廢水處理碳源選擇

但是，目前大多數(shù)污水處理廠普遍存在低碳、相對高氮磷的水質(zhì)特征，傳統(tǒng)的脫氮工藝由于有機(jī)物含量較低，不能滿足缺氧、反硝化階段對碳源的需求，因此，在大多數(shù)污水處理廠中，低碳、相對高氮磷的處理工藝，由于有機(jī)物含量較低，不能滿足缺氧、反硝化階段對碳源的需求，從而抑制厭氧好氧菌的增殖，使氨氮(NH3—N)DE的同化作用降低，大大影響了污水處理廠的脫氮效果，特別是低溫季節(jié)處理效果更差。

為解決這一問題，一方面可通過增加反消化缺氧區(qū)的容積，延長反消化時(shí)間來提高脫氮效果，但這種方法需要擴(kuò)建污水處理廠，建設(shè)成本高，可操作性不強(qiáng)；另一方面，可通過向缺氧區(qū)投入外碳源以補(bǔ)充碳源的方式來提高反消化速度，實(shí)踐證明，外碳源是污水處理廠解決此類問題的重要途徑。

碳的來源類型

市場上常見的碳源有：甲醇、醋酸、醋酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源、污泥水解上清液、啤酒廢水和垃圾滲濾液等。應(yīng)用過程中，需根據(jù)工程實(shí)際，選擇合適的碳源。本文對比了各種常用碳源，分析了各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)。

一、甲醇。

一般認(rèn)為甲醇作為外碳源具有運(yùn)行成本低、污泥產(chǎn)率低的優(yōu)點(diǎn)，甲醇作為碳源雖然在C/N〉5時(shí)效果較好，但存在三個(gè)缺點(diǎn)：

1.作為化學(xué)藥品，費(fèi)用相對較高；

2.反應(yīng)時(shí)間過長，甲醇不能被所有微生物利用，投加甲醇后，需要一定的適應(yīng)期，直到甲醇充分富集，發(fā)揮全部效果，當(dāng)用于污水處理廠緊急投加碳源時(shí)，效果不佳；

3.甲醇有一定的毒害作用，甲醇作為碳源的使用時(shí)間長，對尾水排放也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

二、醋酸鈉。

醋酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是對脫氮過程的即時(shí)反應(yīng)能力，適用于水廠應(yīng)急處理。

乙醇脫氮速率一般被認(rèn)為不如甲醇快，但由于其無毒，污泥產(chǎn)率與甲醇相差不大，可作為甲醇的替代碳源。用乙醇作碳源、硝酸鹽作電子受體時(shí)，C/N=5最好，缺碳源時(shí)可引起亞硝酸鹽的積累。

用醋酸鈉要考慮以下三個(gè)因素：

1.醋酸鈉多為20%、25%、30%液體，由于當(dāng)量COD較低，運(yùn)輸費(fèi)用較高，無法進(jìn)行長距離運(yùn)輸。

2.泥沙大量產(chǎn)生，污泥處置費(fèi)用增加；

3.價(jià)格較高，污水處理廠難以大規(guī)模投加醋酸鈉。

三、醋酸

醋酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是對脫氮過程的即時(shí)反應(yīng)，可以作為水廠運(yùn)行中的緊急情況處理。醋酸鈉是小分子有機(jī)酸，易被反硝化細(xì)菌利用，脫氮效果最好，但由于價(jià)格昂貴，污泥產(chǎn)率較高，而目前污水廠污泥處置問題也是一個(gè)大公關(guān)難題，因此在污水處理廠大規(guī)模投加醋酸鈉幾乎不可能。

四、糖

糖類物質(zhì)以葡萄糖為代表，作為外碳源處理效果很好，但作為多分子化合物，易造成細(xì)菌大量繁殖，造成污泥膨脹，增加出水中COD值，影響出水水質(zhì)，同時(shí)，糖類物質(zhì)較醇類碳源更易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累現(xiàn)象，因此，不提倡大量使用葡萄糖作為外碳源。

缺陷：

1.需現(xiàn)場配置成溶液，勞動(dòng)強(qiáng)度大，投加精度差，大型污水處理廠不能使用。

2.工業(yè)用葡萄糖含有大量雜質(zhì)，而食品葡萄糖價(jià)格昂貴。

五、生物量碳源

由于污水脫氮要求的提高，新出現(xiàn)了一批專門生產(chǎn)碳源的企業(yè)，他們利用生物工程原理，利用糖類、農(nóng)業(yè)廢棄物等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)無毒無害的生物制品，主要成分為小分子有機(jī)酸、醇類、糖類。它比單種化學(xué)品更易為微生物所利用，它的使用成本比單種化學(xué)品低，具有極高的性價(jià)比。

缺點(diǎn)：

穩(wěn)定性有待提高，使用前需要對每批產(chǎn)品進(jìn)行等效COD測試。

六、污泥水解上清液。

生化轉(zhuǎn)化揮發(fā)酸VFA來源于污泥水解過程中的上清液，由于水解過程中產(chǎn)生的VFA具有較高的反硝化速率，可直接從污水廠內(nèi)供給碳源，在減少污泥容量的同時(shí)也減少了碳源輸送方面的問題，因此是目前比較有利的碳源。

關(guān)于污泥水解利用做外碳源的研究，目前有許多不同的結(jié)論，但一般認(rèn)為這是一種很有價(jià)值的反硝化脫氮系統(tǒng)碳源。但由于污泥水解條件不同，產(chǎn)生的VFA的成分也有很大差異，而且由于成分不同，還會(huì)導(dǎo)致反硝化速率的差異(這也是許多研究不一致的原因)，因此，污泥水解產(chǎn)物VFA的研究應(yīng)用還是一個(gè)比較大的難題。

除上述外，如果直接將水解污泥作為外碳源，也要考慮到污泥水解過程中氮、磷的釋放問題，這部分氮、磷如果作為碳源投入污水處理，勢必增加污水處理廠的氮、磷負(fù)荷，如何解決這一問題，是利用污泥水解液的另一大難題。

選擇碳源。

從理論上講，各種碳源都可以保證廢水中的總氮符合排放標(biāo)準(zhǔn)，但需1.碳源投入成本投入成本是碳源等效COD價(jià)格+投入成本的綜合算法，需要理論計(jì)算和實(shí)際運(yùn)行投入成本相結(jié)合；

2.碳源泥率投加碳源，必然會(huì)提高污泥產(chǎn)量，而污泥處理費(fèi)用高昂，選擇碳源時(shí)必須考慮這一點(diǎn)。

3.確保污水處理過程中的穩(wěn)定性投加碳源是為了脫氮，因此在選擇碳源時(shí)，應(yīng)考慮到污水處理廠的穩(wěn)定性，如盡量避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮積累等。

基于上述，碳源的選擇，不只是單純的經(jīng)濟(jì)賬，而是緊密結(jié)合實(shí)際穩(wěn)定運(yùn)行的。通過對碳源的科學(xué)選擇，可以有效地降低污水處理廠的運(yùn)行成本，保證其穩(wěn)定運(yùn)行。