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反硝化碳源的选择!

发布时间:2020-03-24 17:45:31 浏览次数:24143

  众所周知,过多氮磷会引起水环境恶化,因此,为保护我们所生活的环境,去除污水处理中氮磷是势在必行。但在需要脱氮的污水中,如碳源不足导致反硝化的去除率低,则会导致出水TN超标,那么需要哪种碳源比较好呢?下边,为使大家有所进一步的了解,现将目前应用比较广泛的碳源做一个对比,快来围观吧。

  一、碳源介绍

  目前市场上常用的碳源有: 甲醇、醋酸、醋酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源和污泥水解上清液等。 在使用过程中,需要根据实际工程情况选择合适的碳源。 通过比较分析了各种碳源的优缺点:

  1、甲醇

  甲醇作为外部碳源,具有运行成本低、污泥产率低的优点。 当甲醇的碳源不足时,亚硝酸盐就会积累。 以甲醇为碳源时,反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍。 最佳 c / n 比(cod: nh3-n)为2.8 ~ 3.2。

  然而,甲醇作为应用碳源有三个值得关注的问题:

  ①易燃甲醇,为A类危险化学品,储存和使用严格的要求。特别是,它的存储必须报经当地公安部门备案审批,手续繁琐。

  2微生物对甲醇的反应时间较慢,甲醇不能被所有微生物利用,甲醇作为污水处理碳源效果不佳;

  甲醇有一定的毒性作用,作为长期的碳源,也会在一定程度上影响尾水的排放。

  2、乙酸钠

  乙酸钠的优点是能立即响应脱硝过程,可作为水厂进行应急处置..

  乙酸钠是因为小分子有机酸盐的原因,反硝化细菌是易于使用,脱氮是最好的。我们通过实验发现,碳和氮中的4.6的比例,稳定的氮的效果得以实现,以及它作为有机小分子水解产物,可被微生物,脱氮速度快的响应时间能够容易地降解,无毒性,可作为碳的应急电源。然而,这是昂贵的,废水处理厂污泥处置的污泥生产速度会带来一定的压力。

  考虑一下醋酸钠的以下三点:

  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。

  污泥产量高,污泥处理成本增加;

  ③比较昂贵,大型醋酸污水处理厂钠,加入几乎是不可能的。

  3、乙酸

  作为碳源的醋酸,类似于醋酸钠。 但作为一种工业产品,用它作为碳源是一种浪费。

  但其弊端有四点:

  醋酸是乙类危险化学品和挥发性酸,是大气污染物的重要组成部分。

  大多数废水处理厂远离醋酸厂,运输费用昂贵,无法远程运输..

  ③乙酸代谢后的氢离子有降低出水pH的可能。

  4. 市场上醋酸的价格变化很大,几乎不可能将醋酸用于污水处理的大规模投加。

  4、糖类

  糖中添加的碳源,主要是面粉、蔗糖、葡萄糖,因为葡萄糖是最简单的糖,所以研究较多。 当碳源充足时,最佳碳氮源为6∶1ー7∶1,高于甲醇。 碳源对硝态氮比还原率影响不大,但对亚硝态氮比积累率影响较大。

  由于使用葡萄糖作为应用碳源,脱氮效果良好..然而,糖作为多分子化合物容易引起大量细菌繁殖,导致污泥膨胀,增加出水COD值,影响出水水质。

  但其弊端有二点:

  ①配置为要求在现场溶液,劳动密集型的,定量给料准确度差,不能用于大型污水处理厂。

  ②工业葡萄糖含杂质多,食品葡萄糖价格贵。

  5、生物质碳源

  随着对废水脱氮要求的提高,专业生产碳源的新型企业不断涌现。 他们利用生物工程的原理,发酵一些糖和农业废料,生产出无毒无害的生物产品,主要成分是小型有机酸、醇类、糖类。 它比单一化学品更容易被微生物利用,比单一化学品更便宜,而且具有很高的性价比。

  但其弊端:

  1产品的稳定性有待提高,每批产品当量COD应在使用前进行检测。

  6、污泥水解上清液

  VFA生物转化从上清液污泥的挥发性酸水解,因为VFA产生通过水解具有高脱硝率,碳源可以直接由内部污水处理厂提供的,在同一时间的污泥体积减少还减少了碳运输问题源,因此它是目前更为有利的碳源。

  对于污泥水解利用做外碳源的研究,目前不同的结论有很多,但总体认为它作为反硝化脱氮系统的碳源是一种很有价值的方法。可是,对于不同的污泥,不同的水解条件,所产生的VFA 的组分有较大的差别,而由于组分不同,又能引起反硝化速率的不同(这也是为何很多研究不一致的原因),所以,如何将污泥水解的产物VFA统一化研究应用,还是一个比较大的难题。

  另外,如果将水解污泥直接作为外部碳源,则应考虑污泥水解过程中氮、磷的释放。 如果将这部分氮磷以碳源的形式加入到污水中,会增加污水处理的氮磷负荷,如何解决这一问题是污泥水解液利用的另一个难题

  二、碳源的选择

  目前部分城市污水处理厂碳源投加成本较高,有的达到0.2-1.0元/吨,为了降低污水处理的运行成本,必须选择性价比高的碳源..

