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總氮含量超標,你的碳源選對了嗎?
2020-07-30



很多城市污水存在低碳、高氮、高磷的水質特點,在需要脫氮污水處理時,往往是由于碳源不足而導致反硝化的去除率低,使得氨氮的同化作用下降,導致出水TN超標,大大影響了污水處理廠的脫氮效果。

為了解決這一問題,一方面可以通過增加反消化缺氧區的體積,延長反消化時間來增加脫氮效果,但這種方法需要擴建污水處理廠,基建費用高,可操作性不強;另一方面,可以通過投加碳源,以補充碳源的方式提高反消化速率,實踐證明,投加碳源是污水處理廠解決這類問題的重要手段。目前外加碳源一般有甲醇、乙酸鈉、淀粉、葡萄糖等,下文將對目前應用比較廣泛的碳源做一個對比,讓大家對各種碳源的優缺點有初步的了解。




一、糖類


以葡萄糖為代表的糖類物質作為外加碳源處理效果不錯,可是,它作為一種多分子化合物,容易引起細菌的大量繁殖,導致污泥膨脹,增加出水中COD的值,影響出水水質,同時,與醇類碳源相比,糖類物質更容易產生亞硝態氮積累的現象,所以,并不提倡大量使用葡萄糖作為外投碳源。


缺點:

① 需要現場配置成溶液,勞動強度大,投加精準性差,大型污水處理廠無法使用。

② 工業葡萄糖含雜質多,食品葡萄糖價格貴。





二、甲醇


甲醇作為一種易燃易爆的危險品,當采用甲醇作為外加碳源時,其本身具有一定的火災危險性,因此甲醇加藥時對周邊環境要求一定的安全距離。普遍認為甲醇作為外碳源,具有運行費用低和污泥產量小的優勢。在甲醇碳源不足時,存在亞硝酸鹽積累的現象,以甲醇為碳源時的反硝化速率比以葡萄糖為碳源時快3倍,最佳碳氮比(COD:氨氮)為 2.8~3.2。



從目前研究來看,甲醇作為碳源時,C/N>5 時能達到較好的效果,但其弊端有三點:

①作為化學藥劑,成本相對較高;

②響應時間較慢,甲醇并不能被所有微生物利用,當投加甲醇后,需要一定的適應期直到它完全富集,發揮全部效果,當用于污水處理廠應急投加碳源時效果不佳;

③甲醇具有一定的毒害作用,長期用甲醇作為碳源,對尾水的排放也會造成一定的影響。




三、乙酸鈉


乙酸鈉的優點在于它能立即響應反硝化過程,可作為水廠應急處置時使用。普遍認為乙醇反硝化速率不如甲醇高,但由于它沒有毒性,污泥產率與甲醇相差不多,所以認為它可以作為甲醇的替代碳源。以乙醇為碳源,硝酸鹽為電子受體時,最佳的C/N=5,碳源缺乏時會引起亞硝酸鹽積累。



使用乙酸鈉要考慮以下3點:

① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體,由于當量COD低,運輸費用高,不能遠距離運輸。

② 產泥量大,污泥處理費用增加;

③ 價格較為昂貴,污水處理廠大規模投加乙酸鈉幾乎不可能。




四、污泥水解上清液


生物轉化VFA(揮發性脂肪酸)來源于污泥水解的上清液,由于水解所產生的VFA擁有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水廠內部提供,在污泥減容的同時還減少了碳源運輸方面的問題,所以它是目前比較有優勢的碳源。

對于污泥水解利用做外碳源的研究,目前不同的結論有很多,但總體認為它作為反硝化脫氮系統的碳源是一種很有價值的方法??墒?,對于不同的污泥,不同的水解條件,所產生的污泥中VFA的成分有較大的差別,而由于成分不同,又能引起反硝化速率的不同,所以如何將污泥水解的產物VFA統一化研究應用,還是一個比較大的難題。

除此以外,若直接將水解污泥作為外碳源,還要考慮到污泥水解過程中氮磷的釋放問題,這部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中,勢必會增加污水處理廠的氮磷負荷,如何解決這個問題,是利用污泥水解液的另一大難題。




碳源的選擇


在理論上,各類碳源都能保證出水總氮達到排放標準,但要考慮多個因素:


(1)碳源投加的成本

投加成本是碳源的當量COD價格+投加量的綜合算法,需要理論計算加實際運行的投加量確定;


(2)碳源產泥率

投加碳源,必定會增加污泥的產量,而污泥處理成本很高,這個是選擇碳源必須考慮到的重要一項。


(3)保證污水運行的穩定性

投加碳源目的是為了脫氮,因此在選擇碳源的時候,要兼顧污水處理廠的運行穩定,如盡可能的避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮累積等。


根據以上,碳源的選擇,不是單純的經濟帳,而是與穩定運行實際相緊密結合的??茖W的選擇碳源,才能有效的降低污水處理廠的運行成本和污水處理廠的穩定運行。


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