一、碳源介紹

目前市場上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質碳源和污泥水解上清液等。在使用過程中，需要根據(jù)實際工程情況選擇合適的碳源?，F(xiàn)在，我們比較各種常見的碳源，分析它們的優(yōu)缺點：

1、甲醇

甲醇作為外加碳源，具有運行成本低污泥產量小的優(yōu)點甲醇碳源不足時，亞硝酸鹽積累。以甲醇為碳源時，反硝化速率比以葡萄糖為碳源時快3倍，其最佳碳氮比為（COD：氨氮）為2.8～3.2。

然而，當甲醇用作額外的碳源時，有三個問題需要關注：

1甲醇易燃，屬于甲類危險化學品，儲存和使用有嚴格要求。特別是其存放需要報當?shù)毓膊块T備案審批，手續(xù)繁瑣。

②微生物對甲醇的反應時間較慢，甲醇不能被所有微生物利用，在污水處理廠用于應急投加碳源時效果不佳；

③甲醇有一定的毒性作用以甲醇為長期碳源也會對尾水排放產生一定影響。

2、乙酸鈉

乙酸鈉的優(yōu)點是可以立即對反硝化過程做出反應，可以作為水廠的應急處理。

因為乙酸鈉是小分子有機酸鹽，所以反硝化菌容易使用，脫氮效果最好。通過實驗發(fā)現(xiàn)碳和氮的比例是4.6能達到穩(wěn)定的反硝化效果，其水解產物為小分子有機物，易被微生物降解，反硝化響應時間快，且無毒，可作為應急碳源。但價格昂貴，且產泥率高，會給污水處理廠的污泥處置帶來一定壓力。

使用乙酸鈉時要考慮以下三點：

①醋酸鈉多為20%25%30%由于低當量COD和高運輸成本，液體不能長距離運輸。

2污泥產量大，污泥處理成本增加；

3價格比較貴，污水處理廠幾乎不可能大規(guī)模添加乙酸鈉。

3、乙酸

作為碳源，乙酸類似于乙酸鈉。但是作為一個工業(yè)化的產品，用它做碳源真的很浪費。

但其弊端有四點：

①醋酸屬于乙類危險化學品，屬于揮發(fā)性酸，是大氣污染VOC的重要組成部分環(huán)保部門監(jiān)管多，對儲存條件要求高。

2大部分污水處理廠距離醋酸廠較遠，運輸成本高，無法遠距離運輸。

③乙酸代謝后的氫離子可降低出水pH值。

④醋酸的市場變化大，貴的時候做碳源也貴，所以醋酸幾乎不可能應用于污水處理廠的大規(guī)模投藥。

4、糖類

糖加碳源，面粉、蔗糖、葡萄糖是主要的糖，因為葡萄糖是最簡單的糖，所以目前有很多研究。當碳源充足時，以葡萄糖為碳源的最適碳氮比以甲醇為碳源的要高得多，從6 ∶ 1到7 ∶ 1不等。碳源對硝酸鹽氮的比還原速率影響不大，但對亞硝酸鹽氮的比積累速率影響較大發(fā)現(xiàn)只有葡萄糖作為額外的碳源對亞硝酸鹽氮的比積累速率沒有影響。

以葡萄糖為代表的糖類作為外源碳源，具有良好的反硝化作用但糖作為一種大分子化合物，容易引起細菌大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水COD值，影響出水水質同時，與酒精碳源相比，糖更容易產生亞硝酸鹽氮積累。

但其弊端有二點：

1需要現(xiàn)場配制成溶液，勞動強度大，加藥準確性差，不能用于大型污水處理廠。

②工業(yè)葡萄糖雜質多，食用葡萄糖價格昂貴。

5、生物質碳源

隨著廢水脫氮要求的提高，出現(xiàn)了專門生產碳源的新型企業(yè)通過生物工程的原理，他們對一些糖進行了處理、發(fā)酵農產品廢棄物生產無毒無害的生物產品，主要成分是小分子有機酸、醇類、糖類。與單一化學藥劑相比，更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學藥劑便宜，具有極高的性價比。

但其弊端：產品的穩(wěn)定性有待提高，每批產品的當量COD需要在使用前進行檢測。

6、污泥水解上清液

生物轉化揮發(fā)性酸VFA來自污泥水解上清液由于水解產生的VFA具有較高的反硝化速率，碳源可以直接由污水廠提供，減少了污泥的體積，減少了碳源運輸?shù)膯栴}，因此是目前具有優(yōu)勢的碳源。

