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反硝化碳源的選擇!

上傳時間:2020-03-24 17:45:31  瀏覽次數:49176

  眾所周知,過多氮磷會引起水環境惡化,因此,為保護我們所生活的環境,去除污水處理中氮磷是勢在必行。但在需要脫氮的污水中,如碳源不足導致反硝化的去除率低,則會導致出水TN超標,那么需要哪種碳源比較好呢?下邊,為使大家有所進一步的了解,現將目前應用比較廣泛的碳源做一個對比,快來圍觀吧。

  一、碳源介紹

  目前市場上常用的碳源有: 甲醇、醋酸、醋酸鈉、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,需要根據實際工程情況選擇合適的碳源。 通過比較分析了各種碳源的優缺點:

  1、甲醇

  甲醇作為外部碳源,具有運行成本低、污泥產率低的優點。 當甲醇的碳源不足時,亞硝酸鹽就會積累。 以甲醇為碳源時,反硝化速率比以葡萄糖為碳源時快3倍。 最佳 c / n 比(cod: nh3-n)為2.8 ~ 3.2。

  然而,甲醇作為應用碳源有三個值得關注的問題:

 ?、僖兹技状?,為A類危險化學品,儲存和使用嚴格的要求。特別是,它的存儲必須報經當地公安部門備案審批,手續繁瑣。

  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,甲醇作為污水處理碳源效果不佳;

  甲醇有一定的毒性作用,作為長期的碳源,也會在一定程度上影響尾水的排放。

  2、乙酸鈉

  乙酸鈉的優點是能立即響應脫硝過程,可作為水廠進行應急處置..

  乙酸鈉是因為小分子有機酸鹽的原因,反硝化細菌是易于使用,脫氮是最好的。我們通過實驗發現,碳和氮中的4.6的比例,穩定的氮的效果得以實現,以及它作為有機小分子水解產物,可被微生物,脫氮速度快的響應時間能夠容易地降解,無毒性,可作為碳的應急電源。然而,這是昂貴的,廢水處理廠污泥處置的污泥生產速度會帶來一定的壓力。

  考慮一下醋酸鈉的以下三點:

 ?、?乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體,由于當量COD低,運輸費用高,不能遠距離運輸。

  污泥產量高,污泥處理成本增加;

 ?、郾容^昂貴,大型醋酸污水處理廠鈉,加入幾乎是不可能的。

  3、乙酸

  作為碳源的醋酸,類似于醋酸鈉。 但作為一種工業產品,用它作為碳源是一種浪費。

  但其弊端有四點:

  醋酸是乙類危險化學品和揮發性酸,是大氣污染物的重要組成部分。

  大多數廢水處理廠遠離醋酸廠,運輸費用昂貴,無法遠程運輸..

 ?、垡宜岽x后的氫離子有降低出水pH的可能。

  4. 市場上醋酸的價格變化很大,幾乎不可能將醋酸用于污水處理的大規模投加。

  4、糖類

  糖中添加的碳源,主要是面粉、蔗糖、葡萄糖,因為葡萄糖是最簡單的糖,所以研究較多。 當碳源充足時,最佳碳氮源為6∶1ー7∶1,高于甲醇。 碳源對硝態氮比還原率影響不大,但對亞硝態氮比積累率影響較大。

  由于使用葡萄糖作為應用碳源,脫氮效果良好..然而,糖作為多分子化合物容易引起大量細菌繁殖,導致污泥膨脹,增加出水COD值,影響出水水質。

  但其弊端有二點:

 ?、倥渲脼橐笤诂F場溶液,勞動密集型的,定量給料準確度差,不能用于大型污水處理廠。

 ?、诠I葡萄糖含雜質多,食品葡萄糖價格貴。

  5、生物質碳源

  隨著對廢水脫氮要求的提高,專業生產碳源的新型企業不斷涌現。 他們利用生物工程的原理,發酵一些糖和農業廢料,生產出無毒無害的生物產品,主要成分是小型有機酸、醇類、糖類。 它比單一化學品更容易被微生物利用,比單一化學品更便宜,而且具有很高的性價比。

  但其弊端:

  1產品的穩定性有待提高,每批產品當量COD應在使用前進行檢測。

  6、污泥水解上清液

  VFA生物轉化從上清液污泥的揮發性酸水解,因為VFA產生通過水解具有高脫硝率,碳源可以直接由內部污水處理廠提供的,在同一時間的污泥體積減少還減少了碳運輸問題源,因此它是目前更為有利的碳源。

  對于污泥水解利用做外碳源的研究,目前不同的結論有很多,但總體認為它作為反硝化脫氮系統的碳源是一種很有價值的方法??墒?,對于不同的污泥,不同的水解條件,所產生的VFA 的組分有較大的差別,而由于組分不同,又能引起反硝化速率的不同(這也是為何很多研究不一致的原因),所以,如何將污泥水解的產物VFA統一化研究應用,還是一個比較大的難題。

