現(xiàn)階段的工業(yè)污水脫氮主要以生物法為主。生物脫氮包括氨化、硝化和反硝化三個過程,其中反硝化是實現(xiàn)徹底脫氮的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但是反硝化細菌為異養(yǎng)微生物,需要外界有機碳為其提供反硝化過程所需營養(yǎng)物質(zhì)以及反硝化所需的電子,因此污水中的有機碳含量通常成為影響工業(yè)污水脫氮效果“最短的那塊木板”。
然而大部分的工業(yè)廢水中有機碳含量較低,氮含量較高,這種“低碳高氮”的局面成為許多客戶的痛點所在,為使出水總氮達標(biāo),水廠不得不外加碳源。
目前市面上常用的碳源:甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源及污泥水解上清液等。在使用過程中,需要根據(jù)實際工程情況選擇合適的碳源?,F(xiàn)對各種常用的碳源進行對比,分析各種碳源的優(yōu)缺點:
1、甲醇
甲醇作為外碳源具有運行費用低和污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢,在甲醇碳源不足時,存在亞硝酸鹽積累的現(xiàn)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,其最佳碳氮比(COD:氨氮)為 2.8~3.2 。
但甲醇作為外加碳源時,有以下3點問題需關(guān)注:
① 甲醇易燃,為甲類?;?,儲存和使用均有嚴格要求。特別是其儲存需報當(dāng)?shù)毓膊块T備案審批,手續(xù)繁瑣。
② 微生物對甲醇的響應(yīng)時間較慢,甲醇并不能被所有微生物利用,當(dāng)甲醇用于污水處理廠應(yīng)急投加碳源時效果不佳;
③ 甲醇具有一定的毒害作用,將甲醇作為長期碳源,對尾水的排放也會造成一定的影響。
2、乙酸鈉
乙酸鈉的優(yōu)點在于它能立即響應(yīng)反硝化過程,可作為水廠應(yīng)急處置時使用。乙酸鈉由于是小分子有機酸鹽的原因,反硝化菌易于利用,脫氮效果是最好的。通過實驗發(fā)現(xiàn),碳氮比在4.6時,可以達到穩(wěn)定的脫氮效果,而且它的水解物為小分子有機物,能容易被微生物降解,反硝化響應(yīng)時間快,而且無毒,能作為應(yīng)急碳源。
使用乙酸鈉要考慮以下3點:
① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體,由于當(dāng)量COD低,運輸費用高,固體乙酸鈉可以遠距離運輸。
② 產(chǎn)泥量大,污泥處理費用增加;
③ 價格比較會昂貴一些。
3、乙酸
乙酸作為碳源,與乙酸鈉類同。但作為工業(yè)化產(chǎn)品,用做碳源確實浪費。
但其弊端有四點:
①乙酸為乙類?;?,也是揮發(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,儲存條件要求高。
②多數(shù)污水處理廠遠離乙酸廠,運輸費用高,不能遠距離運輸。
③乙酸代謝后的氫離子有降低出水pH的可能。
④ 乙酸價格市場變化大,高價時做碳源價格昂貴。
如何合理選擇碳源?
選擇外加碳源時,不僅要考慮其經(jīng)濟成本和效益,也需要考慮碳源本身的安全性,以及生物池內(nèi)的實際有效停留時間等因素,總之,不是越便宜越好。
那么,該如何選擇碳源呢?選擇碳源時可以參考以下幾點原則:
1.外加碳源易被微生物降解,不會對后續(xù)出水達標(biāo)造成不利影響。
2.反應(yīng)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(dān)和運行成本。
3.不會對系統(tǒng)內(nèi)的微生物種群豐富度和數(shù)量造成不利影響,避免投加碳源前后出現(xiàn)微生物的短暫適應(yīng)性問題,或者培養(yǎng)起來只吃不干活的絲狀菌。
4.價格便宜,安全性好,且易于投加、保存、運輸和使用。