很多城市的污水存在低碳相對(duì)高氮磷的水質(zhì)特點(diǎn)，由于有機(jī)物含量偏低，在采用常規(guī)脫氮工藝時(shí)無法滿足缺氧反硝化階段對(duì)碳源的需求，導(dǎo)致反硝化過程受阻，并抑制異養(yǎng)好氧細(xì)菌增值，使得氨氮(NH4-N)的同化作用下降，因此大大影響了污水處理廠的脫氮效果。通過實(shí)踐證明，投加碳源是污水處理廠解決這類問題的重要手段。
1、乙酸鈉作為碳源的優(yōu)點(diǎn)
目前污水處理廠解決低碳源污水處理常用的外加碳源有甲醇、淀粉、乙酸鈉等，其中甲醇和乙酸鈉均為易降解物質(zhì)，本身不含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如氮、磷)，分解后不留任何難于降解的中間產(chǎn)物。而淀粉為多糖結(jié)構(gòu)，水解為小分子脂肪酸所需的時(shí)間長(zhǎng)，且在水中的溶解性差，不易完全溶于水，容易造成殘留和污泥絮體偏多等問題。
研究表明，乙酸鈉作為碳源時(shí)其反硝化速率要遠(yuǎn)高于甲醇和淀粉。其主要原因在于，乙酸鈉為低分子有機(jī)酸鹽，容易被微生物利用。而淀粉等高分子的糖類物質(zhì)需轉(zhuǎn)化成乙酸、甲酸、丙酸等低分子有機(jī)酸等最易降解的有機(jī)物，然后才被利用;甲醇雖然是快速易生物降解的有機(jī)物，但甲醇必須轉(zhuǎn)化成乙酸等低分子有機(jī)酸才能被微生物利用，所以出現(xiàn)了利用乙酸鈉作為碳源比用淀粉、甲醇進(jìn)行反硝化速度快很多的現(xiàn)象 。
同時(shí)，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)，其加藥間本身具有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)性。當(dāng)甲醇儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，易導(dǎo)致儲(chǔ)罐破裂或發(fā)生突沸，使液體外溢發(fā)生連續(xù)性火災(zāi)爆炸，危及范圍較大，因此甲醇加藥間對(duì)周邊環(huán)境要求一定的安全距離。同時(shí)由于其揮發(fā)蒸汽與空氣混合易形成爆炸性氣體混合物，故其范圍內(nèi)的電力裝置均須采用特殊設(shè)計(jì)。
而乙酸鈉本身不屬于危險(xiǎn)品，方便運(yùn)輸及儲(chǔ)存，絕對(duì)價(jià)格也比甲醇便宜，因此對(duì)于一些已建的污水處理廠來說，由于其用地限制，當(dāng)需要外加碳源時(shí)，采用乙酸鈉作為外加碳源比甲醇更具有優(yōu)勢(shì)。
2、乙酸鈉投加量的計(jì)算
在缺氧反硝化階段，污水中的硝態(tài)氮( NO3－N) 在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮(N2) 的過程。反硝化反應(yīng)是由異養(yǎng)型微生物完成的生化反應(yīng)，它們?cè)谌芙庋鯘舛葮O低的條件下，利用硝酸鹽( NO3－N) 中的氧作為電子受體，有機(jī)物( 碳源) 為電子供體。
在實(shí)際工程中，若進(jìn)入反硝化段的污水BOD5∶N ＜ 4∶1 時(shí)，應(yīng)考慮外加碳源，BOD5 /N≥4，可認(rèn)為反硝化完全。當(dāng)碳源不足時(shí)，系統(tǒng)投加的碳源量可根據(jù)對(duì)應(yīng)去除的硝態(tài)氮量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下:
投加量X= ( 4－CBOD5/Cn) ×Cn/η
其中:
CBOD5：進(jìn)水的BOD5濃度，mg /L; Cn：進(jìn)水的TN濃度，mg /L; η：投加碳源的BOD5當(dāng)量。
乙酸鈉的BOD5當(dāng)量為0.52(mgBOD/mg 乙酸鈉)，故當(dāng)投加乙酸鈉作為碳源時(shí)，計(jì)算公式如下:
投加量X= ( 4－CBOD5/Cn) ×Cn /0.52
實(shí)例計(jì)算：
以某市污水處理廠改擴(kuò)建工程為例，設(shè)計(jì)處理水量為160000 m3 /d，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。
污水廠原建有A 段曝氣池，污水經(jīng)過A 段曝氣池后，BOD5的去除率按25% 計(jì)，故進(jìn)入新建反硝化池污水中的BOD5濃度為262. 5 mg /L，TN濃度為70mg/L，BOD5∶N= 3. 75＜4，故應(yīng)該外加碳源，乙酸鈉投加劑量:
X=(4-3. 75)×70 /0.52 = 33. 7 mg /L
日投加量為：
X*16000=0.0337*16000=539.2kg /d
再根據(jù)購(gòu)置的乙酸鈉的純度，即可計(jì)算所需的乙酸鈉原料日投加量。