目前市面上常用的碳源:甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源、污泥水解上清液、啤酒废水及垃圾渗滤液等。在使用过程中,需要根据实际工程情况选择合适的碳源。现对各种常用的碳源进行对比,分析各种碳源的优缺点:
甲醇
普遍认为甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势,甲醇作为碳源时,C/N〉5时能达到较好效果,但其弊端有三:
1.作为化学药剂,成本相对较高;
2.响应时间较慢,甲醇并不能被所有微生物利用,当投加甲醇后,需要一定的适应期直到它完全富集,发挥全部效果,当用于污水处理厂应急投加碳源时效果不佳;
3.甲醇具有一定的毒害作用,长期用甲醇作为碳源,对尾水的排放也会造成一定影响。
乙酸钠
乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程,可作为水厂应急处置时使用。
普遍认为乙醇反硝化速率不如甲醇高,但由于它没有毒性,污泥产率与甲醇相差不多,所以认为它可以作为甲醇的替代碳源。以乙醇为碳源,硝酸盐为电子受体时,最佳的C/N=5,碳源缺乏时会引起亚硝酸盐积累。
使用乙酸钠要考虑以下3点:
1.乙酸钠多为20%、25%、30%的液体,由于当量COD低,运输费用高,不能远距离运输。
2.产泥量大,污泥处理费用增加;
3.价格较为昂贵,污水处理厂大规模投加乙酸钠几乎不可能。
乙酸
乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程,能用作水厂运行时的应急处理。乙酸钠由于是小分子有机酸的原因,反硝化菌易于利用,脱氮效果是最好的,但是由于价格较贵,污泥产率高,且目前污水厂的污泥处置问题也是一个较大的公关难题,所以,将乙酸钠应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。
糖类
以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源处理效果不错,可是,它作为一种多分子化合物,容易引起细菌的大量繁殖,导致污泥膨胀,增加出水中COD的值,影响出水水质,同时,与醇类碳源相比,糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象,所以,并不提倡大量使用葡萄糖作为外投碳源。
缺点:
1.需要现场配置成溶液,劳动强度大,投加精准性差,大型污水处理厂无法使用。
2.工业葡萄糖含杂质多,食品葡萄糖价格贵。
生物质碳源
随着污水脱氮要求的提高,新兴起专业生产碳源的企业,他们通过生物工程原理,对一些糖类、农产品废料等进行发酵,生产无毒无害的生物制品,主要组分是小分子有机酸、醇类、糖类。其较单一的化学品更容易被微生物利用,其使用成本比单一化学品便宜,具备极高的性价比。
弊端:
产品的稳定性待提高,使用前需对每批次产品当量COD进行检测。
污泥水解上清液
生物转化挥发酸VFA 来源于污泥水解的上清液,由于水解所产生的 VFA 拥有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水厂内部提供,在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题,所以它是目前比较有优势的碳源。
对于污泥水解利用做外碳源的研究,目前不同的结论有很多,但总体认为它作为反硝化脱氮系统的碳源是一种很有价值的方法。可是,对于不同的污泥,不同的水解条件,所产生的VFA 的组分有较大的差别,而由于组分不同,又能引起反硝化速率的不同(这也是为何很多研究不一致的原因),所以,如何将污泥水解的产物VFA统一化研究应用,还是一个比较大的难题。
除此以外,若直接将水解污泥作为外碳源,还要考虑到污泥水解过程中氮磷的释放问题,这部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中,势必会增加污水处理厂的氮磷负荷,如何解决这个问题,是利用污泥水解液的另一大难题。