實(shí)際上，污水處理廠進(jìn)水碳源不足，脫氮除磷效率低下是一個(gè)十分嚴(yán)重的問(wèn)題。反硝化必須以有機(jī)碳源為電子供體，將亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮還原為氮?dú)?。一般而言，生物脫氮要求進(jìn)水BOD5/TN大于4，但是許多污水處理廠的進(jìn)水BOD5/TN遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè)值，自然出水TN達(dá)不到求。此時(shí)補(bǔ)充碳源非常重要。

由于不同碳源的分子結(jié)構(gòu)不同，添加碳源對(duì)污水中氮磷的去除效果也不同。然而，在反硝化過(guò)程中，能夠快速生物降解，不受二次污染的碳源是電子供體的選擇。目前主要有三種外源碳源:傳統(tǒng)的外源碳源(甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等。)主要包括液體、生物可降解聚合物和天然纖維素。

常規(guī)的外加碳源

其分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于微生物的吸收和轉(zhuǎn)化，從而使反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，有效去除污水中的氮磷。在以甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸和麥芽糖為外碳源處理低碳氮比廢水的研究中，發(fā)現(xiàn)乙酸反硝化率，其次是甲醇、乙醇和葡萄糖，麥芽糖效果最差。

經(jīng)濟(jì)分析中的傳統(tǒng)碳源

當(dāng)然，除了簡(jiǎn)單方便之外，運(yùn)行成本也是污水處理廠在選擇額外碳源時(shí)需要考慮的重要指標(biāo)。

所以這里簡(jiǎn)單對(duì)比一下三種碳源的經(jīng)濟(jì)性(各地?cái)?shù)據(jù)難免會(huì)有偏差，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行比較):

從表中可以看出，添加葡萄糖的成本高，添加乙酸鈉的成本更低，連續(xù)添加甲醇的成本一般低。

假設(shè)去除污水中的硝酸鹽氮量為5mg/L，然后每噸水加乙酸鈉的運(yùn)行費(fèi)用為0.139元，加甲醇的運(yùn)行費(fèi)用為0.048元，加葡萄糖的運(yùn)行費(fèi)用為0.284元。

從長(zhǎng)期投藥成本來(lái)看，葡萄糖>乙酸鈉>甲醇馴化后甲醇的投藥成本低。

但是甲醇對(duì)運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用的安全性要求極高，所以在選擇甲醇作為碳源時(shí)要謹(jǐn)慎。

甲醇是最經(jīng)濟(jì)的碳源，只有當(dāng)進(jìn)水碳源長(zhǎng)期不足，總氮長(zhǎng)期不達(dá)標(biāo)。

乙酸鈉在成本、安全性和反應(yīng)速度方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是污水處理廠的良好后備碳源。

高分子聚合物可生物降解聚合物

一九九一年，一些學(xué)者提出了利用PHB作為反硝化碳源去除水中硝酸鹽氮的想法，并取得了良好的反硝化效果。

相信PHB和PCL都能保持7周以上的穩(wěn)定反硝化作用，硝酸鹽氮負(fù)荷可達(dá)10mg(L·h)-1。

在系統(tǒng)溫度為30℃的情況下，以PLA顆粒為固體碳源和生物膜載體進(jìn)行反硝化、硝氮初始濃度為50mg·l-在1條件下，PLA的平均反硝化率可達(dá)2.6x10mg。(g·h)-硝態(tài)氮可以在13小時(shí)內(nèi)完全去除。

天然纖維素類(lèi)物質(zhì)

作為固體碳源，天然纖維素具有來(lái)源廣泛、易獲得、價(jià)格低廉、易生物降解等優(yōu)點(diǎn)。豌豆、花生、豇豆、綠豆藤不適合作為反硝化水處理的碳源，因?yàn)閱挝毁|(zhì)量碳排放量低。相比之下，玉米芯、秸稈等。作為理想的固體碳源和生物載體，性能更好。結(jié)果表明反硝化率可達(dá)24。30毫克(g·h)-脫氮率可達(dá)97。當(dāng)玉米葉水解液為反硝化碳源時(shí)，脫氮率為20%。