  1,等效单价COD的价格来衡量碳源

  取决于碳源,通常是上的等效COD计算环境各种类型的组件,一般计算万COD当量,这样的等同物COD甲醇1500000,即1吨甲醇对应的至1500kg COD等效,然后万转换成等效COD价格:


  备注:

  (1)以上单位价格只供参考之用。 因工业产品价格变动较大,以实际购买价格为准计算;

  (二)因甲醇属于危险化学品,公安部门严禁在污水处理厂储存;

  (3)因为葡萄糖很可能引起污泥膨胀,增加了流出物COD,使用更少;

  根据上表可知,醋酸钠当量COD的单价确实很贵,这也是目前污水处理厂增加碳源成本高的原因;甲醇是成本效益最高的碳源,但冬季到了取暖期,如醋酸等,甲醇的单价可能也会涨到4500元/吨,有时出厂价高达4500元/吨。

  2、碳源投加量的确定

  每种碳输入都有一个相应的范围。 以下是经验数据。 碳输入量可根据实际情况确定,但在实际运行中应考虑亚硝酸盐氮的积累和污泥产量:

  (1)甲醇:在甲醇用量不足的情况下,会有亚硝酸盐氮积累,理想的COD/N为4.3-4.7。文献中已提到甲醇作为碳源的理想COD/N为4.3~10.6..从实验结果中发现,当甲醇为碳源时,理想的碳氮投加比例大于5%,可以完全进行脱氮,硝态氮去除率可达95%,泥浆收率约为0.35%..

  (2)乙酸钠:根据文献中,加入乙酸钠作为废水碳源,4.6 N比的时候,可以实现氮的稳定的效果,并且其作为有机小分子水解产物,可方便地降解通过微生物脱氮反应时间快,而且无毒,可用于作为碳的应急电源。然而,这是昂贵的,废水处理厂污泥处置的污泥生产速度会带来一定的压力。

  (3)工业葡萄糖:闫宁经过实验发现,工业葡萄糖理想的碳碳比为6.4-7.5,远大于甲醇,不易被微生物利用,容易导致出水COD上升。

  3、碳源的选择

  理论上,所有类型的碳源均可确保污水中的总氮含量符合排放标准,但须考虑以下因素:

  (1)碳源投加的成本

  加药成本为碳源当量COD价格,加药量综合算法需理论计算,实际加药量确定..

  (2)碳源产泥率

  投加碳源,必定会增加污泥的产量,而污泥处理成本很高,这个是选择碳源必须考虑到的重要一项。

  (三)确保污水运行的稳定性

  添加碳源的目的是为了脱氮,因此在选择碳源时,应考虑污水处理的运行稳定性,如避免污泥膨胀、增加出水 cod、积累亚硝基氮等。

  根据上述,碳源的选择不是简单的经济核算,而是与稳定运行的实际紧密结合起来的..碳源的科学选择,有效降低污水处理厂的运行成本和污水处理厂的稳定运行..

  三、结论

  目前,绝大多数的城市污水处理厂必须面临增加碳和现实的高碳成本,该怎么做才能减少碳此外,降低碳的成本,污水处理行业正面临着一个共同的问题,通过近几年的使用实际使用的碳源的,我们提出以下建议:

  (1)重塑厌氧池和缺氧池流态,促进池容近100%的利用,避免短流,提高混合效率和碳源利用率,尽量减少碳源投加或者不投加。

  (2)新设计的污水处理厂可选用多级AO工艺,充分考虑碱度在污水处理中的重要作用,减少污泥内回流,达到更好的脱氮效果。

  (3)碳源选择和投加需要考虑多种因素,除碳氮比值外,还应重点考虑水流量、碱度和水温。

  (4)根据目前的趋势,碳的总成本将是污水处理厂的第一选择,新兴的生物质的碳是碳的综合源,这将有助于生物可降解的,会逐渐占据主导地位,通过小规模试验中,少走弯路。

  (5)目前碳源种类繁多,有国外品牌抢占碳源市场。在无二次污染的情况下,选择性价比最高的碳源作为首选碳源,乙酸钠可作为应急使用的应急碳源储备.