很多污水廠運行管理人員都會清楚的了解到，在污水廠里現(xiàn)在越來越多的時間會提到碳源的問題了，那么碳源是什么?為什么現(xiàn)在需要再污水廠里進行碳源的討論?這一期就來討論下污水廠里的碳源。
絕大多數(shù)市政的污水廠基本都是以活性污泥法中的微生物為處理污水的核心的處理方式，在這種處理方式下，微生物本身的生長需求也就成了采用活性污泥法的污水廠首要解決的問題。微生物本身也是有機生命體，不過是體態(tài)及其微小，肉眼無法直接看到而已。但是從這些微生物的生命的延續(xù)的本質(zhì)上，和地球上的人類等大型生命體是沒有區(qū)別的。它們也是需要食物來維持自身的生長，它們的食物和我們大型生物體的食物成分是一樣的，都是來組成自身生命生長需要的有機物。但是它們的食物和我們的大型生物體的食物也有不同，它們需要更直接，更細微的食物來滿足自身微小的個體的特殊需求。而溶于水中的有機物就是它們的食物，特別是我們?nèi)祟惿钪信欧诺奈鬯械挠袡C污染物是它們最佳的食物。而污水廠里活性污泥中的微生物正是大量吞食污水中的有機污染物才得以生存，生長，繁殖。而所謂的有機物其實就是地球上含碳的化合物，正是這些含有各種各樣復雜的碳鏈的化合物，才組成了地球上豐富多彩的有機體世界。而微生物所需要的有機物，在污水廠里，我們也可以簡單的稱為碳源。
但是對于微生物來說，并不是所有的污水中的有機污染物都是適合它們生存所需的，特別是它們的生命體的組成是對有機物和氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)要有一個比例關系的。從污水去除有機污染物的微生物需要氮和磷來生長和繁殖。微生物需要氮來形成蛋白質(zhì)，細胞壁成分和核酸;需要磷來維持生長所需的能量?？茖W家對這些微生物所需要的這些碳源和營養(yǎng)物質(zhì)的比例用一個分子式來表示，那就是C5H7NO2P0.074。在采用好氧活性污泥法處理污水時，通常要求水中BOD：N：P的比例對于應該約為100：5：1，這樣的比例才能滿足活性污泥中的微生物的正常生長。
污水廠的管理的核心在于對污水廠內(nèi)的微生物的管理，為這些微生物提供充足的營養(yǎng)和環(huán)境是每個污水廠運行管理人員需要認真進行的工作。但是由于飲食習慣的地區(qū)差異，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)廢水排放，處理水量的大小等等因素，實際進入污水廠的污水水質(zhì)中的C:N:P的營養(yǎng)比例并不是按照微生物生長所需的100：5：1的，正是由于進水水質(zhì)中的比例失衡，才造成了污水廠運行人員對碳源甚至營養(yǎng)物質(zhì)的探討。在一些工藝調(diào)整人員看來，人工投加的碳源以甲醇，乙酸，葡萄糖，乙酸鈉,面粉等簡單的有機化合物，便于微生物吸收利用，有利于微生物的生長繁殖。因此污水廠內(nèi)碳源的補充是萬能的解藥，對于任何工藝問題都要進行碳源的補充，那么碳源真的是萬能的么?今天就來探討下污水廠需要碳源的補充的一些情況。
一、污水廠的活性污泥培養(yǎng)馴化階段。
作為一個污水廠在初期投產(chǎn)階段，由于建設的生物池內(nèi)沒有微生物，需要進行微生物的培養(yǎng)聚集和馴化，在這個階段微生物的生長過程屬于對數(shù)增殖期，這個階段的微生物需要大量的碳源來維持自身快速生長。這個階段正常的城市生活污水中的有機污染物作為碳源就不能滿足微生物的生長需求。同時由于生活污水中的碳源是復雜的有機物，往往不能被初期生長的微生物吸收利用。這個階段為了快速的培養(yǎng)活性污泥，一般會采用投加外界碳源的方式來加快微生物的生長繁殖。
