污水處(chu)理中的反硝化碳(tan)源(yuan)
隨著國家廢水排放標準的提高，對總(zong)氮排放的要求進一步提高。特別是一些地區要求市政污水處理廠升級到地面四級標準，其中總氮低于10PPM。為了保證總氮達標排放，添加碳源降低污水中的總氮已成為目前唯一可行的手段。
碳源介紹
目前市場上常用的碳源有甲醇、醋酸、醋酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質碳(tan)源、污泥水解上清液。在使用過程中，需要根據實際工程情況選擇合適的碳源。本文比較了各種常用的碳源，并分析了它們的優缺點：
甲(jia)醇
甲(jia)醇作為(wei)外部碳源，具有運(yun)行成本低、污泥產率(lv)低的優(you)點。當甲(jia)醇碳源不(bu)足時，亞硝酸(suan)鹽積(ji)累。以甲(jia)醇為(wei)碳源時，反(fan)硝化速(su)率(lv)比以葡(pu)萄糖為(wei)碳源時快(kuai)3倍，最佳碳氮比(COD:氨氮)為(wei)2.8 ~ 3.2。
甲醇
然而，當甲醇用作外部碳源時，有三個問題需要注意：
1、甲醇易燃，屬A類危險化學品，對儲存和使用有嚴格要求。特別是其存放需要報當地公安部門備案審批，手續繁瑣。
2、微生物對甲醇的反應時間較慢，甲醇不能被所有微生物利用，污水處理廠應急碳源投加使用甲醇效果不好；
3、甲(jia)醇有一定的毒性(xing)作用，長(chang)期(qi)以甲(jia)醇為碳源也會對尾水排放(fang)產生一定的影響(xiang)。
乙(yi)酸鈉
乙酸鈉的優點是可(ke)以立即對脫氮過程做出反應(ying)，可(ke)以作(zuo)為水(shui)廠的應(ying)急處理。
由于醋酸鈉是(shi)小分子有機酸鹽，反硝化細菌使用方便，反硝化效果(guo)最好。通過實(shi)驗發現(xian)，當碳(tan)氮比為4.6時，可(ke)達(da)到穩定的(de)反硝化效果(guo)，其水解產(chan)物為小分子有機物，易被微生物降解，反硝化反應時間快(kuai)，無(wu)毒，可(ke)作為應急碳(tan)源。但(dan)價格昂貴，污(wu)泥(ni)產(chan)生率高(gao)，會給污(wu)水處(chu)理(li)廠的(de)污(wu)泥(ni)處(chu)置帶來一定壓力(li)。
乙酸鈉
使用乙酸鈉時應考慮以下三點：
1、醋(cu)酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于當量COD低，運(yun)(yun)輸(shu)成(cheng)本(ben)高(gao)，無法長距離運(yun)(yun)輸(shu)。
2、污泥(ni)產量大，污泥(ni)處理成本(ben)增加；
3、價格比(bi)較高(gao)，在污水(shui)處理(li)廠幾乎不可能大(da)規模添(tian)加醋(cu)酸(suan)鈉(na)。
乙(yi)酸
乙(yi)酸(suan)作(zuo)(zuo)為(wei)碳源類(lei)似于乙(yi)酸(suan)鈉。但(dan)是，作(zuo)(zuo)為(wei)一(yi)種工業產品，作(zuo)(zuo)為(wei)碳源使(shi)用(yong)確實很浪(lang)費。
但(dan)是有四個缺點：
1、乙(yi)酸(suan)是(shi)(shi)一種(zhong)乙(yi)類危險化(hua)學品(pin)，是(shi)(shi)一種(zhong)揮發性(xing)酸(suan)，是(shi)(shi)空氣污染(ran)VOC的重(zhong)要組(zu)成部(bu)分。環保(bao)部(bu)門監管較多，對儲(chu)存(cun)條件(jian)要求(qiu)較高。
2、大部分污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠距離(li)醋酸廠較遠，運(yun)輸成本高，不可(ke)能長距離(li)運(yun)輸。
3、乙酸代(dai)謝后(hou)的氫離子可降低出水的酸堿度(du)。
市場上醋(cu)(cu)酸的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)(ge)變化很大，價(jia)(jia)格(ge)(ge)高(gao)的(de)(de)時候用醋(cu)(cu)酸做碳源比較貴，所(suo)以幾乎(hu)不(bu)可(ke)能(neng)將醋(cu)(cu)酸應用于污水處理廠的(de)(de)大規模加(jia)藥(yao)。
糖
