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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：1）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出水達標造成不利影響的間題；2）反應速度足夠快，確保所投加的碳源盡量在厭、缺氧功能區內耗盡，避免增加后續曝氣系統的負擔和運行成本；3）不會對系統內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微生物的短暫適應性問題；4）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，我們根據現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，分析哪種物質可以作為最合適的碳源。 1、儲存、運輸等條件的綜合對比：  2、降氮效果以及速率的對比：  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，次生成本高從 上圖可見，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 4、各種碳源在污泥中的被利用的模式： 綜上所述： 這是個古老而又年輕的問題，說起古老，一些老專家都認為，碳原子數目越少越容易被利用，甲醇是首選。說真的，我是持懷疑態度的，只是大家都這么認為（一些專家也不知其所以然），在專家論證會上，你要是有不同看法，人家還認為你太嫩。說其年輕，我認為有必要當作一個新的問題在實踐中反復摸索。畢竟實踐才是檢驗真理的唯一標準。從微生物化學的角度來看，應該首選乙酸，因為乙酸會轉變成三羧酸循環，迅速得到有效利用，A2O工藝中厭氧池聚磷菌利用揮發性脂肪酸就是這個道理。而后來的丙酸，丁酸等多碳原子最后都要轉變成乙酰輔酶A才能直接進入三羧酸循環。 1、甲醇：普遍認為甲醇作為外碳源具有運行費用低和污泥產量小的優勢。閻寧發現，在甲醇碳源不足時，存在亞硝酸鹽積累的現象。以甲醇為碳源時的反硝化速率比以葡萄糖為碳源時快3倍，最佳碳氮比（COD：氨氮）為 2.8～3.2 。 從目前研究來看， 甲醇作為碳源時，C/N>5 時能達到較好的效果，但其弊端有三點：1）作為化學藥劑，成本相對較高；2）響應時間較慢，甲醇并不能被所有微生物利用，當投加甲醇后，需要一定的適應期直到它完全富集，發揮全部效果，當用于污水處理廠應急投加碳源時效果不佳；3）甲醇具有一定的毒害作用，長期用甲醇作為碳源，對尾水的排放也會造成一定的影響。 2、乙酸鈉：乙酸鈉的優點在于它能立即響應反硝化過程，能用作水廠運行時的應急處理。乙酸鈉由于是小分子有機酸的原因， 反硝化菌易于利用，碳氮比4.6時，可以達到穩定的脫氮效果，脫氮效果是最好的。 但是，由于價格較為昂貴，污泥產率高， 且目前污水廠的污泥處置問題也是一個較大的攻關難題，所以，將乙酸鈉應用于污水處理廠的大規模投加幾乎不可能。 3、糖類：糖類物質中，以面粉、蔗糖、葡萄糖為主，由于葡萄糖是最簡單的糖，所以目前研究比較多。當碳源充足時，以葡萄糖為碳源的最佳碳氮比較甲醇為碳源時高得多，為 6∶1～7∶1 。碳源類型對硝氮的比還原速率幾乎沒有影響，對亞硝氮的比積累速率影響較大，只有葡萄糖在該研究中沒發現積累現象。 以葡萄糖為代表的糖類物質作為外加碳源處理效果不錯，可是，它作為一種多分子化合物，容易引起細菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質，同時，與醇類碳源相比，糖類物質更容易產生亞硝態氮積累的現象。 4、污泥水解上清液：生物轉化 VFA 來源于污泥水解的上清液，由于水解所產生的 VFA 擁有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水廠內部提供，在污泥減容的同時還減少了碳源運輸方面的問題，所以它是目前比較有優勢的碳源。 對于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的結論有很多，但總體認為它作為反硝化脫氮系統的碳源是一種很有價值的方法。可是，對于不同的污泥，不同的水解條件，所產生的污泥中VFA 的成分有較大的差別，而由于成分不同，又能引起反硝化速率的不同（這也是為何很多研究不一致的原因），所以，如何將污泥水解的產物VFA統一化研究應用，還是一個比較大的難題。 除此以外，若直接將水解污泥作為外碳源，還要考慮到污泥水解過程中氮磷的釋放問題，這部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中，勢必會增加污水處理廠的氮磷負荷，如何解決這個問題，是利用污泥水解液的另一大難題。 |
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