用的國(guó)家，它要求總的氮排放進(jìn)一步提高，特別是在一些地區(qū)的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高需要城市污水處理廠提標(biāo)到的四類表面水平標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)要求總氮小于10PPM，在為了通過(guò)減少外部碳源污水TN的量，以確?？偟牡欧艠?biāo)準(zhǔn)，它已經(jīng)成為適用于實(shí)踐的唯一手段。
一、碳源介紹
目前市場(chǎng)上常用的碳源有: 甲醇、醋酸、醋酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源和污泥水解上清液等。 在使用過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際工程情況選擇合適的碳源。 通過(guò)比較分析了各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn):
1、甲醇
甲醇作為外部碳源，具有運(yùn)行成本低、污泥產(chǎn)率低的優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)甲醇的碳源不足時(shí)，亞硝酸鹽就會(huì)積累。 以甲醇為碳源時(shí)，反硝化速率比以葡萄糖為碳源時(shí)快3倍。 最佳 c / n 比(cod: nh3-n)為2.8 ~ 3.2。
然而，甲醇作為應(yīng)用碳源有三個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題：
①易燃甲醇，為A類危險(xiǎn)化學(xué)品，儲(chǔ)存和使用嚴(yán)格的要求。特別是，它的存儲(chǔ)必須報(bào)經(jīng)當(dāng)?shù)毓膊块T(mén)備案審批，手續(xù)繁瑣。
2微生物對(duì)甲醇的反應(yīng)時(shí)間較慢，甲醇不能被所有微生物利用，甲醇作為污水處理碳源效果不佳;
甲醇有一定的毒性作用，作為長(zhǎng)期的碳源，也會(huì)在一定程度上影響尾水的排放。
2、乙酸鈉
乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是能立即響應(yīng)脫硝過(guò)程，可作為水廠進(jìn)行應(yīng)急處置..
乙酸鈉是因?yàn)樾》肿佑袡C(jī)酸鹽的原因，反硝化細(xì)菌是易于使用，脫氮是最好的。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碳和氮中的4.6的比例，穩(wěn)定的氮的效果得以實(shí)現(xiàn)，以及它作為有機(jī)小分子水解產(chǎn)物，可被微生物，脫氮速度快的響應(yīng)時(shí)間能夠容易地降解，無(wú)毒性，可作為碳的應(yīng)急電源。然而，這是昂貴的，廢水處理廠污泥處置的污泥生產(chǎn)速度會(huì)帶來(lái)一定的壓力。
① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于當(dāng)量COD低，運(yùn)輸費(fèi)用高，不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
污泥產(chǎn)量高，污泥處理成本增加;
3、乙酸
作為碳源的醋酸，類似于醋酸鈉。 但作為一種工業(yè)產(chǎn)品，用它作為碳源是一種浪費(fèi)。
但其弊端有四點(diǎn)：
醋酸是乙類危險(xiǎn)化學(xué)品和揮發(fā)性酸，是大氣污染物的重要組成部分。
大多數(shù)廢水處理廠遠(yuǎn)離醋酸廠，運(yùn)輸費(fèi)用昂貴，無(wú)法遠(yuǎn)程運(yùn)輸.
