反硝化碳源选择.docx

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1、反硝化碳源选择1甲醛甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势，在甲醇碳 源不足时，存在亚硝酸盐积累的现象。以甲醇为碳源时的反硝化 速率比以葡萄糖为碳源时快3倍，其最佳碳氮比（COD :氨氮） 为 2.83.20但甲醇作为外加碳源时，有以下3点问题需关注： 甲醇易燃，为甲类危化品，储存和使用均有严格要求。特别 是其储存需报当地公安部门备案审批，手续繁琐。微生物对甲醇的响应时间较慢，甲醇并不能被所有微生物利 用，当甲醇用于污水处理厂应急投加碳源时效果不佳； 甲醇具有一定的毒害作用，将甲醇作为长期碳源，对尾水的 排放也会造成一定的影响。乙酸钠乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程，可作为水厂应

2、急处 置时使用。乙酸钠由于是小分子有机酸盐的原因，反硝化菌易于利用，脱氮 效果是最好的。通过实验发现，碳氮比在4.6时，可以达到稳定 的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物 降解，反硝化响应时间快，而且无毒，能作为应急碳源。但是， 它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压 力。使用乙酸钠要考虑以下3点： 乙酸钠多为20%、25%、30%的液体,由于当量COD低， 运输费用高，不能远距离运输。产泥量大，污泥处理费用增加； 价格较为昂贵，污水处理厂大规模投加乙酸钠几乎不可能。乙酸乙酸作为碳源，与乙酸钠类同。但作为工业化产品，用做碳源确 实浪费。但其弊端有四点：乙酸

3、为乙类危化品，也是挥发性酸，是大气污染VOC的重要 组成部分，环保部门监管多，储存条件要求高。多数污水处理厂远离乙酸厂，运输费用高，不能远距离运输。乙酸代谢后的氢离子有降低出水PH的可能。乙酸价格市场变化大，高价时做碳源价格昂贵，将乙酸应用 于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。糖类 糖类外加碳源中，以面粉、蔗糖、葡萄糖为主，由于葡萄糖是最 简单的糖，所以目前研究比较多。当碳源充足时，以葡萄糖为碳 源的最佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多，为6 : 17 : Io碳源 对硝氮的比还原速率几乎没有影响，但是对亚硝氮的比积累速率 影响较大，在研究中发现只有葡萄糖作为外加碳源时对亚硝氮的 比累积速率没有影响

4、。以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源使得脱氮效果良好，可 是，糖类作为多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污 泥膨胀，增加出水中COD的值，影响出水水质，同时，与醇类 碳源相比，糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象。但其弊端有二点：需要现场配置成溶液，劳动强度大，投加精准性差，大型污水 处理厂无法使用。工业葡萄糖含杂质多，食品葡萄糖价格贵。生物质碳源 随着污水脱氮要求的提高，新兴起专业生产碳源的企业，他们通 过生物工程原理，对一些糖类、农产品废料等进行发酵，生产无 毒无害的生物制品，主要组分是小分子有机酸、醇类、糖类。其 较单一的化学品更容易被微生物利用，其使用成本比单一化学品 便宜，

5、具备极高的性价比。但其弊端：产品的稳定性待提高，使用前需对每批次产品当量COD进行检测。6污泥水解上清液生物转化挥发酸VFA来源于污泥水解的上清液，由于水解所产 生的VFA拥有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水厂内部 提供，在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题，所以它 是目前比较有优势的碳源。对于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的结论有很多，但 总体认为它作为反硝化脱氮系统的碳源是一种很有价值的方法。 可是，对于不同的污泥，不同的水解条件，所产生的VFA的组 分有较大的差别，而由于组分不同，又能引起反硝化速率的不同 （这也是为何很多研究不一致的原因），所以，如何将污泥水解的产物VF

6、A统一化研究应用，还是一个比较大的难题。除此以外，若直接将水解污泥作为外碳源，还要考虑到污泥水解 过程中氮磷的释放问题，这部分氮磷若以碳源的形式投加到污水 中，势必会增加污水处理厂的氮磷负荷，如何解决这个问题，是 利用污泥水解液的另一大难题。碳源选择目前，有的市政污水处理厂碳源投加费用居高，有的高达02-L0 元/吨，为降低污水处理的运行费用，必须选择性价比高的碳源。1以当量COD的单价来衡量碳源的价格因各类碳源的组成成分不同，环保上通常以当量COD计算，一 般采用万COD当量的计算方式，比如甲醇的当量COD为150万，即1吨的甲醇相当于1500公斤的COD当量,再换算成万 CoD当量的单价：

7、备注：(1 )以上单价仅供参考，因工业产品价格变动大，计算时以实 际采购为准；(2 )因甲醇是危化品，公安部门严禁在污水处理厂储存；(3 )葡萄糖因容易造成污泥膨胀，出水COD升高，较少使用；通过上表，发现乙酸钠的当量COD单价确实昂贵，这个也是目 前污水处理厂碳源投加成本高的原因；甲醇是最具性价比的碳源， 但当冬天来临采暖用甲醇时，甲醇的单价也可能上升到4500元 /吨,如乙酸，有的时候出厂价高达4500元/吨。碳源投加量的确定各类碳源投加量都有一个相应的范围，以下为经验数据，可以通 过实际情况确定碳源的投加量，但要在实际运行中要兼顾到亚硝 态氮的累积和产泥率：(1 )甲醇：在甲醇投加量不足

8、的情况下，会出现亚硝态氮的累 积，理想的COD/N为4.34.70有文献提到，甲醇为碳源时理 想的COD/N为4.3 10.6o从实验结果发现，甲醇为碳源时， 理想的投加量碳氮比大于5时，反硝化才能进行完全，硝态氮去 除率可达95% ,产泥率在0.35左右。(2)乙酸钠：根据文献，在污水中加入乙酸钠作为碳源，碳氮 比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分 子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且无毒， 能作为应急碳源。但是，它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污 泥处置会带来了一定的压力。(3 )工业葡萄糖：阎宁经过实验发现，工业葡萄糖的理想碳氮 比在6.4 7.5

9、,比甲醇大得多，而且它是多分子有机物，不易被 微生物所利用，容易导致出水中COD的上升，同时与甲醇、酒 精相比，葡萄糖更易出现亚硝态氮的累积，因此，不建议大量使 用葡萄糖作为碳源。3碳源的选择在理论上，各类碳源都能保证出水总氮达到排放标准，但要考虑 多个因素：(1)碳源投加的成本投加成本是碳源的当量COD价格+投加量的综合算法，需要理 论计算加实际运行的投加量确定。(2 )碳源产泥率投加碳源，必定会增加污泥的产量，而污泥处理成本很高，这个 是选择碳源必须考虑到的重要一项。(3 )保证污水运行的稳定性。投加碳源目的是为了脱氮，因此在选择碳源的时候，要兼顾污水 处理厂的运行稳定，如尽可能的避免污泥膨胀、出水COD升高、 亚硝基氮累积等。