污水处理厂进水碳源不足，脱氮除磷效率低下，这其实是一个很严肃的问题。
做污水处理的水友都知道，反硝化脱氮必须以有机物碳源作为电子供体，将亚硝氮或硝氮还原为氮气。
一般来说，生物脱氮要求进水BOD5/TN＞4，但是很多污水厂进水BOD5/TN远低于这个值，自然出水TN也就无法达到要求。而这个时候，外加碳源就显得非常重要了。
因不同碳源分子结构各不相同，外加碳源去除污水中氮磷的效果也有一定差异，但在反硝化过程中，能够快速被生物降解、不会产生二次污染的碳源是反硝化过程中电子供体的最佳选择。
目前关注比较多的外加碳源主要有三大类：以液态为主的传统外加碳源( 甲醇、乙醇，乙酸，葡萄糖等) 、可生物降解高分子聚合物以及天然纤维素物质等。
1
传统的外加碳源
甲醇、乙醇、乙酸钠、葡萄糖是目前应用最为广泛的碳源。
它们分子结构简单，有利于微生物的吸收转化，从而促进反硝化细菌的生长繁殖，有效的去除污水中的氮磷。
在以甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸和麦芽糖为外加碳源处理低 C/N 比污水的研究中发现，乙酸的反硝化速率最好，甲醇、乙醇和葡萄糖次之，麦芽糖效果最差。
以乙酸钠为外加碳源的反硝化速率为12 mg · (g · h)-1 , 较以乙醇为外碳源的反硝化速率高出约3 mg · (g · h)-1，在相同的投加量下，再以乙酸钠作为反硝化系统的外碳源时，其反硝化能力优于葡萄糖。
传统外加碳源的经济性分析
当然，除了简单方便，运行成本也是污水厂选择外加碳源要考虑的重要指标，因此在这里简单地将三种碳源的经济性进行了比较（各地方数据难免会有所偏差，大家可根据实际情况作对比）：
外加碳源的经济性对比
从表中我们可以看出投加葡萄糖成本最高，乙酸钠投加成本较低，甲醇一般只有在连续投加时成本最低。假设污水中硝态氮的去除量为5mg/L，则投加乙酸钠的吨水运行成本为0.139元，投加甲醇的运行成本为0.048元，投加葡萄糖的运行成本为0.284元。
从长期投加成本上看，葡萄糖＞乙酸钠＞甲醇，甲醇经过驯化后，投加成本最低。但是甲醇对运输、储存和使用的安全要求极高，因此选用甲醇作为碳源需要慎重。只有在进水碳源长期不足、总氮长期不达标时，甲醇才是最经济的碳源。而乙酸钠从成本、安全性、反应速度各方面而言，具有明显的优势，是污水厂较好的备用外加碳源。
2
可生物降解高分子聚合物
早在1991年就有学者提出以PHB作为反硝化碳源去除水中的硝酸氮的设想，并取得了较好的脱氮效果。
研究认为PHB和PCL均能维持7周以上稳定的反硝化脱氮效果，硝酸盐氮的负荷可达10 mg · (L · h)-1。
利用PLA颗粒作为反硝化的固体碳源及生物膜载体，在系统温度为 30℃，硝酸盐氮初始浓度为50mg· L -1 的条件下，PLA的平均反硝化速率可达2.6x10³ mg · (g · h)-1，硝酸氮在13h内可以得到完全去除。
3
天然纤维素类物质
天然纤维素类物质作为固体碳源，具有来源广泛、易获取、价格低廉、易生物降解、无毒等优点。
豌豆藤、花生藤、更豆藤、绿豆藤因单位质量释碳量较低，不适宜用作反硝化水处理碳源。相比之下，玉米芯、秸秆等更具备作为理想的固体碳源和生物载体的性能。研究发现，以玉米叶水解液为反硝化碳源，反硝化速率可达24. 30 mg· (g· h)-1，脱氮率高达 97. 20% 。
4
展望
写在最后，虽然三种类型的碳源在污水脱氮处理中均有较好的处理效果，也取得了一定的认可，但仍存在一些缺陷：
1、液体碳源在研究中存在投加量较难控制，反应速度较快，投加过量和未完全反应的液态有机碳可能进一步造成出水二次污染。所以，在以后应注重投加液体碳源的投加方式与投加时间控制等方面。
2、人工合成高分子聚合物具有释碳稳定，脱氮效率较高的优点，但较高的成本价格影响了其在实际工程中的广泛应用。所以在未来应注重开发处理效果好、价格低廉、能被广泛应用在实际工程中的碳源材料。
3、天然纤维素材料一直以其产量大、价格低、易获取、处理效果佳的特性被认可。但其仍然存在反硝化速率普遍偏低、无法用于处理量较大的工艺、碳源更换、补给困难的现象。因此，完善天然纤维素类碳源在污水处理中的广泛应用是未来的研究重点。
客服1