乙酸代謝后的氫離子有降低出水pH的可能。
4. 市場(chǎng)上醋酸的價(jià)格變化很大，幾乎不可能將醋酸用于污水處理的大規(guī)模投加。
4、糖類
糖中添加的碳源，主要是面粉、蔗糖、葡萄糖，因?yàn)槠咸烟鞘亲詈?jiǎn)單的糖，所以研究較多。 當(dāng)碳源充足時(shí)，最佳碳氮源為6∶1ー7∶1，高于甲醇。 碳源對(duì)硝態(tài)氮比還原率影響不大，但對(duì)亞硝態(tài)氮比積累率影響較大。
由于使用葡萄糖作為應(yīng)用碳源，脫氮效果良好..然而，糖作為多分子化合物容易引起大量細(xì)菌繁殖，導(dǎo)致污泥膨脹，增加出水COD值，影響出水水質(zhì)。
但其弊端有二點(diǎn)：
①配置為要求在現(xiàn)場(chǎng)溶液，勞動(dòng)密集型的，定量給料準(zhǔn)確度差，不能用于大型污水處理廠。
②工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格貴。
5、生物質(zhì)碳源
隨著對(duì)廢水脫氮要求的提高，專業(yè)生產(chǎn)碳源的新型企業(yè)不斷涌現(xiàn)。 他們利用生物工程的原理，發(fā)酵一些糖和農(nóng)業(yè)廢料，生產(chǎn)出無(wú)毒無(wú)害的生物產(chǎn)品，主要成分是小型有機(jī)酸、醇類、糖類。 它比單一化學(xué)品更容易被微生物利用，比單一化學(xué)品更便宜，而且具有很高的性價(jià)比。
但其弊端：
1產(chǎn)品的穩(wěn)定性有待提高，每批產(chǎn)品當(dāng)量COD應(yīng)在使用前進(jìn)行檢測(cè)。
6、污泥水解上清液
VFA生物轉(zhuǎn)化從上清液污泥的揮發(fā)性酸水解，因?yàn)閂FA產(chǎn)生通過(guò)水解具有高脫硝率，碳源可以直接由內(nèi)部污水處理廠提供的，在同一時(shí)間的污泥體積減少還減少了碳運(yùn)輸問(wèn)題源，因此它是目前更為有利的碳源。
對(duì)于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的結(jié)論有很多，但總體認(rèn)為它作為反硝化脫氮系統(tǒng)的碳源是一種很有價(jià)值的方法?？墒牵瑢?duì)于不同的污泥，不同的水解條件，所產(chǎn)生的VFA 的組分有較大的差別，而由于組分不同，又能引起反硝化速率的不同(這也是為何很多研究不一致的原因)，所以，如何將污泥水解的產(chǎn)物VFA統(tǒng)一化研究應(yīng)用，還是一個(gè)比較大的難題。
另外，如果將水解污泥直接作為外部碳源，則應(yīng)考慮污泥水解過(guò)程中氮、磷的釋放。 如果將這部分氮磷以碳源的形式加入到污水中，會(huì)增加污水處理的氮磷負(fù)荷，如何解決這一問(wèn)題是污泥水解液利用的另一個(gè)難題
二、碳源的選擇
目前部分城市污水處理廠碳源投加成本較高，有的達(dá)到0.2-1.0元/噸，為了降低污水處理的運(yùn)行成本，必須選擇性價(jià)比高的碳源..
1，等效單價(jià)COD的價(jià)格來(lái)衡量碳源
取決于碳源，通常是上的等效COD計(jì)算環(huán)境各種類型的組件，一般計(jì)算萬(wàn)COD當(dāng)量，這樣的等同物COD甲醇1500000，即1噸甲醇對(duì)應(yīng)的至1500kg COD等效，然后萬(wàn)轉(zhuǎn)換成等效COD價(jià)格： (1)以上單位價(jià)格只供參考之用。 因工業(yè)產(chǎn)品價(jià)格變動(dòng)較大，以實(shí)際購(gòu)買(mǎi)價(jià)格為準(zhǔn)計(jì)算;
(二)因甲醇屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，公安部門(mén)嚴(yán)禁在污水處理廠儲(chǔ)存;
(3)因?yàn)槠咸烟呛芸赡芤鹞勰嗯蛎洠黾恿肆鞒鑫顲OD，使用更少;
根據(jù)上表可知，醋酸鈉當(dāng)量COD的單價(jià)確實(shí)很貴，這也是目前污水處理廠增加碳源成本高的原因;甲醇是成本效益最高的碳源，但冬季到了取暖期，如醋酸等，甲醇的單價(jià)可能也會(huì)漲到4500元/噸，有時(shí)出廠價(jià)高達(dá)4500元/噸。
2、碳源投加量的確定
每種碳輸入都有一個(gè)相應(yīng)的范圍。 以下是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 碳輸入量可根據(jù)實(shí)際情況確定，但在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)考慮亞硝酸鹽氮的積累和污泥產(chǎn)量:
(1)甲醇：在甲醇用量不足的情況下，會(huì)有亞硝酸鹽氮積累，理想的COD/N為4.3-4.7。文獻(xiàn)中已提到甲醇作為碳源的理想COD/N為4.3～10.6..從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)甲醇為碳源時(shí)，理想的碳氮投加比例大于5%，可以完全進(jìn)行脫氮，硝態(tài)氮去除率可達(dá)95%，泥漿收率約為0.35%..
