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污水处理中常用碳源的对比

作者:山西恒泰佳源生物科技有限公司时间:2020-08-14

       我国城市污水普遍存在反硝化碳源不足的问题,碳源不足已成为制约生物脱氮效率的重要因素,污水处理厂选择外加碳源时,不仅要考虑其经济成本和效益,同时需要兼顾碳源本身的安全性,以及生物池内的实际有效停留时间等因素,污水处理厂对碳源的选择应遵循以下原则:①外加碳源易被微生物降解,易被反硝化菌利用,不存在残留物对后续出水达标造成不利影响的间题;②反应速度足够快,确保所投加的碳源尽量在厌、缺氧功能区内耗尽,避免增加后续曝气系统的负担和运行成本;③不会对系统内的微生物种群类型和含量造成影响,避免投加碳源前后出现微生物的短暂适应性问题;④价格便宜,安全性好,且易于投加、保存和运输,可就近获得。因此,我们根据现在各大水厂主要使用的几种碳源:甲醇、乙酸钠、葡萄糖,作为对比,分析哪种物质可以作为合适的碳源。

1、储存、运输等条件的综合对比:

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       通过上表几种碳源的对比,结合实际使用可得知:甲醇是易燃易爆危险品,长期接触甲醇可使人致盲。企业使用甲醇须取得危险品使用许可证,且使用甲醇要求设备须是防爆设备,因此固定资产投资大,后期运维成本高。使用甲醇的企业VOC也很难达标,受政府部门监管成本高。而乙酸钠和葡萄糖则没有上述缺点。
2、降氮效果以及速率的对比:
      通过模拟水厂厌氧、缺氧条件,在污水中加入同等COD值的不同碳源,搅拌两小时,每半小时分别取样,测定总氮的变化数据如下图所

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       可以看出乙酸钠是反应迅速的碳源,同时对总氮的降低程度也是大的,甲醇和葡萄糖基本相当。甲醇和葡萄糖生物利用率低,次生成本高从上图可见,虽然甲醇单价便宜,但由于生物利用速率低,过多的甲醇没有被利用,浪费严重,不仅如此,这些过量甲醇进入下一步工艺会滋生大量菌泥,推高水厂处理菌泥的成本。而乙酸钠因其高效性则会缩短污水处理周期,从而提高生产效率,提升了污水日处理量。
3、对比碳源对污泥驯化时间的影响
     通过查阅各种资料得知,甲醇需要经过29天的驯化污泥才会达到稳定的反硝化效果,葡萄糖需要23天,而乙酸钠投加之内就可以达到稳定的效果。
4、各种碳源在污泥中的被利用的模式:
     甲醇需要先变成甲醛,在变成甲酸才能被污泥中的反硝化细菌利用;葡萄糖为六个碳的有机物,不能被微生物利用,需要在水中先分解为三个碳的有机物才能被利用;而乙酸钠可直接被微生物利用,在三种碳源中快速的被利用。
综上所述:
       葡萄糖的利用率低,降氮速率更不能和醋酸钠相比;考虑到运输,储存以及价格乙酸钠和甲醇综合经济性相差无几,甚至比甲醇更合适,所以乙酸钠是到目前为止,所发现的碳源中,高效,环保,生物利用率高的碳源


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目前很多污水处理厂为了处理低碳源污水,经常使用的外加碳源有醋酸钠、甲醇和淀粉等。其中醋酸钠和甲醇都是易降解物质,本身不含有营养物质(如氮、磷),分解后不会留下任何难于降解的中间产物。淀粉则为多糖结构,水解成小分子脂肪酸所需的时间长,并且在水中的溶解性差,不易完全溶于水,容易造成残留和污泥絮体偏多等问题。 采用醋酸钠作为外加碳源可以解决低碳高氮污水中碳源不足的问题,反硝化污泥进行了50d的长期驯化,然后利用缓冲溶液将反硝化过程中pH值的上升幅度控制在0.5范围内,提高其反硝化阶段的脱氮水平,在很多污水处理厂得到了广泛应用,并取到了良好的效果。甲醇为碳源时,理想的投加量碳氮比大于5时,反硝化才能完全进行,硝态氮去除率可达95%,产泥率在0.35左右。但是甲醇不能被所有细菌消化,反应时间缓慢,而且甲醇具有毒性,对人体有低毒,高度易燃,其蒸气与空气混合,可形成爆炸性混合物。有火灾的危险性,对于一些用地限制的污水处理厂或已建污水厂的改、扩建工程来说,醋酸钠将更适合作为外加碳源。综上所述,醋酸钠是外加碳源理想伙伴,这就是处理污水用醋酸钠的原因。 固体乙酸钠58%—60%含量 液体乙酸钠20%含量 液体乙酸钠30%含量 液体乙酸钠25%含量