一、碳源介紹

目前市場上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源和污泥水解上清液等。在使用過程中，需要根據(jù)實(shí)際工程情況選擇合適的碳源?，F(xiàn)在，我們比較各種常見的碳源，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)：

1、甲醇

甲醇作為外加碳源，具有運(yùn)行成本低污泥產(chǎn)量小的優(yōu)點(diǎn)甲醇碳源不足時，亞硝酸鹽積累。以甲醇為碳源時，反硝化速率比以葡萄糖為碳源時快3倍，其最佳碳氮比為（COD：氨氮）為2.8～3.2。

然而，當(dāng)甲醇用作額外的碳源時，有三個問題需要關(guān)注：

1甲醇易燃，屬于甲類危險化學(xué)品，儲存和使用有嚴(yán)格要求。特別是其存放需要報當(dāng)?shù)毓膊块T備案審批，手續(xù)繁瑣。

②微生物對甲醇的反應(yīng)時間較慢，甲醇不能被所有微生物利用，在污水處理廠用于應(yīng)急投加碳源時效果不佳；

③甲醇有一定的毒性作用以甲醇為長期碳源也會對尾水排放產(chǎn)生一定影響。

2、乙酸鈉

乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是可以立即對反硝化過程做出反應(yīng)，可以作為水廠的應(yīng)急處理。

因為乙酸鈉是小分子有機(jī)酸鹽，所以反硝化菌容易使用，脫氮效果最好。通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)碳和氮的比例是4.6能達(dá)到穩(wěn)定的反硝化效果，其水解產(chǎn)物為小分子有機(jī)物，易被微生物降解，反硝化響應(yīng)時間快，且無毒，可作為應(yīng)急碳源。但價格昂貴，且產(chǎn)泥率高，會給污水處理廠的污泥處置帶來一定壓力。

使用乙酸鈉時要考慮以下三點(diǎn)：

①醋酸鈉多為20%25%30%由于低當(dāng)量COD和高運(yùn)輸成本，液體不能長距離運(yùn)輸。

2污泥產(chǎn)量大，污泥處理成本增加；

3價格比較貴，污水處理廠幾乎不可能大規(guī)模添加乙酸鈉。

3、乙酸

作為碳源，乙酸類似于乙酸鈉。但是作為一個工業(yè)化的產(chǎn)品，用它做碳源真的很浪費(fèi)。

但其弊端有四點(diǎn)：

①醋酸屬于乙類危險化學(xué)品，屬于揮發(fā)性酸，是大氣污染VOC的重要組成部分環(huán)保部門監(jiān)管多，對儲存條件要求高。

2大部分污水處理廠距離醋酸廠較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本高，無法遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

③乙酸代謝后的氫離子可降低出水pH值。

④醋酸的市場變化大，貴的時候做碳源也貴，所以醋酸幾乎不可能應(yīng)用于污水處理廠的大規(guī)模投藥。

4、糖類

糖加碳源，面粉、蔗糖、葡萄糖是主要的糖，因為葡萄糖是最簡單的糖，所以目前有很多研究。當(dāng)碳源充足時，以葡萄糖為碳源的最適碳氮比以甲醇為碳源的要高得多，從6 ∶ 1到7 ∶ 1不等。碳源對硝酸鹽氮的比還原速率影響不大，但對亞硝酸鹽氮的比積累速率影響較大發(fā)現(xiàn)只有葡萄糖作為額外的碳源對亞硝酸鹽氮的比積累速率沒有影響。

以葡萄糖為代表的糖類作為外源碳源，具有良好的反硝化作用但糖作為一種大分子化合物，容易引起細(xì)菌大量繁殖，導(dǎo)致污泥膨脹，增加出水COD值，影響出水水質(zhì)同時，與酒精碳源相比，糖更容易產(chǎn)生亞硝酸鹽氮積累。

但其弊端有二點(diǎn)：

1需要現(xiàn)場配制成溶液，勞動強(qiáng)度大，加藥準(zhǔn)確性差，不能用于大型污水處理廠。

②工業(yè)葡萄糖雜質(zhì)多，食用葡萄糖價格昂貴。

5、生物質(zhì)碳源

隨著廢水脫氮要求的提高，出現(xiàn)了專門生產(chǎn)碳源的新型企業(yè)通過生物工程的原理，他們對一些糖進(jìn)行了處理、發(fā)酵農(nóng)產(chǎn)品廢棄物生產(chǎn)無毒無害的生物產(chǎn)品，主要成分是小分子有機(jī)酸、醇類、糖類。與單一化學(xué)藥劑相比，更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學(xué)藥劑便宜，具有極高的性價比。

