碳源介紹
目前市(shi)場(chang)上常(chang)用(yong)的(de)碳(tan)(tan)源有:甲(jia)醇、乙(yi)酸、乙(yi)酸鈉、面粉、葡萄(tao)糖、生物質碳(tan)(tan)源、污(wu)泥水解清洗液等(deng)。在(zai)使用(yong)過程(cheng)中,需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)實際(ji)工程(cheng)情況(kuang)選(xuan)擇合適(shi)的(de)碳(tan)(tan)源。現(xian)比較各種常(chang)用(yong)碳(tan)(tan)源,分析各種碳(tan)(tan)源的(de)優缺點(dian):
1.甲醇
甲醇(chun)作為(wei)一種外部(bu)碳(tan)源,具有運行成本低、污泥產量小的(de)優(you)點。當(dang)甲醇(chun)碳(tan)源不(bu)足時,存在亞硝(xiao)酸鹽(yan)積累現象。甲醇(chun)作為(wei)碳(tan)源的(de)反硝(xiao)化速率(lv)比葡萄糖(tang)快3倍,最佳(jia)碳(tan)氮(dan)(dan)比(COD:氨氮(dan)(dan))為(wei)2.8~3.2。但當(dang)甲醇(chun)作為(wei)外部(bu)碳(tan)源時,應(ying)注意以下三個問題:
①甲(jia)醇易燃,是甲(jia)類危險化學品,對儲(chu)存(cun)和使用有(you)嚴格要求。特別(bie)是其(qi)儲(chu)存(cun)需報當地公安部門備案審批,手續(xu)繁瑣。
②微生(sheng)物對甲(jia)醇(chun)的(de)響應時(shi)(shi)間較慢(man),甲(jia)醇(chun)不能(neng)被所有微生(sheng)物使用。當(dang)甲(jia)醇(chun)用于污水處理廠應急碳源時(shi)(shi),效果(guo)不佳;
③甲(jia)醇(chun)具有一定的(de)毒性作用,以甲(jia)醇(chun)為長期碳源,也會對尾水(shui)的(de)排(pai)放(fang)產(chan)生一定的(de)影響。
2.乙酸鈉
乙酸鈉的(de)優點是能立即響應反硝(xiao)化過程,可作為水(shui)廠(chang)應急處(chu)置。
由于乙酸(suan)鈉是(shi)小分子(zi)有機酸(suan)鹽,反(fan)硝化細菌易于使用,脫(tuo)氮(dan)效果最好。實(shi)驗發現,當碳(tan)氮(dan)比為(wei)4.6時,可(ke)達到穩定(ding)的脫(tuo)氮(dan)效果,其水解(jie)物為(wei)小分子(zi)有機物,易被(bei)微生物降解(jie),反(fan)硝化響應時間快,無(wu)毒(du),可(ke)作為(wei)應急碳(tan)源。但價格昂貴,產泥(ni)率高,會給污(wu)水處(chu)理(li)廠的污(wu)泥(ni)處(chu)理(li)帶(dai)來一定(ding)的壓力。
使用乙酸(suan)鈉(na)應考慮(lv)以下三點:
①乙酸鈉多為20%.25%.30%的液體,由于COD當量(liang)低,運輸成本(ben)高,不能遠距離運輸。
②產泥量(liang)大,污泥處(chu)理成本(ben)增加;
③價格比(bi)較貴,污水處(chu)理(li)廠(chang)幾乎不可能大(da)規(gui)模(mo)投入乙酸鈉。
3.乙酸(suan)
乙(yi)酸作(zuo)為(wei)碳(tan)源,與乙(yi)酸鈉相似(si)。但(dan)作(zuo)為(wei)一(yi)種工業產品(pin),它被(bei)用(yong)作(zuo)碳(tan)源。
但(dan)有四個缺點:
①乙酸是乙類(lei)危險化(hua)學品,也是揮發性酸,是空氣污染揮發性有機化(hua)合物(wu)的重要組成部分。環保部門監督多,儲存條件(jian)高。
②大(da)多數污水處(chu)理廠(chang)遠離乙酸廠(chang),運(yun)輸成本高,不能遠距離運(yun)輸。
③乙酸代謝后的氫(qing)離(li)子可降低出水pH值。
④乙酸價(jia)格市場變化較大,碳(tan)源(yuan)價(jia)格高,幾乎不(bu)可(ke)能將(jiang)乙酸應用(yong)于污水處理廠。
4.糖類
在(zai)糖(tang)外加碳(tan)源中,主要(yao)是(shi)面粉、蔗(zhe)糖(tang)和葡萄(tao)糖(tang)。因為(wei)葡萄(tao)糖(tang)是(shi)最簡單(dan)的糖(tang),所(suo)以(yi)目前有(you)很多(duo)研究。當碳(tan)源充足時,以(yi)葡萄(tao)糖(tang)為(wei)碳(tan)源的最佳(jia)碳(tan)氮遠高于甲醇,為(wei)6∶1~7∶1。碳(tan)源對(dui)硝氮的比還原(yuan)率(lv)幾乎沒(mei)有(you)影(ying)響,但(dan)對(dui)亞(ya)硝氮的比積(ji)累率(lv)影(ying)響很大。研究發現,只有(you)葡萄(tao)糖(tang)作為(wei)外加碳(tan)源對(dui)亞(ya)硝氮的比積(ji)累率(lv)沒(mei)有(you)影(ying)響。
