反硝化碳源的对比！

随着国家对废水排放标准的提高，其中总氮排放的要求也进一步提高,尤其一些地区要求市政污水处理厂提标到地表水准四类标准，其中要求总氮小于10PPM，为保证总氮达标排放，通过外加碳源降低污水中总氮的量，成为了目前唯一适用于实践的手段。

一、碳源介绍

目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源及污泥水解上清液等。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：

甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势，在甲醇碳源不足时，存在亚硝酸盐积累的现象。以甲醇为碳源时的反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍，其最佳碳氮比（COD：氨氮）为 2.8～3.2 。

但甲醇作为外加碳源时，有以下3点问题需关注：

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。

乙酸钠由于是小分子有机酸盐的原因，反硝化菌易于利用，脱氮效果是最好的。通过实验发现，碳氮比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且无毒，能作为应急碳源。但是，它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。

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。

乙酸作为碳源，与乙酸钠类同。但作为工业化产品，用做碳源确实浪费。

①乙酸为乙类危化品，也是挥发性酸，是大气污染VOC的重要组成部分，环保部门监管多，储存条件要求高。

②多数污水处理厂远离乙酸厂，运输费用高，不能远距离运输。

③乙酸代谢后的氢离子有降低出水pH的可能。

④ 乙酸价格市场变化大，高价时做碳源价格昂贵，将乙酸应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。

糖类外加碳源中，以面粉、蔗糖、葡萄糖为主，由于葡萄糖是最简单的糖，所以目前研究比较多。当碳源充足时，以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多，为 6∶1～7∶1。碳源对硝氮的比还原速率几乎没有影响，但是对亚硝氮的比积累速率影响较大，在研究中发现只有葡萄糖作为外加碳源时对亚硝氮的比累积速率没有影响。

以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源使得脱氮效果良好，可是，糖类作为多分子化合物，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。

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。

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。

但其弊端：

①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。

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。

二、碳源的选择

目前，有的市政污水处理厂碳源投加费用居高，有的高达0.2-1.0元/吨，为降低污水处理的运行费用，必须选择性价比高的碳源。

备注：

（1）以上单价仅供参考，因工业产品价格变动大，计算时以实际采购为准；

（2）因甲醇是危化品，公安部门严禁在污水处理厂储存；

（3）葡萄糖因容易造成污泥膨胀，出水COD升高，较少使用；

通过上表，发现乙酸钠的当量COD单价确实昂贵，这个也是目前污水处理厂碳源投加成本高的原因；甲醇是最具性价比的碳源，但当冬天来临采暖用甲醇时，甲醇的单价也可能上升到4500元/吨，如乙酸，有的时候出厂价高达4500元/吨。

各类碳源投加量都有一个相应的范围，以下为经验数据，可以通过实际情况确定碳源的投加量，但要在实际运行中要兼顾到亚硝态氮的累积和产泥率：

（1）甲醇：在甲醇投加量不足的情况下，会出现亚硝态氮的累积，理想的COD/N为4.3～4.7。有文献提到，甲醇为碳源时理想的COD/N为4.3～10.6。从实验结果发现，甲醇为碳源时，理想的投加量碳氮比大于5时，反硝化才能进行完全，硝态氮去除率可达95%，产泥率在0.35左右。

（2）乙酸钠：根据文献，在污水中加入乙酸钠作为碳源，碳氮比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且无毒，能作为应急碳源。但是，它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。

（3）工业葡萄糖：阎宁经过实验发现，工业葡萄糖的理想碳氮比在6.4～7.5，比甲醇大得多，而且它是多分子有机物，不易被微生物所利用，容易导致出水中COD的上升，同时与甲醇、酒精相比，葡萄糖更易出现亚硝态氮的累积，因此，不建议大量使用葡萄糖作为碳源。

（1）碳源投加的成本

投加成本是碳源的当量COD价格+投加量的综合算法，需要理论计算加实际运行的投加量确定；

（2）碳源产泥率

（3）保证污水运行的稳定性

三、结论