我國城市污水普遍存在反硝化碳源不足的問題,碳源不足已成為制約生物脫氮效率的重要因素,污水處理廠選擇外加碳源時,不僅要考慮其經(jīng)濟成本和效益,同時需要兼顧碳源本身的安全性,以及生物池內(nèi)的實際有效停留時間等因素,污水處理廠對碳源的選擇應遵循以下原則:
外加碳源易被微生物降解,易被反硝化菌利用,不存在殘留物對后續(xù)出水達標造成不利影響的間題;
反應速度足夠快,確保所投加的碳源盡量在厭、缺氧功能區(qū)內(nèi)耗盡,避免增加后續(xù)曝氣系統(tǒng)的負擔和運行成本;
不會對系統(tǒng)內(nèi)的微生物種群類型和含量造成影響,避免投加碳源前后出現(xiàn)微生物的短暫適應性問題;
價格便宜,安全性好,且易于投加、保存和運輸,可就近獲得。
因此,我們根據(jù)現(xiàn)在各大水廠主要使用的幾種碳源:甲醇、乙酸鈉、葡萄糖,作為對比,分析哪種物質(zhì)可以作為最合適的碳源。
1、甲醇是易燃易爆危險品,長期接觸甲醇可使人致盲。企業(yè)使用甲醇須取得危險品使用許可證,且使用甲醇要求設備須是防爆設備,因此固定資產(chǎn)投資大,后期運維成本高。使用甲醇的企業(yè)VOC也很難達標,受政府部門監(jiān)管成本高。而乙酸鈉和葡萄糖則沒有上述缺點。
2、降氮效果以及速率的對比:通過模擬水廠厭氧、缺氧條件,在污水中加入同等COD值的不同碳源,攪拌兩小時,每半小時分別取樣,測定總氮的變化數(shù)據(jù)如下圖所示可以看出乙酸鈉是反應最迅速的碳源,同時對總氮的降低程度也是最大的,甲醇和葡萄糖基本相當。甲醇和葡萄糖生物利用率低,生成本高,雖然甲醇單價便宜,但由于生物利用速率低,過多的甲醇沒有被利用,浪費嚴重,不僅如此,這些過量甲醇進入下一步工藝會滋生大量菌泥,推高水廠處理菌泥的成本。而乙酸鈉因其高效性則會縮短污水處理周期,從而提高生產(chǎn)效率,提升了污水日處理量。
3、對比碳源對污泥馴化時間的影響通過查閱各種資料得知,甲醇需馴化污泥29天才會達到最穩(wěn)定的反硝化效果葡萄糖需要23天,而乙酸鈉投加一天之內(nèi)就可以達到最穩(wěn)定的效果。
4、各種碳源在污泥中的被利用的模式:甲醇需要先變成甲醛,再變成甲酸才能被污泥中的反硝化細菌利用;葡萄糖為六個碳的有機物,不能被微生物利用,需要在水中先分解為三個碳的有機物才能被利用;而乙酸鈉可直接被微生物利用,在三種碳源中最快速的被利用。
綜上所述:葡萄糖的利用率最低,降氮速率更不能和乙酸鈉相比;考慮到運輸,儲存以及價格乙酸鈉和甲醇綜合經(jīng)濟性相差無幾,甚至比甲醇更合適,所以乙酸鈉是到目前為止,所發(fā)現(xiàn)的碳源中,最高效,最環(huán)保,生物利用率最高的碳源。