以葡(pu)萄糖(tang)為(wei)代表(biao)的(de)(de)糖(tang)作為(wei)外加(jia)(jia)碳源(yuan),具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)脫氮(dan)效果。然而,糖(tang)作為(wei)一種(zhong)多分子(zi)化(hua)合(he)物,很容易(yi)引(yin)起細菌的(de)(de)大(da)量繁殖,導致污泥膨脹(zhang),增加(jia)(jia)水(shui)中的(de)(de)COD值(zhi),影響水(shui)質。同時,與醇(chun)碳源(yuan)相比(bi),糖(tang)更容易(yi)產生亞硝氮(dan)的(de)(de)積累。但有(you)兩個(ge)缺點:
①需現場(chang)配置成溶液,勞動強(qiang)度大(da),加入精(jing)度差,大(da)型污水處理廠無法(fa)使用。
②工業葡(pu)萄(tao)糖雜質多,食品葡(pu)萄(tao)糖價(jia)格昂貴。
5.生物質碳源。
隨著(zhu)污水脫氮要求的提高(gao),新興的碳源專業生產企業通過(guo)生物(wu)(wu)工(gong)程原(yuan)理發酵一些(xie)糖類和(he)農產品(pin)廢(fei)料,生產無毒(du)無害的生物(wu)(wu)產品(pin)。主(zhu)要成(cheng)分是(shi)小分子有(you)機酸、醇類和(he)糖。它比單一化(hua)學(xue)品(pin)更容易被微生物(wu)(wu)利用,使用成(cheng)本比單一化(hua)學(xue)品(pin)便(bian)宜(yi),性價(jia)比高(gao)。
但其弊端:
①產品的(de)穩定性有待提高,使用前應(ying)對每批產品的(de)當量COD進行檢測。
6.污泥水解上(shang)清液。
生物轉化(hua)揮(hui)發酸VFA來(lai)自污泥水(shui)解的(de)上清液。由于(yu)水(shui)解產生的(de)VFA具(ju)有(you)很高的(de)反硝化(hua)速率,碳(tan)源(yuan)可(ke)以直接由污水(shui)處(chu)理廠(chang)提供。在減少污泥容量的(de)同(tong)時,也減少了碳(tan)源(yuan)運輸(shu)的(de)問(wen)題,是目前比較(jiao)有(you)利的(de)碳(tan)源(yuan)。
目前,關于污(wu)泥(ni)(ni)水解(jie)(jie)利用(yong)對外碳源的(de)(de)研究有許多不同(tong)的(de)(de)結論,但一(yi)般認為作(zuo)為反硝化(hua)脫氮(dan)系統的(de)(de)碳源是一(yi)種非常有價值的(de)(de)方(fang)法(fa)。然而,對于不同(tong)的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni),不同(tong)的(de)(de)水解(jie)(jie)條件,VFA的(de)(de)成分(fen)有很大的(de)(de)差(cha)異(yi),由于成分(fen)不同(tong),可導(dao)致不同(tong)的(de)(de)反硝化(hua)速率(這(zhe)就(jiu)是為什么許多研究不一(yi)致),因此(ci),如(ru)何統一(yi)污(wu)泥(ni)(ni)水解(jie)(jie)產品(pin)VFA的(de)(de)研究和應用(yong)仍是一(yi)個相對較大的(de)(de)問(wen)題。
此外(wai),如果水(shui)(shui)解污(wu)泥直接(jie)作為外(wai)部(bu)碳源,還應考(kao)慮污(wu)泥水(shui)(shui)解過程(cheng)中氮磷(lin)(lin)的釋放。如果這(zhe)部(bu)分氮磷(lin)(lin)以(yi)碳源的形式加入污(wu)水(shui)(shui),必然會增加污(wu)水(shui)(shui)處理廠的氮磷(lin)(lin)負(fu)荷。如何解決這(zhe)個(ge)問題(ti)是使用(yong)污(wu)泥水(shui)(shui)解液的另一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)問題(ti)。污水處理設備