本文對(duì)在污水處理缺氧池中另加甲醇、酒精、醋酸鈉、葡萄糖、污泥水解液、活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源、酒廠加工污水以及垃圾滲濾液等碳源時(shí)存在的優(yōu)缺點(diǎn)做了分析,并提出了今后研究新工藝,開發(fā)新碳源任重道遠(yuǎn)。
2015年底,環(huán)保部發(fā)布新修訂的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿,意見明確指出,自2018年1月1日起,敏感區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn);生態(tài)環(huán)境脆弱敏感區(qū)的污水處理廠執(zhí)行特別排放標(biāo)準(zhǔn)。高標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行,大大加大了污水處理廠的處理壓力,總氮超標(biāo)現(xiàn)象尤為突出。而我國(guó)已建成運(yùn)行的污水處理廠大都有碳源不足的問題存在,導(dǎo)致反硝化進(jìn)行的不徹底。尤其是我國(guó)部分南方污水處理廠原水COD的濃度低于200mg/L,需另投碳源來提高脫氮的效率。
專業(yè)人士對(duì)外加碳源的類型和用量作了一番研究,發(fā)現(xiàn)不同碳源在脫氮反應(yīng)中所起的效果不同,即使加入量相同,處理結(jié)果也不同。現(xiàn)將不同碳源的優(yōu)缺點(diǎn)敘述如下:
1.不同碳源的優(yōu)缺點(diǎn)
1.1甲醇
大家都覺得甲醇作為碳源具有成本低和產(chǎn)泥量少等優(yōu)點(diǎn)。閻寧經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在甲醇投加量不足的情況下,會(huì)出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的累積,理想的COD/N為4.3~4.7。王淑瑩通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),甲醇為碳源時(shí)理想的COD/N為4.3~10.6。Foglar用甲醇水溶液進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):COD/N=3.74時(shí)反硝化開始進(jìn)行,COD/N=5.2時(shí)反硝化速率到達(dá)頂峰。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),甲醇為碳源時(shí),理想的投加量碳氮比大于5時(shí),反硝化才能進(jìn)行完全,硝態(tài)氮去除率可達(dá)95%,產(chǎn)泥率在0.35左右。但也存在缺點(diǎn):1、甲醇不能被所有細(xì)菌消化,反應(yīng)時(shí)間緩慢。2、甲醇被大眾所熟知,具有毒性。甲醇對(duì)人體有低毒,因?yàn)榧状荚谌梭w新陳代謝中會(huì)氧化成比甲醇毒性更強(qiáng)的甲醛和甲酸(蟻酸)。3、高度易燃,其蒸氣與空氣混合,能形成爆炸性混合物。
1.2酒精
尚會(huì)來在污水中加入酒精作為碳源,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),酒精投加量不足,也會(huì)出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的累積,理想的投加量碳氮比大于5時(shí),反硝化才能進(jìn)行完全,硝態(tài)氮去除率可達(dá)85%,產(chǎn)泥率在0.35左右。可見酒精對(duì)硝態(tài)氮的去除率略低于甲醇,產(chǎn)泥率相當(dāng),但無毒,可以考慮作為甲醇的替代品,用于污水處理脫氮反應(yīng)。
1.3醋酸鈉
有關(guān)學(xué)者在污水中加入醋酸鈉作為碳源,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),碳氮比在4.6時(shí),可以達(dá)到穩(wěn)定的脫氮效果,而且它的水解物為小分子有機(jī)物,能容易被微生物降解,反硝化響應(yīng)時(shí)間快,而且無毒,能作為應(yīng)急碳源。但是,它價(jià)格較貴,產(chǎn)泥率高,對(duì)污水廠的污泥處置會(huì)帶來了一定的壓力。
1.4葡萄糖
閻寧經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),葡萄糖的理想碳氮比在6.4~7.5,比甲醇大得多,而且它是多分子有機(jī)物,不易被微生物所利用,容易導(dǎo)致出水中COD的上升,同時(shí)與甲醇、酒精相比,葡萄糖更易出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的累積,因此,不建議大量使用葡萄糖作為碳源。
1.5污泥水解液
污泥池中的水解液是污泥中的有機(jī)物經(jīng)微生物作用下產(chǎn)生,其中的VFA能作為反硝化碳源,起到以廢治廢的功效。徐亞同通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),VFA中不同類型的有機(jī)物反硝化速率也不同,混合類型的VFA比單一類型的反硝化速率要高。
有關(guān)學(xué)者分別對(duì)初沉池污泥和二沉池污泥的水解液作為碳源進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),初沉池污泥水解液不能完全還原硝態(tài)氮,效率低,二沉池污泥水解液能完全還原硝態(tài)氮,效率高。不同的污泥,水解條件的不同,所產(chǎn)生的VFA成分也不同,從而導(dǎo)致反硝化程度也不同。而且,污泥在水解時(shí)會(huì)出現(xiàn)氮磷的釋放,這部分氮磷作為碳源回到污水處理系統(tǒng)時(shí),會(huì)增加氮磷的濃度。上述問題的存在,制約著污泥水解液作為碳源的利用。
1.6活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源
活性污泥中的微生物衰老后,會(huì)溶解出一定的有機(jī)物,有關(guān)學(xué)者對(duì)這有機(jī)物作為碳源,進(jìn)行了研究后,發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)物脫氮率只有15%??梢?,利用活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源還有待于更加深入的研究。
1.7酒廠加工污水
酒廠加工污水中含有大量有機(jī)物,COD高達(dá)10000mg/L,B/C>0.3,可生化性較好,用作反硝化碳源有一定的可行性,起到以廢治廢的功效,但是數(shù)量有限,無法滿足大型污水處理廠外加碳源的需求。
1.8垃圾滲濾液
垃圾滲濾液中有機(jī)物濃度高,COD高達(dá)10000 mg/L多,B/C>0.4,可生化性較好,用作反硝化碳源有一定的可行性,起到以廢治廢的功效。有關(guān)學(xué)者在具有脫氮工藝的污水處理系統(tǒng)中加入少量的垃圾滲濾液后發(fā)現(xiàn),碳源不足的問題得到了一定的緩解。但是垃圾滲濾液成分復(fù)雜,變化多端,當(dāng)垃圾滲濾液中氮磷成分較多時(shí),將其作為外加碳源投入到污水處理系統(tǒng)中去,無形中增加了系統(tǒng)的氮磷負(fù)荷。所以垃圾滲濾液作為碳源還有待進(jìn)一步的研究。
2.結(jié)論
綜上所訴,甲醇、酒精、醋酸鈉、葡萄糖等作為外加碳源,使用條件比較成熟,但是使用成本比較高,對(duì)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益帶來了巨大的壓力。污泥水解液、活性污泥系統(tǒng)內(nèi)碳源、酒廠加工污水以及垃圾滲濾液,因其成分復(fù)雜多變,要應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,還有待進(jìn)一步的探討。隨著污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,研究新工藝,開發(fā)新碳源任重道遠(yuǎn)。