth.
 
Consequently,  for  stimulation 
growth of SRB into sewage sludge was added phosphogypsum.
 
It is interesting to note that metals sedimentation by biogenic hydrogen sulfide is also a 
natural protection mechanism of the bacterial cells from the toxic effect of HM and protects 
microbial associations from the toxic action of hydrogen sulfide. 
The  conditions  were  created  to  promote  active  growth  of  sulfate-reducing  bacteria 
(SRB) during a series of experiments. The culture of SRB was cultivated in a special growth 
medium, which contain phosphogypsum and sewage sludge from sludge beds (silt cards). The 
phosphogypsum was added to the sewage sludge as the source of mineral nutrition, sulfur and 
energy. 
The special growth medium:  the ratio of phosphogypsum: sewage sludge (solid part): 
distilled water - 1:1:5, agar-agar - 2%. In this medium were added Zn 
2+
 (500 mg / dm
3
); pH = 
8.00. Then it was poured into the Petri dishes. 
On the surface of prepared medium in Petri dishes was added digested sewage sludge 
after biosulfidogenic treatment containing formed sulfidogenic community. 
The fermented sewage sludge after biosulfidogenic treatment was added to the surface 
of the medium in Petri dishes. There is contains a significant number of microorganisms, in-
cluding  SRB  which  can  use  phosphogypsum  and  organic  components  of  sewage  sludge  for 
replay (Figure 1, 2). 
 

 
207 
 
 
 
Figure 1 - Forming aggregates of bacteria and 
substrate (sewage sludge) under bio-sulfidogenic 
condition. Gram's method, x40
 
 
Figure 2 - The crystalline inclusions of phospho-
gypsum in sewage sludge under bio-sulfidogenic 
condition. Gram's method,  x100
 
 
 
The  fermented  sewage  sludge  was  obtained  by  electron  microscopy  micrographs. 
There is possible to observe various forms of cell aggregates with the increase of the microor-
ganisms growth rate (Fig. 1).  Units continuously increased in size due to the bacteria growth 
and tendencies to stick each other. However, their maximum diameter is limited by process of 
the large aggregates disintegration. As a result, the relative position of individual bacteria in 
aggregates constantly changing. 
Anaerobic microorganisms  formed  colonies  on the surface of the special growth me-
dium, and within it, up to the bottom of Petri dish. The one-third volume of the medium had a 
light  color  and  a  strong  smell  of  H
2
S.  Light  color  is  due  to  the  deposition  of  zinc  sulfides.  
The interaction of hydrogen sulfide, with the ions Zn
2+
 is a high-quality response to the SRB 
presence in the medium. The surface of bacteria colonies was roughened with a folded edge 
and villous (R-form) (Fig. 3).  
 
 
 
 
 
 
Figure 3 - SRB enrichment cultures in a Petri 
dish 
 
 
Figure 4 - Bacterial cells in the system ―sediment – 
medium‖ 
 
 

 
208 
Samples were prepared from the cell aggregates in a steady state for transmission elec-
tron microscopy. Most of microorganisms were vibrios, covered zinc sulfide sediments (ZnS) 
as  a  fine  white  amorphous  precipitate  (Fig.  3).Micrographs  showed  that  the  bacterial  cells 
were linked to each other and the substrate, have large matrix. 
The possibility of co-processing of sewage sludge and phosphogypsum in the anaerob-
ic  condition  with  the  heavy  metal  removing  under  reaction  with  biogenic  hydrogen  sulfide 
was substantiated. 
The    system of  anaerobic microbiological  degradation with  the sedimentation of HM 
by biogenic hydrogen sulfide is the promising orientation of sewage sludge treatment. In this 
direction, biosulfidogenic detoxification sewage sludge together with gypsum waste was de-
veloped by authors [3-5]. 
 Organic helatocomplexs with HM were destroyed during the biosulfidogenic treat-
ment. The insoluble metal sulfides such as sulphides of cuprum, iron (marcasites), zinc (spha-
lerite) and nickel were formed. Efficiency of biochemical HM removal was experimentally 
substantiated. The ecological pure product was got. 
The biochemical reaction of the anaerobic detoxification under bio-sulfidogenic condi-
tion 
There are four key biological and chemical steps of AMD process:  hydrolysis, acido-
genesis,  acetogenesis  and  methanogenesis  or  sulfidogenesis.    In  most  cases,  sludge  contains 
lots  of  large  organic  polymers.  In  order  to  access  the  energy  potential  of  the  materials,  the 
long  chains  must  firstly  be  broken  down  to  their  smaller  components  such  as  sugars  being 
readily available for other bacteria.  It is well known that the hydrolysis is the limited stage in 
AMD.  Yet, until now, none of the pretreatment technologies has found a real breakthrough.  
Biogenic hydrogen sulfide is the product of SRB belonging to generic taxon Desulfo-
vibrio, Desulfobacter, Desulfоmaculum (Desulfosporosinus), Desulfococcus and etc. [6] The 
reactions  responsible  for  sulfate  reduction  when  H
2
,  CH
3
COOH  and  CO  are  used  as  energy 
sources are the following: 
Thus, the chemical reactions of sewage sludge detoxification in the last stage of AMD 
under sulfate reduction condition are: 
2
3
4
3
5
7
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
SO
N
Y
S
S
CO
H
СН COO
а
SO
a
NH
a
C H O N
a
HS
a
H S
a
CO
a
H O
,                         (1) 
where:   
1
, 1 , 1 , 1 , 1
, 1
SO
N
Y
S
CO
H
a
a
a
a
a
a
are  stoichiometric  coefficients;  C
5
H
7
O
2
N  is 
chemical formula which consists the average ratio of the main elements in the cellular materi-
al of bacteria. 
2
3
4
2
2
3
2
3
1
1
2
2
2
2
CH COO
H
SO
H S
HS
CO
HCO
H O
                                 (2) 
 
,                                                                     (3) 
 
where:  Me is  a  generic  notation  of heavy metal  ions; MeS  is  a generic notation  of  metallic 
sulfides.
 
Methanogenesis is usually the last stage of AMD in biogas technology for biomethane 
production.  Note  that,  the  AMD  under  bio-sulfidogenic  condition  is  aimed  to  precipitating 
TM by biogenic hydrogen sulfide. However, methane could be present in gaseous phase too. 
Hence, reaction oxidation of the metal compounds to sulfates is limited in conditions 
of AMD treatment. Heavy metals are fixed in the form of insoluble sulfides in the separated 
2
4
2
8
9
9
4
n
HS
Me
SO
MeS
H O

 
209 
solids fraction of fermented sludge mixture.  This process is interesting in possibility to use 
sewage sludge as organic-mineral fertilizer.  

жүктеу/скачать 5,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: