污水處理技術(shù)中反硝化碳源的選擇方法
時(shí)間：2022-03-02
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隨著國家提高廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對總氮排放的要求也進(jìn)一步提高。特別是在一些地區(qū)，市污水處理廠需要提出指標(biāo)水平4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其中總氮必須低于10PPM，為了使總氮達(dá)到排放，添加碳源，減少污水中的總氮量成為唯一的手段。
碳源介紹
目前市面上常用的碳源：甲醇、醋酸、醋酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源、污泥水解上清液等。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況選擇適當(dāng)?shù)奶荚础，F(xiàn)在比較各種常見碳源，分析各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)。
甲醇
甲醇作為外部碳源，具有運(yùn)營成本低、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，甲醇碳源不足時(shí)存在亞硝酸鹽積累的現(xiàn)象。甲醇為碳源時(shí)的反硝化速率比葡萄糖為碳源時(shí)快3倍，最佳碳氮比(COD:氨氮)為2.8 ~ 3.2。
但是甲醇作為碳源有三個(gè)問題：
甲醇容易著火，甲流危機(jī)貨物的儲存和使用都有嚴(yán)格的要求。特別是，其儲存需要向當(dāng)?shù)毓膊可陥?bào)批準(zhǔn)，手續(xù)繁瑣。
微生物對甲醇的響應(yīng)時(shí)間慢，所以甲醇不可能被所有微生物利用。甲醇向污水處理廠投入緊急碳源時(shí)效果不好。
甲醇具有一定的毒性作用，如果將甲醇用作長期碳源，也會對未遂排放產(chǎn)生一定的影響。
乙酸鈉
乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)就是能對反硝化過程做出反應(yīng)，可用于水廠應(yīng)急處理。
醋酸鈉是小分子有機(jī)酸鹽的原因，反硝化細(xì)菌易于利用，脫氮效果最好。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碳氮比4.6點(diǎn)能達(dá)到穩(wěn)定的脫氮效果，其水解產(chǎn)物是小分子有機(jī)物，容易被微生物分解，脫硝反應(yīng)時(shí)間快，無毒，可用作應(yīng)急碳源。但是，它價(jià)格比較貴，產(chǎn)率高，會給污水廠的污泥處置帶來一定的壓力。
使用醋酸酯時(shí)要考慮以下三點(diǎn)。
醋酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于含糖量COD低，運(yùn)輸成本高，無法遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
大量產(chǎn)泥，污泥處理成本增加；
價(jià)格比較貴，污水處理廠大規(guī)模加入醋酸酯幾乎是不可能的。
乙酸
醋酸作為碳源，和醋酸差不多。但是作為產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品，用作碳源是浪費(fèi)。
但是有四個(gè)缺點(diǎn)。
乙酸是乙類?；泛蛽]發(fā)酸，是大氣污染VOC的重要組成部分，環(huán)境部門規(guī)章制度多，儲存條件要求高。
大多數(shù)污水處理廠離醋酸廠很遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本高，不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
醋酸代謝后氫離子有可能降低出水pH值。
醋酸價(jià)格市場變化大，高價(jià)時(shí)制作碳源很貴，將乙酸應(yīng)用于污水處理廠的大規(guī)模投入幾乎是不可能的。糖類
糖類和碳源中以面粉、甘蔗、葡萄糖為主，葡萄糖是最簡單的糖，因此目前研究較多。碳源充足時(shí)，以葡萄糖為碳源的最佳碳氮比甲醇為碳源時(shí)要高得多，為6: 1 ~ 7: 1。碳源對硝態(tài)氮的還原率影響不大，但對硝態(tài)氮的累積率有很大影響。研究表明，只有葡萄糖是加碳源時(shí)，不影響硝態(tài)氮的累積率。
以葡萄糖為代表的糖類作為加氧碳源，具有良好的脫氮效果，但糖類是多分子化合物，容易引起細(xì)菌大量繁殖，污泥膨脹，增加水中COD的價(jià)值，從而影響水質(zhì)，糖類比酒精類碳源更容易產(chǎn)生亞硝酸鹽積累。
但是有兩個(gè)缺點(diǎn)。
現(xiàn)場需要用溶液組成，勞動強(qiáng)度大，投放精度差，大型污水處理廠不能使用。
工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格昂貴。
生物質(zhì)碳源
隨著污水脫氮要求的提高，專門生產(chǎn)碳源的企業(yè)通過生物工程原理發(fā)酵糖類、農(nóng)產(chǎn)品、廢棄物等，生產(chǎn)無毒無害的生物產(chǎn)品。主要成分是小分子有機(jī)酸、酒精和糖類。與單一化學(xué)品相比，更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學(xué)品便宜，性價(jià)比非常高。
但是其缺點(diǎn)：
產(chǎn)品穩(wěn)定性要提高，使用前要檢查每批產(chǎn)品當(dāng)量COD。
污泥水解上清液
生物轉(zhuǎn)化揮發(fā)VFA來源于污泥水解的上清液，水解產(chǎn)生的VFA具有較高的反硝化率，碳源可以直接由污水廠內(nèi)部供應(yīng)，在減少污泥的同時(shí)也可以減少碳源運(yùn)輸問題，因此是目前比較有優(yōu)勢的碳源。
關(guān)于污泥水解和利用作為外部碳源的研究，目前有多種結(jié)論，但一般認(rèn)為是反硝化和脫氮系統(tǒng)的碳源，是一種非常重要的方法。但是，由于不同的污泥、不同的水解條件、結(jié)果VFA的成分有很大的差異，而且成分不同，會引起反硝化速率的差異(這也是很多研究不一致的原因)，因此如何應(yīng)用污泥水解產(chǎn)物VFA集成研究仍然是一個(gè)大問題。
此外，如果直接水解污泥作為外碳源，還應(yīng)考慮污泥水解過程中氮磷的釋放。這些氮和磷以碳源的形式投入污水，將增加污水處理廠的氮和磷負(fù)荷。如何解決這個(gè)問題是使用污泥水解物的另一個(gè)大問題。
碳源的選擇
目前，部分市政污水處理廠的碳源投入成本較高，部分達(dá)到0.2-1.0元/噸，為了降低污水處理運(yùn)營成本，必須選擇性價(jià)比高的碳源。
感謝大家的閱讀，如您對于污水處理這塊仍有疑問，歡迎隨時(shí)聯(lián)系咨詢馳旭環(huán)保，我們的官網(wǎng)是：www.rellak.com。
碳源介紹
目前市面上常用的碳源：甲醇、醋酸、醋酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源、污泥水解上清液等。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況選擇適當(dāng)?shù)奶荚础，F(xiàn)在比較各種常見碳源，分析各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)。
甲醇
甲醇作為外部碳源，具有運(yùn)營成本低、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，甲醇碳源不足時(shí)存在亞硝酸鹽積累的現(xiàn)象。甲醇為碳源時(shí)的反硝化速率比葡萄糖為碳源時(shí)快3倍，最佳碳氮比(COD:氨氮)為2.8 ~ 3.2。
但是甲醇作為碳源有三個(gè)問題：
甲醇容易著火，甲流危機(jī)貨物的儲存和使用都有嚴(yán)格的要求。特別是，其儲存需要向當(dāng)?shù)毓膊可陥?bào)批準(zhǔn)，手續(xù)繁瑣。
微生物對甲醇的響應(yīng)時(shí)間慢，所以甲醇不可能被所有微生物利用。甲醇向污水處理廠投入緊急碳源時(shí)效果不好。
甲醇具有一定的毒性作用，如果將甲醇用作長期碳源，也會對未遂排放產(chǎn)生一定的影響。
乙酸鈉
乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)就是能對反硝化過程做出反應(yīng)，可用于水廠應(yīng)急處理。
醋酸鈉是小分子有機(jī)酸鹽的原因，反硝化細(xì)菌易于利用，脫氮效果最好。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碳氮比4.6點(diǎn)能達(dá)到穩(wěn)定的脫氮效果，其水解產(chǎn)物是小分子有機(jī)物，容易被微生物分解，脫硝反應(yīng)時(shí)間快，無毒，可用作應(yīng)急碳源。但是，它價(jià)格比較貴，產(chǎn)率高，會給污水廠的污泥處置帶來一定的壓力。
使用醋酸酯時(shí)要考慮以下三點(diǎn)。
醋酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于含糖量COD低，運(yùn)輸成本高，無法遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
大量產(chǎn)泥，污泥處理成本增加；
價(jià)格比較貴，污水處理廠大規(guī)模加入醋酸酯幾乎是不可能的。
乙酸
醋酸作為碳源，和醋酸差不多。但是作為產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品，用作碳源是浪費(fèi)。
但是有四個(gè)缺點(diǎn)。
乙酸是乙類?；泛蛽]發(fā)酸，是大氣污染VOC的重要組成部分，環(huán)境部門規(guī)章制度多，儲存條件要求高。
大多數(shù)污水處理廠離醋酸廠很遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本高，不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
醋酸代謝后氫離子有可能降低出水pH值。
醋酸價(jià)格市場變化大，高價(jià)時(shí)制作碳源很貴，將乙酸應(yīng)用于污水處理廠的大規(guī)模投入幾乎是不可能的。糖類
糖類和碳源中以面粉、甘蔗、葡萄糖為主，葡萄糖是最簡單的糖，因此目前研究較多。碳源充足時(shí)，以葡萄糖為碳源的最佳碳氮比甲醇為碳源時(shí)要高得多，為6: 1 ~ 7: 1。碳源對硝態(tài)氮的還原率影響不大，但對硝態(tài)氮的累積率有很大影響。研究表明，只有葡萄糖是加碳源時(shí)，不影響硝態(tài)氮的累積率。
以葡萄糖為代表的糖類作為加氧碳源，具有良好的脫氮效果，但糖類是多分子化合物，容易引起細(xì)菌大量繁殖，污泥膨脹，增加水中COD的價(jià)值，從而影響水質(zhì)，糖類比酒精類碳源更容易產(chǎn)生亞硝酸鹽積累。
但是有兩個(gè)缺點(diǎn)。
現(xiàn)場需要用溶液組成，勞動強(qiáng)度大，投放精度差，大型污水處理廠不能使用。
工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格昂貴。
生物質(zhì)碳源
隨著污水脫氮要求的提高，專門生產(chǎn)碳源的企業(yè)通過生物工程原理發(fā)酵糖類、農(nóng)產(chǎn)品、廢棄物等，生產(chǎn)無毒無害的生物產(chǎn)品。主要成分是小分子有機(jī)酸、酒精和糖類。與單一化學(xué)品相比，更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學(xué)品便宜，性價(jià)比非常高。
但是其缺點(diǎn)：
產(chǎn)品穩(wěn)定性要提高，使用前要檢查每批產(chǎn)品當(dāng)量COD。
污泥水解上清液
生物轉(zhuǎn)化揮發(fā)VFA來源于污泥水解的上清液，水解產(chǎn)生的VFA具有較高的反硝化率，碳源可以直接由污水廠內(nèi)部供應(yīng)，在減少污泥的同時(shí)也可以減少碳源運(yùn)輸問題，因此是目前比較有優(yōu)勢的碳源。
關(guān)于污泥水解和利用作為外部碳源的研究，目前有多種結(jié)論，但一般認(rèn)為是反硝化和脫氮系統(tǒng)的碳源，是一種非常重要的方法。但是，由于不同的污泥、不同的水解條件、結(jié)果VFA的成分有很大的差異，而且成分不同，會引起反硝化速率的差異(這也是很多研究不一致的原因)，因此如何應(yīng)用污泥水解產(chǎn)物VFA集成研究仍然是一個(gè)大問題。
此外，如果直接水解污泥作為外碳源，還應(yīng)考慮污泥水解過程中氮磷的釋放。這些氮和磷以碳源的形式投入污水，將增加污水處理廠的氮和磷負(fù)荷。如何解決這個(gè)問題是使用污泥水解物的另一個(gè)大問題。
碳源的選擇
目前，部分市政污水處理廠的碳源投入成本較高，部分達(dá)到0.2-1.0元/噸，為了降低污水處理運(yùn)營成本，必須選擇性價(jià)比高的碳源。
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