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總氮含量超標(biāo),你的碳源選對(duì)了嗎?
2020-07-30


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

為了解決這一問(wèn)題,一方面可以通過(guò)增加反消化缺氧區(qū)的體積,延長(zhǎng)反消化時(shí)間來(lái)增加脫氮效果,但這種方法需要擴(kuò)建污水處理廠,基建費(fèi)用高,可操作性不強(qiáng);另一方面,可以通過(guò)投加碳源,以補(bǔ)充碳源的方式提高反消化速率,實(shí)踐證明,投加碳源是污水處理廠解決這類問(wèn)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(duì)目前應(yīng)用比較廣泛的碳源做一個(gè)對(duì)比,讓大家對(duì)各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)有初步的了解。



一、糖類


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


缺點(diǎn):

① 需要現(xiàn)場(chǎng)配置成溶液,勞動(dòng)強(qiáng)度大,投加精準(zhǔn)性差,大型污水處理廠無(wú)法使用。

② 工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多,食品葡萄糖價(jià)格貴。





二、甲醇


甲醇作為一種易燃易爆的危險(xiǎn)品,當(dāng)采用甲醇作為外加碳源時(shí),其本身具有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)性,因此甲醇加藥時(shí)對(duì)周邊環(huán)境要求一定的安全距離。普遍認(rèn)為甲醇作為外碳源,具有運(yùn)行費(fèi)用低和污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢(shì)。在甲醇碳源不足時(shí),存在亞硝酸鹽積累的現(xiàn)象,以甲醇為碳源時(shí)的反硝化速率比以葡萄糖為碳源時(shí)快3倍,最佳碳氮比(COD:氨氮)為 2.8~3.2。



從目前研究來(lái)看,甲醇作為碳源時(shí),C/N>5 時(shí)能達(dá)到較好的效果,但其弊端有三點(diǎn):

①作為化學(xué)藥劑,成本相對(duì)較高;

②響應(yīng)時(shí)間較慢,甲醇并不能被所有微生物利用,當(dāng)投加甲醇后,需要一定的適應(yīng)期直到它完全富集,發(fā)揮全部效果,當(dāng)用于污水處理廠應(yīng)急投加碳源時(shí)效果不佳;

③甲醇具有一定的毒害作用,長(zhǎng)期用甲醇作為碳源,對(duì)尾水的排放也會(huì)造成一定的影響。




三、乙酸鈉


乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)在于它能立即響應(yīng)反硝化過(guò)程,可作為水廠應(yīng)急處置時(shí)使用。普遍認(rèn)為乙醇反硝化速率不如甲醇高,但由于它沒(méi)有毒性,污泥產(chǎn)率與甲醇相差不多,所以認(rèn)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(shí),最佳的C/N=5,碳源缺乏時(shí)會(huì)引起亞硝酸鹽積累。



使用乙酸鈉要考慮以下3點(diǎn):

① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體,由于當(dāng)量COD低,運(yùn)輸費(fèi)用高,不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

② 產(chǎn)泥量大,污泥處理費(fèi)用增加;

③ 價(jià)格較為昂貴,污水處理廠大規(guī)模投加乙酸鈉幾乎不可能。




四、污泥水解上清液


生物轉(zhuǎn)化VFA(揮發(fā)性脂肪酸)來(lái)源于污泥水解的上清液,由于水解所產(chǎn)生的VFA擁有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水廠內(nèi)部提供,在污泥減容的同時(shí)還減少了碳源運(yùn)輸方面的問(wèn)題,所以它是目前比較有優(yōu)勢(shì)的碳源。

對(duì)于污泥水解利用做外碳源的研究,目前不同的結(jié)論有很多,但總體認(rèn)為它作為反硝化脫氮系統(tǒng)的碳源是一種很有價(jià)值的方法。可是,對(duì)于不同的污泥,不同的水解條件,所產(chǎn)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(chǎn)物VFA統(tǒng)一化研究應(yīng)用,還是一個(gè)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(guò)程中氮磷的釋放問(wèn)題,這部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中,勢(shì)必會(huì)增加污水處理廠的氮磷負(fù)荷,如何解決這個(gè)問(wèn)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),但要考慮多個(gè)因素:


(1)碳源投加的成本

投加成本是碳源的當(dāng)量COD價(jià)格+投加量的綜合算法,需要理論計(jì)算加實(shí)際運(yùn)行的投加量確定;


(2)碳源產(chǎn)泥率

投加碳源,必定會(huì)增加污泥的產(chǎn)量,而污泥處理成本很高,這個(gè)是選擇碳源必須考慮到的重要一項(xiàng)。


(3)保證污水運(yùn)行的穩(wěn)定性

投加碳源目的是為了脫氮,因此在選擇碳源的時(shí)候,要兼顧污水處理廠的運(yùn)行穩(wěn)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(jù)以上,碳源的選擇,不是單純的經(jīng)濟(jì)帳,而是與穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)際相緊密結(jié)合的。科學(xué)的選擇碳源,才能有效的降低污水處理廠的運(yùn)行成本和污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行。



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