碳源介绍
目前市场上常用的碳源有:甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源、污泥水解清洗液等。在使用过程中,需要根据实际工程情况选择合适的碳源。现比较各种常用碳源,分析各种碳源的优缺点:
1.甲醇
甲醇作为一种外部碳源,具有运行成本低、污泥产量小的优点。当甲醇碳源不足时,存在亚硝酸盐积累现象。甲醇作为碳源的反硝化速率比葡萄糖快3倍,最佳碳氮比(COD:氨氮)为2.8~3.2。但当甲醇作为外部碳源时,应注意以下三个问题:
①甲醇易燃,是甲类危险化学品,对储存和使用有严格要求。特别是其储存需报当地公安部门备案审批,手续繁琐。
②微生物对甲醇的响应时间较慢,甲醇不能被所有微生物使用。当甲醇用于污水处理厂应急碳源时,效果不佳;
③甲醇具有一定的毒性作用,以甲醇为长期碳源,也会对尾水的排放产生一定的影响。
2.乙酸钠
乙酸钠的优点是能立即响应反硝化过程,可作为水厂应急处置。
由于乙酸钠是小分子有机酸盐,反硝化细菌易于使用,脱氮效果最好。实验发现,当碳氮比为4.6时,可达到稳定的脱氮效果,其水解物为小分子有机物,易被微生物降解,反硝化响应时间快,无毒,可作为应急碳源。但价格昂贵,产泥率高,会给污水处理厂的污泥处理带来一定的压力。
使用乙酸钠应考虑以下三点:
①乙酸钠多为20%.25%.30%的液体,由于COD当量低,运输成本高,不能远距离运输。
②产泥量大,污泥处理成本增加;
③价格比较贵,污水处理厂几乎不可能大规模投入乙酸钠。
3.乙酸
乙酸作为碳源,与乙酸钠相似。但作为一种工业产品,它被用作碳源。
但有四个缺点:
①乙酸是乙类危险化学品,也是挥发性酸,是空气污染挥发性有机化合物的重要组成部分。环保部门监督多,储存条件高。
②大多数污水处理厂远离乙酸厂,运输成本高,不能远距离运输。
③乙酸代谢后的氢离子可降低出水pH值。
④乙酸价格市场变化较大,碳源价格高,几乎不可能将乙酸应用于污水处理厂。
4.糖类
在糖外加碳源中,主要是面粉、蔗糖和葡萄糖。因为葡萄糖是最简单的糖,所以目前有很多研究。当碳源充足时,以葡萄糖为碳源的最佳碳氮远高于甲醇,为6∶1~7∶1。碳源对硝氮的比还原率几乎没有影响,但对亚硝氮的比积累率影响很大。研究发现,只有葡萄糖作为外加碳源对亚硝氮的比积累率没有影响。
以葡萄糖为代表的糖作为外加碳源,具有良好的脱氮效果。然而,糖作为一种多分子化合物,很容易引起细菌的大量繁殖,导致污泥膨胀,增加水中的COD值,影响水质。同时,与醇碳源相比,糖更容易产生亚硝氮的积累。但有两个缺点:
①需现场配置成溶液,劳动强度大,加入精度差,大型污水处理厂无法使用。
②工业葡萄糖杂质多,食品葡萄糖价格昂贵。
5.生物质碳源。
随着污水脱氮要求的提高,新兴的碳源专业生产企业通过生物工程原理发酵一些糖类和农产品废料,生产无毒无害的生物产品。主要成分是小分子有机酸、醇类和糖。它比单一化学品更容易被微生物利用,使用成本比单一化学品便宜,性价比高。
但其弊端:
①产品的稳定性有待提高,使用前应对每批产品的当量COD进行检测。
6.污泥水解上清液。
生物转化挥发酸VFA来自污泥水解的上清液。由于水解产生的VFA具有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水处理厂提供。在减少污泥容量的同时,也减少了碳源运输的问题,是目前比较有利的碳源。
目前,关于污泥水解利用对外碳源的研究有许多不同的结论,但一般认为作为反硝化脱氮系统的碳源是一种非常有价值的方法。然而,对于不同的污泥,不同的水解条件,VFA的成分有很大的差异,由于成分不同,可导致不同的反硝化速率(这就是为什么许多研究不一致),因此,如何统一污泥水解产品VFA的研究和应用仍是一个相对较大的问题。
此外,如果水解污泥直接作为外部碳源,还应考虑污泥水解过程中氮磷的释放。如果这部分氮磷以碳源的形式加入污水,必然会增加污水处理厂的氮磷负荷。如何解决这个问题是使用污泥水解液的另一个主要问题。污水处理设备