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反硝化碳源的選擇原則有哪些
我國城市污水普遍存在反硝化碳源不足的問題，碳源不足已成為制約生物脫氮效率的重要因素，污水處理廠選擇外加碳源成為必要的手段。
1、脫氮為什么對碳源有需求？
硝化過程主要由自養(yǎng)微生物完成，亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養(yǎng)菌，硝化過程所需碳源來自 CO?2-、HCO?-等無機(jī)碳源；硝化菌的世代期較異養(yǎng)菌長得多，生長繁殖速度緩慢，產(chǎn)率較低，若進(jìn)水中有機(jī)污染物(COD)大大超過氨氮時(shí)，異養(yǎng)菌大量繁殖，并在與硝化菌競爭中占優(yōu)勢，逐漸成為優(yōu)勢菌種，從而降低反應(yīng)器的硝化效率。一般認(rèn)為處理系統(tǒng)的 BOD 負(fù)荷小于0.15BOD/(gMLSS.d)時(shí)，硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。
反硝化菌利用碳源作為電子供體，NO?-和NO?-作為電子受體，將 NO?-、NO?-還原成氮?dú)猓_(dá)到脫氮的效果。當(dāng)有溶解氧存在時(shí)，反硝化菌分解有機(jī)物利用分子態(tài)氧作為最終電子受體。在無氧情況時(shí)，反硝化菌利用硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮作為能量的電子受體，O2-作為受氫體生成 H?O和 OH-堿度，有機(jī)物作為碳源及電子供體提供能量并被氧化穩(wěn)定。
硝化、反硝化過程對有機(jī)物的存在是矛盾的：自養(yǎng)硝化菌適宜在低碳源環(huán)境下生存，在大量有機(jī)物存在時(shí)，對氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的競爭不如好氧異養(yǎng)菌，致使反應(yīng)器內(nèi)異養(yǎng)菌成為優(yōu)勢菌種；而反硝化反應(yīng)需要有機(jī)碳源作為電子供體完成脫氮過程。
2、反硝化碳源的選擇原則
1、外加碳源易被微生物降解，易被反硝化菌利用，不存在殘留物對后續(xù)出水達(dá)標(biāo)造成不利影響的間題；
2、反應(yīng)速度足夠快，確保所投加的碳源盡量在厭、缺氧功能區(qū)內(nèi)耗盡，避免增加后續(xù)曝氣系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)和運(yùn)行成本；
3、不會(huì)對系統(tǒng)內(nèi)的微生物種群類型和含量造成影響，避免投加碳源前后出現(xiàn)微生物的短暫適應(yīng)性問題；
4、價(jià)格便宜，安全性好，且易于投加、保存和運(yùn)輸，可就近獲得。
3、常用反硝化碳源的優(yōu)缺點(diǎn)
目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源等。在使用過程中，需要根據(jù)實(shí)際工程情況選擇合適的碳源?，F(xiàn)對各種常用的碳源進(jìn)行對比，分析各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)：
1、甲醇
普遍認(rèn)為甲醇作為外碳源具有運(yùn)行費(fèi)用低和污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢，甲醇作為碳源時(shí)，C/N>5時(shí)能達(dá)到較好效果。
但其弊端有：
①作為化學(xué)藥劑，成本相對較高;
②響應(yīng)時(shí)間較慢，甲醇并不能被所有微生物利用，當(dāng)投加甲醇后，需要一定的適應(yīng)期直到它wan全富集，發(fā)揮全部效果，當(dāng)用于污水處理廠應(yīng)急投加碳源時(shí)效果不佳；
③甲醇具有一定的毒害作用，長期用甲醇作為碳源，對尾水的排放也會(huì)造成一定影響。
2、乙酸鈉
乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)在于它能立即響應(yīng)反硝化過程，可作為水廠應(yīng)急處置時(shí)使用。
普遍認(rèn)為乙酸鈉反硝化速率不如甲醇高，但由于它沒有毒性，污泥產(chǎn)率與甲醇相差不多，所以認(rèn)為它可以作為甲醇的替代碳源。以乙酸鈉為碳源，硝酸鹽為電子受體時(shí)，最佳的C/N=5，碳源缺乏時(shí)會(huì)引起亞硝酸鹽積累。
使用乙酸鈉要考慮以下3點(diǎn)：
① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于當(dāng)量COD低，運(yùn)輸費(fèi)用高，不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
② 產(chǎn)泥量大，污泥處理費(fèi)用增加；
③ 價(jià)格較為昂貴，污水處理廠大規(guī)模投加乙酸鈉成本太高。
3、糖類
以葡萄糖為代表的糖類物質(zhì)作為外加碳源處理效果不錯(cuò)，可是，它作為一種多分子化合物，容易引起細(xì)菌的大量繁殖，導(dǎo)致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質(zhì)，同時(shí)，與醇類碳源相比，糖類物質(zhì)更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現(xiàn)象，所以，并不提倡大量使用葡萄糖作為外投碳源。
缺點(diǎn)：
① 需要現(xiàn)場配置成溶液，勞動(dòng)強(qiáng)度大，投加精準(zhǔn)性差，大型污水處理廠無法使用。
② 工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格貴。
4、生物質(zhì)碳源
隨著污水脫氮要求的提高，新興起專業(yè)生產(chǎn)碳源的企業(yè)，他們通過生物工程原理，對一些糖類、農(nóng)產(chǎn)品廢料等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)無毒無害的生物制品，主要組分是小分子有機(jī)酸、醇類、糖類。其較單一的化學(xué)品更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學(xué)品便宜，具備ji高的性價(jià)比。
弊端：
① 產(chǎn)品的穩(wěn)定性待提高，使用前需對每批次產(chǎn)品當(dāng)量COD進(jìn)行檢測。