這是由于外加碳源一般是甲醇，乙酸，葡萄糖等易被利用的有機物，便于微生物吸收，從而加快微生物的生長繁殖。在這個階段的碳源投加主要是為了加快微生物的培養(yǎng)。對于一些營養(yǎng)比例穩(wěn)定的城市生活污水來說，在沒有外加碳源的情況下，微生物也可以培養(yǎng)出來的，不過是時間的快慢問題。因此在培養(yǎng)階段，要注意分析進水水質(zhì)的情況，再根據(jù)廠內(nèi)自身的經(jīng)濟條件進行選擇碳源的投加，這種碳源的投加一般隨著微生物的培養(yǎng)成熟，污水穩(wěn)定進入廠內(nèi)就會逐步減少乃至停止。
二、污水廠的進水營養(yǎng)不均衡。
在很多污水廠，特別是收納范圍小，收集人口少，或者是工業(yè)廢水廠內(nèi)，污水的碳源營養(yǎng)組成比例和我們通常認為的100：5：1是不吻合的。有些是進水水質(zhì)受雨污合流，地下水滲流等原因，導致水中的有機污染物質(zhì)極少，碳源極少，但是氮和磷的含量較高，這樣的水質(zhì)為了處理氮磷達標，需要在生物池內(nèi)保持一定的活性污泥中的微生物數(shù)量，對氮和磷進行降解，這就產(chǎn)生了較低的有機負荷-食微比F/M非常低，極低的食微比F/M會造成活性污泥老化解體，如下圖所示，造成出水水質(zhì)超標。因此在這樣的進水環(huán)境下，需要對微生物進行碳源的補充，來維持微生物的較高的活性，這時就需要進行碳源的補充。
長期進水水質(zhì)較低，或者進水比例不合適進行的碳源投加往往成為污水廠極大的運行成本，很多污水廠經(jīng)常認為投加一定時間，微生物生長起來以后，就可以減少甚至不加，但是由于微生物適應了投加碳源的營養(yǎng)環(huán)境，一旦停止下來，微生物沒有充足的碳源來維持自身生長的需要，就又陷入老化解體的情況。因此對于進水營養(yǎng)不均衡的污水廠，需要長期投加碳源來維持工藝運行。
三、生物脫氮的碳源補充。
但是在現(xiàn)在來說，前面兩種的碳源投加還不是引起大家共同討論的重點，而是生物脫氮的碳源投加才是現(xiàn)階段運行中碳源投加的主要討論內(nèi)容。生物脫氮在公眾號前面的文章里都進行了詳細的探討，在這里就不詳細展開探討了。在生物池的缺氧環(huán)境下的反硝化過程中，需要一定比例的碳源來進行脫氮過程。在一些地區(qū)由于飲食習慣的原因，污水中的碳源和氮的比例遠高于100：5，有些地區(qū)甚至達到100：50的高比例，這么高的比例下，碳源是無法滿足生物脫氮的需求的，而多余出來的氮就會造成總氮的超標。因此為了使出水總氮達標，就需要進行反硝化碳源的補充，促進反硝化的進行。
這種碳源的補充和第二類的營養(yǎng)不足的碳源是相同的，需要在運行中不斷地補充碳源，來滿足生物脫氮的需要，這是造成污水廠運行成本升高的一個重要原因。這種情況和污水廠所在地區(qū)的污水水質(zhì)有關，這需要運行人員對污水廠的水質(zhì)進行詳細的考察和分析，詳細測算污水廠的運行成本，避免因成本制約，導致碳源投加不足，造成出水水質(zhì)超標。
以上三種情況是污水廠內(nèi)投加碳源的常見原因，分析廠內(nèi)的實際運行情況，根據(jù)污水處理的實際需要，有根據(jù)的投加碳源，并通過理論的計算和實際投加調(diào)整結(jié)合，確定最佳的碳源投加量，是污水廠工藝運行的保證，也是成本管控的重點。