不同碳源應(yīng)用于生物脫氮的優(yōu)缺點
發(fā)布時間：2018-11-12 瀏覽:次
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環(huán)保部發(fā)布新修訂的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿，意見明確指出，自2018年1月1日起，敏感區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)；生態(tài)環(huán)境脆弱敏感區(qū)的污水處理廠執(zhí)行特別排放標(biāo)準(zhǔn)。高標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，大大加大了污水處理廠的處理壓力，總氮超標(biāo)現(xiàn)象尤為突出。而我國已建成運行的污水處理廠大都有碳源不足的問題存在，導(dǎo)致反硝化進(jìn)行的不徹底。尤其是我國部分南方
污水處理廠原水COD的濃度低于200mg/L，需另投碳源來提高脫氮的效率。
專業(yè)人士對外加碳源的類型和用量作了一番研究，發(fā)現(xiàn)不同碳源在脫氮反應(yīng)中所起的效果不同，即使加入量相同，處理結(jié)果也不同。現(xiàn)將不同碳源的優(yōu)缺點敘述如下：
1.不同碳源的優(yōu)缺點
1.1甲醇
大家都覺得甲醇作為碳源具有成本低和產(chǎn)泥量少等優(yōu)點。閻寧經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，在甲醇投加量不足的情況下，會出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的累積，理想的COD/N為4.3～4.7。王淑瑩通過實驗發(fā)現(xiàn)，甲醇為碳源時理想的COD/N為4.3～10.6。Foglar用甲醇水溶液進(jìn)行試驗發(fā)現(xiàn)：COD/N=3.74時反硝化開始進(jìn)行，COD/N=5.2時反硝化速率到達(dá)頂峰。
從實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甲醇為碳源時，理想的投加量碳氮比大于5時，反硝化才能進(jìn)行完全，硝態(tài)氮去除率可達(dá)95%，產(chǎn)泥率在0.35左右。但也存在缺點：1、甲醇不能被所有細(xì)菌消化，反應(yīng)時間緩慢。2、甲醇被大眾所熟知，具有毒性。甲醇對人體有低毒，因為甲醇在人體新陳代謝中會氧化成比甲醇毒性更強的甲醛和甲酸（蟻酸）。3、高度易燃，其蒸氣與空氣混合，能形成爆炸性混合物。
1.2酒精
尚會來在污水中加入酒精作為碳源，通過實驗發(fā)現(xiàn)，酒精投加量不足，也會出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的累積，理想的投加量碳氮比大于5時，反硝化才能進(jìn)行完全，硝態(tài)氮去除率可達(dá)85%，產(chǎn)泥率在0.35左右。可見酒精對硝態(tài)氮的去除率略低于甲醇，產(chǎn)泥率相當(dāng)，但無毒，可以考慮作為甲醇的替代品，用于污水處理脫氮反應(yīng)。
1.3醋酸鈉
有關(guān)學(xué)者在污水中加入醋酸鈉作為碳源，通過實驗發(fā)現(xiàn)，碳氮比在4.6時，可以達(dá)到穩(wěn)定的脫氮效果，而且它的水解物為小分子有機物，能容易被微生物降解，反硝化響應(yīng)時間快，而且無毒，能作為應(yīng)急碳源。但是，它價格較貴，產(chǎn)泥率高，對污水廠的污泥處置會帶來了一定的壓力。
1.4葡萄糖
閻寧經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，葡萄糖的理想碳氮比在6.4～7.5，比甲醇大得多，而且它是多分子有機物，不易被微生物所利用，容易導(dǎo)致出水中COD的上升，同時與甲醇、酒精相比，葡萄糖更易出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的累積，因此，不建議大量使用葡萄糖作為碳源。
1.5污泥水解液
污泥池中的水解液是污泥中的有機物經(jīng)微生物作用下產(chǎn)生，其中的VFA能作為反硝化碳源，起到以廢治廢的功效。徐亞同通過實驗發(fā)現(xiàn)，VFA中不同類型的有機物反硝化速率也不同，混合類型的VFA比單一類型的反硝化速率要高。
有關(guān)學(xué)者分別對初沉池污泥和二沉池污泥的水解液作為碳源進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，初沉池污泥水解液不能完全還原硝態(tài)氮，效率低，二沉池污泥水解液能完全還原硝態(tài)氮，效率高。不同的污泥，水解條件的不同，所產(chǎn)生的VFA成分也不同，從而導(dǎo)致反硝化程度也不同。而且，污泥在水解時會出現(xiàn)氮磷的釋放，這部分氮磷作為碳源回到污水處理系統(tǒng)時，會增加氮磷的濃度。上述問題的存在，制約著污泥水解液作為碳源的利用。
1.6活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源
活性污泥中的微生物衰老后，會溶解出一定的有機物，有關(guān)學(xué)者對這有機物作為碳源，進(jìn)行了研究后，發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)物脫氮率只有15%。可見，利用活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源還有待于更加深入的研究。
1.7酒廠加工污水
酒廠加工污水中含有大量有機物，COD高達(dá)10000mg/L，B/C>0.3，可生化性較好，用作反硝化碳源有一定的可行性，起到以廢治廢的功效，但是數(shù)量有限，無法滿足大型污水處理廠外加碳源的需求。
1.8垃圾滲濾液
垃圾滲濾液中有機物濃度高，COD高達(dá)10000 mg/L多，B/C>0.4，可生化性較好，用作反硝化碳源有一定的可行性，起到以廢治廢的功效。有關(guān)學(xué)者在具有脫氮工藝的污水處理系統(tǒng)中加入少量的垃圾滲濾液后發(fā)現(xiàn)，碳源不足的問題得到了一定的緩解。但是垃圾滲濾液成分復(fù)雜，變化多端，當(dāng)垃圾滲濾液中氮磷成分較多時，將其作為外加碳源投入到污水處理系統(tǒng)中去，無形中增加了系統(tǒng)的氮磷負(fù)荷。所以垃圾滲濾液作為碳源還有待進(jìn)一步的研究。
2.結(jié)論
綜上所訴，甲醇、酒精、醋酸鈉、葡萄糖等作為外加碳源，使用條件比較成熟，但是使用成本比較高，對污水處理廠的經(jīng)濟效益帶來了巨大的壓力。污泥水解液、活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源、酒廠加工污水以及垃圾滲濾液，因其成分復(fù)雜多變，要應(yīng)用到實際生產(chǎn)當(dāng)中，還有待進(jìn)一步的探討。隨著污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，研究新工藝，開發(fā)新碳源任重道遠(yuǎn)。
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