随着我国对废水排放标准的日益严格，总氮排放的要求也在不断提高，尤其是某些地区要求市政污水处理厂将总氮排放标准提至地表水四类标准，即小于10PPM。为确保总氮达标排放，外加碳源成为了一种常见且有效的手段。本文将详细探讨在污水处理技术中，如何选择合适的反硝化碳源。
一、碳源种类及优缺点分析
1. 甲醇
甲醇作为外加碳源，具有运行费用低和污泥产量小的优势。其反硝化速率比葡萄糖快3倍，最佳碳氮比为2.8～3.2。然而，甲醇存在以下问题：①易燃，属于危险化学品，储存和使用需严格遵守规定；②微生物对甲醇的响应较慢，可能导致应急情况下效果不佳；③具有一定的毒害作用，长期使用可能影响尾水排放。
2. 乙酸钠
乙酸钠具有立即响应反硝化过程的优点，适用于应急处置。其为小分子有机酸盐，易于反硝化菌利用，脱氮效果良好。但乙酸钠价格较高，产泥率较高，对污泥处理带来压力。使用乙酸钠时，需注意以下问题：①运输费用高，不能远距离运输；②产泥量大，增加污泥处理成本；③价格昂贵，大规模投加不现实。
3. 乙酸
乙酸与乙酸钠类似，但作为工业化产品，用作碳源确实浪费。其问题有：①属于危险化学品，储存条件要求高；②运输费用高，远离乙酸厂的污水处理厂使用不便；③代谢后的氢离子可能导致出水pH降低。
4. 糖类
糖类碳源包括面粉、蔗糖、葡萄糖等。葡萄糖作为最简单的糖，研究较多。以葡萄糖为碳源时，最佳碳氮比高于甲醇，为6∶1～7∶1。然而，糖类物质易引起细菌大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水中COD值，同时容易产生亚硝态氮积累。
5. 生物质碳源
生物质碳源是通过生物工程原理，对糖类、农产品废料等进行发酵生产的无毒无害生物制品。其易于微生物利用，性价比高。然而，产品稳定性有待提高，使用前需检测当量COD。
6. 污泥水解上清液
污泥水解上清液中的VFA具有很高的反硝化速率，可由污水厂内部提供。然而，不同污泥和水解条件产生的VFA组分差异较大，如何统一化研究应用是一个挑战。此外，水解过程中氮磷的释放问题也需要考虑。
二、碳源选择及投加量确定
1. 碳源成本
各类碳源成本包括当量COD单价和投加量。甲醇和乙酸在特定情况下具有较高性价比，但乙酸钠的单价昂贵。
2. 碳源产泥率
投加碳源会增加污泥产量，影响污泥处理成本。
3. 污水处理稳定性
选择碳源时，需兼顾污水处理厂的运行稳定性，避免污泥膨胀、出水COD升高、亚硝态氮累积等问题。
综合考虑以上因素，科学选择碳源，能有效降低污水处理厂的运行成本和确保稳定运行。
三、结论与建议
1. 优化污水处理工艺，提高碳源利用率，减少碳源投加。
2. 新建污水处理厂可采用多级AO工艺，充分考虑碱度在污水处理中的作用。
3. 综合考虑碳源种类、成本、产泥率等因素，选择最适合的碳源。
4. 生物质碳源具有较高性价比，有望逐渐占据主导地位。
5. 在保证不产生二次污染的前提下，选择性价比最高的碳源。
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