  另外,如果將水解污泥直接作為外部碳源,則應考慮污泥水解過程中氮、磷的釋放。 如果將這部分氮磷以碳源的形式加入到污水中,會增加污水處理的氮磷負荷,如何解決這一問題是污泥水解液利用的另一個難題

  二、碳源的選擇

  目前部分城市污水處理廠碳源投加成本較高,有的達到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,等效單價COD的價格來衡量碳源

  取決于碳源,通常是上的等效COD計算環境各種類型的組件,一般計算萬COD當量,這樣的等同物COD甲醇1500000,即1噸甲醇對應的至1500kg COD等效,然后萬轉換成等效COD價格:


  備注:

  (1)以上單位價格只供參考之用。 因工業產品價格變動較大,以實際購買價格為準計算;

  (二)因甲醇屬于危險化學品,公安部門嚴禁在污水處理廠儲存;

  (3)因為葡萄糖很可能引起污泥膨脹,增加了流出物COD,使用更少;

  根據上表可知,醋酸鈉當量COD的單價確實很貴,這也是目前污水處理廠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,甲醇的單價可能也會漲到4500元/噸,有時出廠價高達4500元/噸。

  2、碳源投加量的確定

  每種碳輸入都有一個相應的范圍。 以下是經驗數據。 碳輸入量可根據實際情況確定,但在實際運行中應考慮亞硝酸鹽氮的積累和污泥產量:

  (1)甲醇:在甲醇用量不足的情況下,會有亞硝酸鹽氮積累,理想的COD/N為4.3-4.7。文獻中已提到甲醇作為碳源的理想COD/N為4.3~10.6..從實驗結果中發現,當甲醇為碳源時,理想的碳氮投加比例大于5%,可以完全進行脫氮,硝態氮去除率可達95%,泥漿收率約為0.35%..

  (2)乙酸鈉:根據文獻中,加入乙酸鈉作為廢水碳源,4.6 N比的時候,可以實現氮的穩定的效果,并且其作為有機小分子水解產物,可方便地降解通過微生物脫氮反應時間快,而且無毒,可用于作為碳的應急電源。然而,這是昂貴的,廢水處理廠污泥處置的污泥生產速度會帶來一定的壓力。

  (3)工業葡萄糖:閆寧經過實驗發現,工業葡萄糖理想的碳碳比為6.4-7.5,遠大于甲醇,不易被微生物利用,容易導致出水COD上升。

  3、碳源的選擇

  理論上,所有類型的碳源均可確保污水中的總氮含量符合排放標準,但須考慮以下因素:

  (1)碳源投加的成本

  加藥成本為碳源當量COD價格,加藥量綜合算法需理論計算,實際加藥量確定..

  (2)碳源產泥率

  投加碳源,必定會增加污泥的產量,而污泥處理成本很高,這個是選擇碳源必須考慮到的重要一項。

  (三)確保污水運行的穩定性

  添加碳源的目的是為了脫氮,因此在選擇碳源時,應考慮污水處理的運行穩定性,如避免污泥膨脹、增加出水 cod、積累亞硝基氮等。

  根據上述,碳源的選擇不是簡單的經濟核算,而是與穩定運行的實際緊密結合起來的..碳源的科學選擇,有效降低污水處理廠的運行成本和污水處理廠的穩定運行..

  三、結論

  目前,絕大多數的城市污水處理廠必須面臨增加碳和現實的高碳成本,該怎么做才能減少碳此外,降低碳的成本,污水處理行業正面臨著一個共同的問題,通過近幾年的使用實際使用的碳源的,我們提出以下建議:

  (1)重塑厭氧池和缺氧池流態,促進池容近100%的利用,避免短流,提高混合效率和碳源利用率,盡量減少碳源投加或者不投加。

  (2)新設計的污水處理廠可選用多級AO工藝,充分考慮堿度在污水處理中的重要作用,減少污泥內回流,達到更好的脫氮效果。

  (3)碳源選擇和投加需要考慮多種因素,除碳氮比值外,還應重點考慮水流量、堿度和水溫。

  (4)根據目前的趨勢,碳的總成本將是污水處理廠的第一選擇,新興的生物質的碳是碳的綜合源,這將有助于生物可降解的,會逐漸占據主導地位,通過小規模試驗中,少走彎路。

  (5)目前碳源種類繁多,有國外品牌搶占碳源市場。在無二次污染的情況下,選擇性價比最高的碳源作為首選碳源,乙酸鈉可作為應急使用的應急碳源儲備.

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