城市排水管网系统作为重要的城市基础设施,保障着城市道路排水安全,肩负内涝防汛等骨干作用,但排水管网因硫化物产生而导致的腐蚀恶臭问题是全球各个国家都共同面临的严峻挑战。目前主要的硫化氢控制策略是昂贵的药剂投加,为此,本研究基于管道多项生化指标的现场监测数据,在实验室搭建了管道模拟反应器进行硫化物的产生研究,并提出利用尿液中高浓度游离氨实现排水管道硫化物的控制。在北方某城市选取分别位于污水干管和支管上的两个井位对多项污水生化指标进行现场监测,分析各项指标的时间及空间变化,在此基础上搭建了三个实验反应器:生物膜反应器、沉积物反应器和两者均包含在内的管道模拟反应器并连续运行150天。通过每天对出水硫化物情况进行监测并定期开展周期实验监测反应器的产硫速率并对比三个反应器的硫化物产生情况发现:生物膜反应器与沉积物反应器平均产硫浓度分别为9-11mg-S/L和12-15mg-S/L,二者对硫化物贡献相当,但均小于管道模拟反应器产硫水平(18-23mg-S/L),因此后续用两个管道模拟反应器产生硫化物并进行对照和实验。研究进一步考察了原尿投加对管道模拟反应器硫化物的抑制效果。结果表明在投加原尿后,实验反应器中生物膜受到了严重损害且硫化物浓度受到极大抑制,恢复至对照反应器的一半水平需要约两周时间。随后确定了原尿稀释十倍后处理24h是比较适合用于长期间歇投加以实现管道硫化物控制的策略,并在此基础上进行了多轮实验。经过多轮稀释十倍的尿液投加实验,对投加前后及浸泡过程中反应器产硫速率和多项指标进行测定的结果表明该方法可有效地将反应器出水硫化物含量长期控制在对照组的50%水平,且抑制时长可维持在10天左右,这表明已经建立了硫化物控制体系。此外实验还发现该方法可以降低甲烷的产量,从而减少排水管道排放温室气体(GHG)的风险。通过分析尿液处理前后反应器中生物膜的高通量测序结果发现:经稀释尿液多轮处理后的生物膜种群减少了一半,其中主要消失的为甲基孢囊菌属(Methylocystis)和硫单胞菌属(Thiomonas),多轮投加以后生物膜中主要菌属为脱硫叶菌属(Desulfobulbus)和Proteocatella,总占比50%以上,另外也引入了包括Jeotgalibaca和Atopostipes等在内的26个新属。脱硫叶菌属对管道环境及尿液处理产生了适应性,在实际应用中可能会削弱硫化物的控制效果。该研究充分证明尿液投加用于排水管道硫化物控制策略是可行的,研究结果为排水管道的腐蚀恶臭控制提供技术支持。