目前，關于污泥水解利用作為外加碳源的研究，存在許多不同的結論但總的來說，作為反硝化系統(tǒng)的碳源是一種有價值的方法?？?/span>然而，對于不同的污泥和不同的水解條件，VFA的成分差異很大，并且由于成分的不同，反硝化速率也可能不同（這也是很多研究不一致的原因）因此，如何將污泥水解產物VFA的研究和應用統(tǒng)一起來，仍然是一個大問題。

此外，如果直接利用水解污泥作為外加碳源，還應考慮污泥水解過程中氮磷的釋放如果這部分氮磷以碳源的形式加入污水中，必然會增加污水處理廠的氮磷負荷如何解決這個問題是污泥水解液利用的另一大難題

二、碳源的選擇

目前一些城市污水處理廠的碳源添加成本很高，有的高達0.2-1.0元/噸，為了降低污水處理的運行成本，必須選擇性價比高的碳源。

1、碳源的價格以當量COD的單價來衡量

由于各種碳源的成分不同，環(huán)保通常以當量COD計算，一般采用萬COD當量的計算方法比如甲醇的當量COD是150萬，即1噸甲醇相當于1500公斤COD當量，再換算成1萬COD當量的單價：

備注：

1）以上單價僅供參考，因工業(yè)品價格變動較大，計算時以實際購買為準；

2）因為甲醇是危險化學品，公安部門禁止在污水處理廠存放；

3）葡萄糖使用較少，因為容易造成污泥膨脹，出水COD增加；

從上表發(fā)現(xiàn)，醋酸鈉的當量COD單價確實貴，這也是目前污水處理廠碳源添加成本高的原因；甲醇是性價比最高的碳源，但冬天用甲醇取暖，甲醇單價也可能漲到4500元/噸，比如醋酸，有時出廠價高達4500元/噸。

2、碳源劑量的確定

各種碳源的用量有相應的范圍以下為經驗數(shù)據(jù)，可根據(jù)實際情況確定但實際運行中應考慮亞硝酸鹽氮的積累和污泥產率：

1）甲醇：在甲醇投加量不足的情況下，會出現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，達到理想的COD/N為4.3～4.7。文獻中提到，甲醇作為碳源時，是理想的COD/N為4.3～10.6。實驗結果表明，以甲醇為碳源時，只有碳氮比大于5的理想投加量才能完成反硝化，硝酸鹽氮的去除率可達95%，產泥率在0.35左右。

2）乙酸鈉：根據(jù)文獻，在污水中加入乙酸鈉作為碳源，碳氮比為4.6能達到穩(wěn)定的反硝化效果，其水解產物為小分子有機物，易被微生物降解，反硝化響應時間快，且無毒，可作為應急碳源。但價格昂貴，且產泥率高，會給污水處理廠的污泥處置帶來一定壓力。

3）工業(yè)葡萄糖：顏寧通過實驗發(fā)現(xiàn)，工業(yè)葡萄糖的理想碳氮比為6.4～7.5，比甲醇大很多，而且是多分子有機物，不容易被微生物利用，容易導致出水COD增加，同時也和甲醇差不多、與酒精相比，葡萄糖更容易積累亞硝酸鹽氮，因此不建議大量使用葡萄糖作為碳源。

3、碳源的選擇

理論上各種碳源都能保證出水總氮達到排放標準，但要考慮很多因素：

1）碳源投加的成本

添加成本是碳源當量COD價格添加量的綜合算法，需要理論計算和實際操作來確定添加量。

2）碳源產泥率

添加碳源肯定會增加污泥的產量，而污泥處理的成本很高，是選擇碳源時必須考慮的重要項目。

3）保證污水運行的穩(wěn)定性。

添加碳源的目的是去除氮因此，在選擇碳源時，應考慮污水處理廠的運行穩(wěn)定性，如盡可能避免污泥膨脹、出水COD升高、亞硝基氮累積等。

綜上所述，碳源的選擇不是簡單的經濟賬，而是與穩(wěn)定運行實踐緊密結合。科學選擇碳源可以有效降低污水處理廠的運行成本和穩(wěn)定運行。