在糖和碳源(yuan)(yuan)中，面(mian)粉、蔗糖和葡萄糖是主要的。因為葡萄糖是最簡單的糖，目前有很多(duo)研究(jiu)。當碳源(yuan)(yuan)充(chong)足(zu)時，以(yi)葡萄糖為碳源(yuan)(yuan)的最佳碳氮(dan)(dan)(dan)比以(yi)甲醇(chun)為碳源(yuan)(yuan)的碳氮(dan)(dan)(dan)高得多(duo)，在61 ~ 71之(zhi)間。碳源(yuan)(yuan)對硝酸(suan)(suan)鹽(yan)和氮(dan)(dan)(dan)的比還(huan)原速率影(ying)響(xiang)(xiang)不(bu)大，但對亞(ya)硝酸(suan)(suan)鹽(yan)和氮(dan)(dan)(dan)的比積累(lei)速率影(ying)響(xiang)(xiang)很大。發現葡萄糖作為外源(yuan)(yuan)碳源(yuan)(yuan)時，對亞(ya)硝酸(suan)(suan)鹽(yan)和氮(dan)(dan)(dan)的比積累(lei)速率沒(mei)有影(ying)響(xiang)(xiang)。
以葡萄糖為代表的糖作為外部碳源，具有良好的脫氮效果。然而，作為一種多分子化合物，糖容易引起大量細菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質，同時，與醇類碳源相比，糖類物質更容易產生亞硝態氮積累的現象。
生物質碳源
隨(sui)著廢(fei)水脫氮要(yao)求的(de)提高，專門(men)從事碳源(yuan)生(sheng)產(chan)的(de)新企業不斷涌現。它(ta)們通過生(sheng)物(wu)工(gong)程原理發酵一(yi)(yi)些糖類和(he)農產(chan)品(pin)廢(fei)棄物(wu)，生(sheng)產(chan)出無毒無害的(de)生(sheng)物(wu)制品(pin)。主要(yao)成(cheng)(cheng)分是小分子(zi)有(you)機(ji)酸、醇類和(he)糖類。與單一(yi)(yi)化學(xue)品(pin)相(xiang)比(bi)，更(geng)容易被(bei)微(wei)生(sheng)物(wu)利用(yong)，使用(yong)成(cheng)(cheng)本也比(bi)單一(yi)(yi)化學(xue)品(pin)便宜，因此具有(you)極高的(de)性價比(bi)。
但是(shi)(shi)它的缺(que)點(dian)是(shi)(shi)：產(chan)品(pin)穩定性有(you)待提(ti)高，使(shi)用前需要檢測(ce)每批產(chan)品(pin)的當量COD。
污泥水解(jie)上(shang)清(qing)液
生物轉化(hua)揮發性酸VFA來自污(wu)泥(ni)水(shui)解上(shang)清(qing)液。由于水(shui)解產生的(de)VFA具(ju)有較高(gao)的(de)反硝化(hua)速率，碳(tan)源可以由污(wu)水(shui)處理(li)廠直接提供(gong)，可以減(jian)少污(wu)泥(ni)的(de)容(rong)量，減(jian)少碳(tan)源輸送的(de)問題，是目(mu)前比較有利的(de)碳(tan)源。
目(mu)前，關于(yu)污泥(ni)水解及其作為外(wai)源碳源利用的(de)研(yan)究有許多不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)結(jie)論，但一般(ban)認(ren)為它是(shi)(shi)一種有價值的(de)脫氮方(fang)法。然而，對于(yu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)污泥(ni)和不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)水解條件，產生的(de)VFA組分(fen)差(cha)異很大，不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)組分(fen)會導致(zhi)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)反(fan)硝(xiao)化速率(這也是(shi)(shi)許多研(yan)究不(bu)(bu)一致(zhi)的(de)原因(yin))。因(yin)此，如何統(tong)一污泥(ni)水解產生的(de)VFA的(de)研(yan)究和應用仍然是(shi)(shi)一個大問題。
此外(wai)，如果水解污泥(ni)直接(jie)作(zuo)為外(wai)部(bu)(bu)碳源，還(huan)應考慮污泥(ni)水解過程中氮(dan)磷的(de)釋放(fang)。如果這部(bu)(bu)分(fen)氮(dan)磷以碳源的(de)形式加入污水中，必(bi)然會增加污水處理廠的(de)氮(dan)磷負(fu)荷。如何解決這個問(wen)題(ti)是污泥(ni)水解物(wu)利用的(de)另一個主要(yao)問(wen)題(ti)。
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