(2)乙酸鈉：根據(jù)文獻(xiàn)中，加入乙酸鈉作為廢水碳源，4.6 N比的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)氮的穩(wěn)定的效果，并且其作為有機(jī)小分子水解產(chǎn)物，可方便地降解通過(guò)微生物脫氮反應(yīng)時(shí)間快，而且無(wú)毒，可用于作為碳的應(yīng)急電源。然而，這是昂貴的，廢水處理廠污泥處置的污泥生產(chǎn)速度會(huì)帶來(lái)一定的壓力。
(3)工業(yè)葡萄糖：閆寧經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工業(yè)葡萄糖理想的碳碳比為6.4-7.5，遠(yuǎn)大于甲醇，不易被微生物利用，容易導(dǎo)致出水COD上升。
3、碳源的選擇
理論上，所有類型的碳源均可確保污水中的總氮含量符合排放標(biāo)準(zhǔn)，但須考慮以下因素:
(1)碳源投加的成本
加藥成本為碳源當(dāng)量COD價(jià)格，加藥量綜合算法需理論計(jì)算，實(shí)際加藥量確定..
(2)碳源產(chǎn)泥率
投加碳源，必定會(huì)增加污泥的產(chǎn)量，而污泥處理成本很高，這個(gè)是選擇碳源必須考慮到的重要一項(xiàng)。
(三)確保污水運(yùn)行的穩(wěn)定性
添加碳源的目的是為了脫氮，因此在選擇碳源時(shí)，應(yīng)考慮污水處理的運(yùn)行穩(wěn)定性，如避免污泥膨脹、增加出水 cod、積累亞硝基氮等。
根據(jù)上述，碳源的選擇不是簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)核算，而是與穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)際緊密結(jié)合起來(lái)的..碳源的科學(xué)選擇，有效降低污水處理廠的運(yùn)行成本和污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行..
三、結(jié)論
目前，絕大多數(shù)的城市污水處理廠必須面臨增加碳和現(xiàn)實(shí)的高碳成本，該怎么做才能減少碳此外，降低碳的成本，污水處理行業(yè)正面臨著一個(gè)共同的問(wèn)題，通過(guò)近幾年的使用實(shí)際使用的碳源的，我們提出以下建議：
(1)重塑厭氧池和缺氧池流態(tài)，促進(jìn)池容近100%的利用，避免短流，提高混合效率和碳源利用率，盡量減少碳源投加或者不投加。
(2)新設(shè)計(jì)的污水處理廠可選用多級(jí)AO工藝，充分考慮堿度在污水處理中的重要作用，減少污泥內(nèi)回流，達(dá)到更好的脫氮效果。
(3)碳源選擇和投加需要考慮多種因素，除碳氮比值外，還應(yīng)重點(diǎn)考慮水流量、堿度和水溫。
(4)根據(jù)目前的趨勢(shì)，碳的總成本將是污水處理廠的第一選擇，新興的生物質(zhì)的碳是碳的綜合源，這將有助于生物可降解的，會(huì)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，通過(guò)小規(guī)模試驗(yàn)中，少走彎路。
(5)目前碳源種類繁多，有國(guó)外品牌搶占碳源市場(chǎng)。在無(wú)二次污染的情況下，選擇性價(jià)比最高的碳源作為首選碳源，乙酸鈉可作為應(yīng)急使用的應(yīng)急碳源儲(chǔ)備..