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為了減輕和控制水體富營養(yǎng)化，國家制定了日益嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，目前大多數(shù)污水處理廠普遍存在著低碳相對(duì)高氮磷的水質(zhì)特征，傳統(tǒng)脫氮工藝由于有機(jī)物含量較低，不能滿足缺氧反硝化階段對(duì)碳源的要求，導(dǎo)致反硝化和厭氧菌繁殖受阻，降低了氨氮(NH3—N)同化DE，極大地影響了污水處理廠的脫氮效果，特別是在低溫季節(jié)更是如此。為解決這一問題，一方面可通過增加反消化缺氧區(qū)面積、延長反消化時(shí)間來提高脫氮效果，但該方法仍需擴(kuò)大污水處理廠，工程建設(shè)費(fèi)用高，可操作性差；另一方面，可通過向缺氧區(qū)投加外碳源來補(bǔ)充碳源，實(shí)踐證明，投加碳源是解決城市污水處理廠處理此類問題的重要途徑。
一、碳源的種類
當(dāng)前市場上常用的碳源：甲醇.乙酸.乙酸鈉.面粉.葡萄糖.生物質(zhì)碳源.污泥水解上清液.啤酒廢水、垃圾滲濾液等。應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)奶荚�。本文比較了幾種常用碳來源，并分析了各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)。
1.甲醇
甲醇作為外碳源具有運(yùn)行費(fèi)用低、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)以甲醇為碳源時(shí)，可達(dá)到良好的C/N>效果，它的缺點(diǎn)是：①由于化學(xué)藥劑的使用，成本較高；②由于反應(yīng)時(shí)間緩慢，甲醇不能被全部微生物所利用，當(dāng)投加甲醇后，在污水處理廠緊急投加碳源時(shí)，需有一定的適應(yīng)期，直至其充分富集，發(fā)揮全部效用；③甲醇有一定的毒性，甲醇作為碳源長期使用，對(duì)尾水排放也有一定影響。
2.乙酸鈉
醋酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)反硝化過程的即時(shí)反應(yīng)，可以用于自來水廠的應(yīng)急處理。
乙醇脫硝反應(yīng)一般被認(rèn)為是比甲醇更快的脫硝反應(yīng)，但由于無毒害，污泥產(chǎn)率和甲醇差別不大，可作為甲醇的替代物。結(jié)果表明，在無碳源條件下，硝酸鹽為電子受體時(shí)，C/N=5是最佳碳源，導(dǎo)致亞硝酸鹽累積。
應(yīng)用醋酸鈉時(shí)要注意三點(diǎn)：
①以20%.25%.30%的溶液為主，因當(dāng)量COD較低，運(yùn)輸費(fèi)用較高，不宜長距離運(yùn)輸。
②泥沙產(chǎn)量大，污泥處理成本增加；
③由于成本較高，在污水處理廠大量投加乙酸鈉的可能性較大。
3.乙酸
醋酸鈉的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)反硝化反應(yīng)迅速，可作為水廠運(yùn)行時(shí)的應(yīng)急處理。醋酸鈉因其為小分子有機(jī)酸，易利用，對(duì)氮素具有最佳的脫氮效果，但因其價(jià)格昂貴，污泥產(chǎn)率高，且目前污水廠的污泥處理問題也是一個(gè)很大的公共難題，因此，在污水處理廠大量投加乙酸鈉幾乎是不可能的。
4.糖類
用葡萄糖作為外碳源處理的糖類物質(zhì)是很好的，但是，它作為一種多分子的化合物，容易造成細(xì)菌的大量繁殖，同時(shí)，相對(duì)于醇類碳源，糖類物質(zhì)更易形成亞硝態(tài)氮累積現(xiàn)象，從而引起污泥膨脹、水體COD升高，因此，不提倡大量使用葡萄糖作為外投碳源。
缺點(diǎn)：
①現(xiàn)場需配液，勞動(dòng)強(qiáng)度大，投加精度低，大型污水處理廠不能正常使用。
②工業(yè)用葡萄糖含水量高，食品葡萄糖價(jià)格高。
5.生物物質(zhì)來源。
伴隨著污水脫氮要求的不斷提高，新興起的專業(yè)生產(chǎn)碳源的企業(yè)，他們利用生物工程原理，將部分糖.農(nóng)產(chǎn)品廢料進(jìn)行發(fā)酵，以生產(chǎn)無毒、無害的生物制品，主要成分為小分子有機(jī)酸。它是一種化學(xué)物質(zhì)，微生物更易利用，而且使用成本比單一化學(xué)品低，具有很高的性價(jià)比。
弊端：
①產(chǎn)品穩(wěn)定性有待改進(jìn)，在使用前應(yīng)對(duì)每批產(chǎn)品進(jìn)行當(dāng)量COD檢驗(yàn)。

6.污泥水解上清液
生化轉(zhuǎn)化揮發(fā)酸VFA來自污泥水解上清液，因此它是目前比較有優(yōu)勢的碳源，因?yàn)閂FA具有較高的脫硝率，其碳源可直接從污水廠內(nèi)部供應(yīng)，在污泥減容的同時(shí)，也減少了碳源的運(yùn)輸問題。
對(duì)污泥水解處理外碳源的研究，目前有很多不同的結(jié)論，但總的來說，將其作為反硝化脫氮體系的碳源是一種有效的方法。然而，對(duì)于不同的污泥，在不同的水解條件下，得到的VFA的組成差異較大，但因組分不同，其反硝化速率會(huì)有所不同(這是為什么許多研究存在差異的原因)，因此，污泥水解產(chǎn)物VFA的統(tǒng)一研究與應(yīng)用仍是一個(gè)較大的難點(diǎn)。
此外，如果把水解污泥直接用作外碳源，還需要考慮污泥水解過程中氮、磷的釋放問題，如果這部分氮磷投入到污水中，必然會(huì)增加污水處理廠的氮磷負(fù)荷，如何解決這一問題，是利用污泥水解液的又一大難題。

二、碳源的選擇
從理論上講，各種碳源可以保證出水總氮達(dá)標(biāo)，但要考慮多種因素：
(1)碳源投入費(fèi)用。
投入成本是碳源的當(dāng)量COD價(jià)格+投加量的綜合算法，需要由理論計(jì)算加上實(shí)際操作的投加量確定；
(2)碳來源產(chǎn)量。
在污泥中加入碳源，必然會(huì)提高污泥的產(chǎn)量，而污泥處理成本很高，這是選擇碳源時(shí)必須考慮的重要問題。
(3)確保污水生產(chǎn)穩(wěn)定。
碳排放源主要用于脫氮，所以在選擇碳源時(shí)，要考慮到污水處理廠的運(yùn)行穩(wěn)定性，例如盡量避免污泥膨脹.出水COD升高、亞硝基氮累積等。

據(jù)此，碳來源的選擇，并非單純的經(jīng)濟(jì)核算，而是與穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)際緊密結(jié)合。通過科學(xué)地選擇碳源，可以有效地降低污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用，使污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行。