反硝化碳源的選擇原則,!
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成為必要的手段,。
1、脫氮為什么對碳源有需求,?
硝化過程主要由自養(yǎng)微生物完成,,亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養(yǎng)菌,硝化過程所需碳源來自 CO?²-,、HCO?-等無機碳源,;硝化菌的世代期較異養(yǎng)菌長得多,生長繁殖速度緩慢,,產(chǎn)率較低,,若進水中有機污染物(COD)大大超過氨氮時,異養(yǎng)菌大量繁殖,,并在與硝化菌競爭中占優(yōu)勢,,逐漸成為優(yōu)勢菌種,,從而降低反應(yīng)器的硝化效率。一般認(rèn)為處理系統(tǒng)的 BOD 負(fù)荷小于0.15BOD/(gMLSS.d)時,,硝化反應(yīng)才能正常進行,。
反硝化菌利用碳源作為電子供體,NO?-和NO?-作為電子受體,,將 NO?-,、NO?-還原成氮氣,達(dá)到脫氮的效果,。當(dāng)有溶解氧存在時,,反硝化菌分解有機物利用分子態(tài)氧作為終電子受體。在無氧情況時,,反硝化菌利用硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮作為能量的電子受體,O²-作為受氫體生成 H?O和 OH-堿度,,有機物作為碳源及電子供體提供能量并被氧化穩(wěn)定,。
硝化、反硝化過程對有機物的存在是矛盾的:自養(yǎng)硝化菌適宜在低碳源環(huán)境下生存,,在大量有機物存在時,,對氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的競爭不如好氧異養(yǎng)菌,致使反應(yīng)器內(nèi)異養(yǎng)菌成為優(yōu)勢菌種,;而反硝化反應(yīng)需要有機碳源作為電子供體完成脫氮過程,。
2、反硝化碳源的選擇原則
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(xù)出水達(dá)標(biāo)造成不利影響的間題,;
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(fù)擔(dān)和運行成本;
3,、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(yīng)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,。
3、常用反硝化碳源的優(yōu)缺點
目前市面上常用的碳源:甲醇,、乙酸鈉,、面粉、葡萄糖,、生物質(zhì)碳源等,。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
普遍認(rèn)為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,,甲醇作為碳源時,,C/N>5時能達(dá)到較好效果。
但其弊端有:
①作為化學(xué)藥劑,,成本相對較高;
②響應(yīng)時間較慢,,甲醇并不能被所有微生物利用,當(dāng)投加甲醇后,,需要一定的適應(yīng)期直到它*富集,,發(fā)揮全部效果,當(dāng)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,,長期用甲醇作為碳源,對尾水的排放也會造成一定影響,。
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,。
普遍認(rèn)為乙酸鈉反硝化速率不如甲醇高,,但由于它沒有毒性,污泥產(chǎn)率與甲醇相差不多,,所以認(rèn)為它可以作為甲醇的替代碳源,。以乙酸鈉為碳源,硝酸鹽為電子受體時,,蕞 jia的C/N=5,,碳源缺乏時會引起亞硝酸鹽積累。
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,,不能遠(yuǎn)距離運輸,。
② 產(chǎn)泥量大,污泥處理費用增加,;
③ 價格較為昂貴,,污水處理廠大規(guī)模投加乙酸鈉成本太高。
3,、糖類
以葡萄糖為代表的糖類物質(zhì)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(xì)菌的大量繁殖,,導(dǎo)致污泥膨脹,增加出水中COD的值,,影響出水水質(zhì),,同時,與醇類碳源相比,,糖類物質(zhì)更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現(xiàn)象,,所以,并不提倡大量使用葡萄糖作為外投碳源,。
缺點:
① 需要現(xiàn)場配置成溶液,勞動強度大,,投加準(zhǔn)確性差,,大型污水處理廠無法使用。
② 工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多,,食品葡萄糖價格貴,。
4、生物質(zhì)碳源
隨著污水脫氮要求的提高,,新興起專業(yè)生產(chǎn)碳源的企業(yè),,他們通過生物工程原理,對一些糖類,、農(nóng)產(chǎn)品廢料等進行發(fā)酵,,生產(chǎn)無毒無害的生物制品,主要組分是小分子有機酸,、醇類,、糖類。其較單一的化學(xué)品更容易被微生物利用,,其使用成本比單一化學(xué)品便宜,,具備*的性價比。
弊端:
① 產(chǎn)品的穩(wěn)定性待提高,,使用前需對每批次產(chǎn)品當(dāng)量COD進行檢測,。