目前市面上常用碳源有:甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源及污泥水解上清液等。在使用过程中,需要根据实际工程情况选择合适的碳源。
复合碳源
一.甲醇
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,其较佳碳氮比(COD:氨氮)为2.8~3.2。但甲醇作为外加碳源时,有以下3点问题需关注:
1.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。
2.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。
3.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。
二.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,脱氮效果是较好的。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:
1.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。
2.产泥量大,污泥处理费用增加。
3.价格较为昂贵,污水处理厂大规模投加乙酸钠几乎不可能。
三.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:
1.乙酸为乙类危化品,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。
2.多数污水处理厂远离乙酸厂,运输费用高,不能远距离运输。
3.乙酸代谢后的氢离子有降低出水pH的可能。
4.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。
四.糖类
糖类外加碳源中,以面粉、蔗糖、葡萄糖为主,由于葡萄糖是较简单的糖,所以目前研究比较多。当碳源充足时,以葡萄糖为碳源的较佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多,为6:1~7:1。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。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:
1.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。
2.工业葡萄糖含杂质多,食品葡萄糖价格贵。
五.生物碳源
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,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。