反硝化碳源的種類及選擇
為了緩解和控制水的豐富營養,國家污水排放標準越來越嚴格,但目前大多數污水處理廠一般具有低碳相對高氮磷的水質特點,由于有機物含量低,常規脫氮工藝不能滿足缺氧反硝化階段對碳源的需求,導致反硝化過程,抑制厭氧好氧菌增殖,使氨氮(NH3-N)DE同化,大大影響污水處理廠的脫氮效果,特別是在低溫季節。
為了解決這一問題,一方面可以通過增加反消化缺氧區域的體積和延長反消化時間來增加脫氮效果,但該方法需要擴污水處理廠,基礎設施成本高,可操作性差;
另一方面,可以通過向缺氧區域添加外碳源來提高反消化率,實踐證明,添加碳源是污水處理廠解決這些問題的重要手段。
碳源的種類
目前,市場上常用的碳源:甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質碳源、污泥水解液、啤酒廢水和垃圾滲濾液等。在使用過程中,需要根據實際工程情況選擇合適的碳源。現在比較各種常用的碳源,分析各種碳源的優缺點:
1.甲醇
一般認為甲醇作為外碳源,具有運行成本低、污泥產量小的優點。當甲醇作為碳源時,C/N>5可以達到更好的效果,但有三個缺點:
1.作為一種化學藥劑,成本相對較高;
2.反應時間慢,甲醇不能被所有微生物使用。添加甲醇后,需要一定的適應期,直到完全富集,發揮所有效果。當用于污水處理廠應急添加碳源時,效果不佳;
3.甲醇有一定的毒性作用,長期以甲醇為碳源,也會對尾水的排放產生一定的影響。
2.乙酸鈉
乙酸鈉的優點是能立即響應反硝化過程,可作為水廠應急處置。
一般認為乙醇的反硝化率不如甲醇高,但由于其無毒性,污泥產量與甲醇相似,可以作為甲醇的替代碳源。當乙醇被用作碳源和硝酸鹽作為電子受體時,最好的C/N=5在碳源缺乏時會導致亞硝酸鹽的積累。
乙酸鈉應考慮以下三點:
1.乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體,由于COD低,運輸成本高,不能遠距離運輸。
2.產泥量大,污泥處理成本增加;
3.價格比較貴,幾乎不可能在污水處理廠大規模加入乙酸鈉。
3.乙酸
乙酸鈉的優點是能立即響應反硝化過程,作為水廠運行時的應急處理。由于乙酸鈉是一種小分子有機酸,反硝化菌易于使用,脫氮效果最好。但由于價格昂貴,污泥產量高,目前污水處理廠的污泥處理也是一個很大的公共關系問題,因此幾乎不可能在污水處理廠大規模添加乙酸鈉。
4.糖類
以葡萄糖為代表的糖作為碳源處理效果好,但作為一種多分子化合物,容易引起細菌繁殖,導致污泥膨脹,增加水COD值,影響水質,同時與醇碳源相比,糖更容易產生亞硝氮積累現象,因此不提倡大量使用葡萄糖作為碳源。
缺點:
1.需現場配置溶液,勞動強度大,投加精度差,大型污水處理廠無法使用。
2.工業葡萄糖雜質多,食品葡萄糖價格昂貴。
5.生物質碳源。
隨著污水脫氮要求的提高,新興專業生產碳源的企業,通過生物工程原理發酵部分糖、農產品廢料,生產無毒無害的生物產品,主要成分為小分子有機酸、醇、糖。它比單一的化學品更容易被微生物使用,而且它的使用成本比單一的化學品便宜,而且非常劃算。
弊端:
需要提高產品的穩定性,每批產品在使用前應進行當量COD檢測。
6.污泥水解上清液。
生物轉化揮發酸VFA來自污泥水解的上清液。由于水解產生的VFA具有較高的反硝化率,碳源可直接由污水處理廠提供。在減少污泥容量的同時,也減少了碳源運輸的問題,是目前比較有利的碳源。
目前,關于污泥水解利用外碳源的研究有很多不同的結論,但一般認為,作為反硝化脫氮系統的碳源是一種非常有價值的方法。然而,由于不同的污泥和不同的水解條件,VFA的成分差異很大,由于成分不同,會導致不同的反硝化這就是為什么許多研究不一致)。因此,如何統一研究和應用污泥水解產品VFA仍然是一個大問題。
此外,如果水解污泥直接作為外部碳源,應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投入污水,必然會增加污水處理廠的氮磷負荷。如何解決這個問題是使用污泥水解液的另一個主要問題。
碳源的選擇
理論上,各種碳源都能保證出水總氮達到排放標準,但要考慮多種因素:
1.碳源投加成本是碳源當量COD價格+投加量的綜合算法,需要通過理論計算和實際操作來確定投加量;
2.碳源產泥率增加碳源肯定會增加污泥產量,污泥處理成本很高,這是選擇碳源時必須考慮的一個重要問題。
3.確保污水運行的穩定性。添加碳源的目的是脫氮。因此,在選擇碳源時,應考慮污水處理廠的穩定運行,如盡量避免污泥膨脹、出水COD增加、亞硝基氮積累等。
根據以上情況,碳源的選擇不是簡單的經濟賬戶,而是與實際穩定運行緊密結合。科學選擇碳源,可有效降低污水處理廠的運行成本和污水處理廠的穩定運行。污水處理設備