但其弊端：產(chǎn)品的穩(wěn)定性有待提高，每批產(chǎn)品的當(dāng)量COD需要在使用前進(jìn)行檢測。

6、污泥水解上清液

生物轉(zhuǎn)化揮發(fā)性酸VFA來自污泥水解上清液由于水解產(chǎn)生的VFA具有較高的反硝化速率，碳源可以直接由污水廠提供，減少了污泥的體積，減少了碳源運(yùn)輸?shù)膯栴}，因此是目前具有優(yōu)勢的碳源。

目前，關(guān)于污泥水解利用作為外加碳源的研究，存在許多不同的結(jié)論但總的來說，作為反硝化系統(tǒng)的碳源是一種有價值的方法?？?/span>然而，對于不同的污泥和不同的水解條件，VFA的成分差異很大，并且由于成分的不同，反硝化速率也可能不同（這也是很多研究不一致的原因）因此，如何將污泥水解產(chǎn)物VFA的研究和應(yīng)用統(tǒng)一起來，仍然是一個大問題。

此外，如果直接利用水解污泥作為外加碳源，還應(yīng)考慮污泥水解過程中氮磷的釋放如果這部分氮磷以碳源的形式加入污水中，必然會增加污水處理廠的氮磷負(fù)荷如何解決這個問題是污泥水解液利用的另一大難題

二、碳源的選擇

目前一些城市污水處理廠的碳源添加成本很高，有的高達(dá)0.2-1.0元/噸，為了降低污水處理的運(yùn)行成本，必須選擇性價比高的碳源。

1、碳源的價格以當(dāng)量COD的單價來衡量

由于各種碳源的成分不同，環(huán)保通常以當(dāng)量COD計算，一般采用萬COD當(dāng)量的計算方法比如甲醇的當(dāng)量COD是150萬，即1噸甲醇相當(dāng)于1500公斤COD當(dāng)量，再換算成1萬COD當(dāng)量的單價：

備注：

1）以上單價僅供參考，因工業(yè)品價格變動較大，計算時以實(shí)際購買為準(zhǔn)；

2）因為甲醇是危險化學(xué)品，公安部門禁止在污水處理廠存放；

3）葡萄糖使用較少，因為容易造成污泥膨脹，出水COD增加；

從上表發(fā)現(xiàn)，醋酸鈉的當(dāng)量COD單價確實(shí)貴，這也是目前污水處理廠碳源添加成本高的原因；甲醇是性價比最高的碳源，但冬天用甲醇取暖，甲醇單價也可能漲到4500元/噸，比如醋酸，有時出廠價高達(dá)4500元/噸。

2、碳源劑量的確定

各種碳源的用量有相應(yīng)的范圍以下為經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際情況確定但實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)考慮亞硝酸鹽氮的積累和污泥產(chǎn)率：

1）甲醇：在甲醇投加量不足的情況下，會出現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，達(dá)到理想的COD/N為4.3～4.7。文獻(xiàn)中提到，甲醇作為碳源時，是理想的COD/N為4.3～10.6。實(shí)驗結(jié)果表明，以甲醇為碳源時，只有碳氮比大于5的理想投加量才能完成反硝化，硝酸鹽氮的去除率可達(dá)95%，產(chǎn)泥率在0.35左右。

2）乙酸鈉：根據(jù)文獻(xiàn)，在污水中加入乙酸鈉作為碳源，碳氮比為4.6能達(dá)到穩(wěn)定的反硝化效果，其水解產(chǎn)物為小分子有機(jī)物，易被微生物降解，反硝化響應(yīng)時間快，且無毒，可作為應(yīng)急碳源。但價格昂貴，且產(chǎn)泥率高，會給污水處理廠的污泥處置帶來一定壓力。

3）工業(yè)葡萄糖：顏寧通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，工業(yè)葡萄糖的理想碳氮比為6.4～7.5，比甲醇大很多，而且是多分子有機(jī)物，不容易被微生物利用，容易導(dǎo)致出水COD增加，同時也和甲醇差不多、與酒精相比，葡萄糖更容易積累亞硝酸鹽氮，因此不建議大量使用葡萄糖作為碳源。

3、碳源的選擇

理論上各種碳源都能保證出水總氮達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但要考慮很多因素：

1）碳源投加的成本

添加成本是碳源當(dāng)量COD價格添加量的綜合算法，需要理論計算和實(shí)際操作來確定添加量。

2）碳源產(chǎn)泥率

添加碳源肯定會增加污泥的產(chǎn)量，而污泥處理的成本很高，是選擇碳源時必須考慮的重要項目。

3）保證污水運(yùn)行的穩(wěn)定性。

添加碳源的目的是去除氮因此，在選擇碳源時，應(yīng)考慮污水處理廠的運(yùn)行穩(wěn)定性，如盡可能避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮累積等。

綜上所述，碳源的選擇不是簡單的經(jīng)濟(jì)賬，而是與穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)踐緊密結(jié)合?？茖W(xué)選擇碳源可以有效降低污水處理廠的運(yùn)行成本和穩(wěn)定運(yùn)行。