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污水处理技术中反硝化碳源的选择方法？

污水处理技术中反硝化碳源的选择方法？

优质回答随着国家对废水排放标准的提高，其中总氮排放的要求也进一步提高,尤其一些地区要求市政污水处理厂提标到地表水准四类标准，其中要求总氮小于10PPM，为保证总氮达标排放，通过外加碳源降低污水中总氮的量，成为了目前唯一适用于实践的手段。

一、碳源介绍目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸钠、面粉、葡萄糖、生物质碳源及污泥水解上清液等。在使用过程中，需要根据实际工程情况选择合适的碳源。现对各种常用的碳源进行对比，分析各种碳源的优缺点：1、甲醇甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势，在甲醇碳源不足时，存在亚硝酸盐积累的现象。以甲醇为碳源时的反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍，其最佳碳氮比（COD：氨氮）为 2.8～3.2 。但甲醇作为外加碳源时，有以下3点问题需关注：① 甲醇易燃，为甲类危化品，储存和使用均有严格要求。特别是其储存需报当地公安部门备案审批，手续繁琐。② 微生物对甲醇的响应时间较慢，甲醇并不能被所有微生物利用，当甲醇用于污水处理厂应急投加碳源时效果不佳；③ 甲醇具有一定的毒害作用，将甲醇作为长期碳源，对尾水的排放也会造成一定的影响。2、乙酸钠乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程，可作为水厂应急处置时使用。乙酸钠由于是小分子有机酸盐的原因，反硝化菌易于利用，脱氮效果是最好的。通过实验发现，碳氮比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且无毒，能作为应急碳源。但是，它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。使用乙酸钠要考虑以下3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。② 产泥量大，污泥处理费用增加；③ 价格较为昂贵，污水处理厂大规模投加乙酸钠几乎不可能。3、乙酸乙酸作为碳源，与乙酸钠类同。但作为工业化产品，用做碳源确实浪费。但其弊端有四点：①乙酸为乙类危化品，也是挥发性酸，是大气污染VOC的重要组成部分，环保部门监管多，储存条件要求高。②多数污水处理厂远离乙酸厂，运输费用高，不能远距离运输。③乙酸代谢后的氢离子有降低出水pH的可能。4、糖类糖类外加碳源中，以面粉、蔗糖、葡萄糖为主，由于葡萄糖是最简单的糖，所以目前研究比较多。当碳源充足时，以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多，为 6∶1～7∶1。碳源对硝氮的比还原速率几乎没有影响，但是对亚硝氮的比积累速率影响较大，在研究中发现只有葡萄糖作为外加碳源时对亚硝氮的比累积速率没有影响。以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源使得脱氮效果良好，可是，糖类作为多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀，增加出水中COD的值，影响出水水质，同时，与醇类碳源相比，糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象。但其弊端有二点：①需要现场配置成溶液，劳动强度大，投加精准性差，大型污水处理厂无法使用。②工业葡萄糖含杂质多，食品葡萄糖价格贵。5、生物质碳源随着污水脱氮要求的提高，新兴起专业生产碳源的企业，他们通过生物工程原理，对一些糖类、农产品废料等进行发酵，生产无毒无害的生物制品，主要组分是小分子有机酸、醇类、糖类。其较单一的化学品更容易被微生物利用，其使用成本比单一化学品便宜，具备极高的性价比。但其弊端：①产品的稳定性待提高，使用前需对每批次产品当量COD进行检测。6、污泥水解上清液生物转化挥发酸VFA 来源于污泥水解的上清液，由于水解所产生的 VFA 拥有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水厂内部提供，在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题，所以它是目前比较有优势的碳源。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。除此以外，若直接将水解污泥作为外碳源，还要考虑到污泥水解过程中氮磷的释放问题，这部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中，势必会增加污水处理厂的氮磷负荷，如何解决这个问题，是利用污泥水解液的另一大难题二、碳源的选择目前，有的市政污水处理厂碳源投加费用居高，有的高达0.2-1.0元/吨，为降低污水处理的运行费用，必须选择性价比高的碳源。1、以当量COD的单价来衡量碳源的价格因各类碳源的组成成分不同，环保上通常以当量COD计算，一般采用万COD当量的计算方式，比如甲醇的当量COD为150万，即1吨的甲醇相当于1500公斤的COD当量，再换算成万COD当量的单价：备注：（1）单价仅供参考，因工业产品价格变动大，计算时以实际采购为准；（2）因甲醇是危化品，公安部门严禁在污水处理厂储存；（3）葡萄糖因容易造成污泥膨胀，出水COD升高，较少使用；通过上表，发现乙酸钠的当量COD单价确实昂贵，这个也是目前污水处理厂碳源投加成本高的原因；甲醇是最具性价比的碳源，但当冬天来临采暖用甲醇时，甲醇的单价也可能上升到4500元/吨，如乙酸，有的时候出厂价高达4500元/吨。2、碳源投加量的确定各类碳源投加量都有一个相应的范围，以下为经验数据，可以通过实际情况确定碳源的投加量，但要在实际运行中要兼顾到亚硝态氮的累积和产泥率：（1）甲醇：在甲醇投加量不足的情况下，会出现亚硝态氮的累积，理想的COD/N为4.3～4.7。有文献提到，甲醇为碳源时理想的COD/N为4.3～10.6。从实验结果发现，甲醇为碳源时，理想的投加量碳氮比大于5时，反硝化才能进行完全，硝态氮去除率可达95%，产泥率在0.35左右。（2）乙酸钠：根据文献，在污水中加入乙酸钠作为碳源，碳氮比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且无毒，能作为应急碳源。但是，它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。（3）工业葡萄糖：阎宁经过实验发现，工业葡萄糖的理想碳氮比在6.4～7.5，比甲醇大得多，而且它是多分子有机物，不易被微生物所利用，容易导致出水中COD的上升，同时与甲醇、酒精相比，葡萄糖更易出现亚硝态氮的累积，因此，不建议大量使用葡萄糖作为碳源。3、碳源的选择在理论上，各类碳源都能保证出水总氮达到排放标准，但要考虑多个因素：（1）碳源投加的成本投加成本是碳源的当量COD价格+投加量的综合算法，需要理论计算加实际运行的投加量确定；（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。（3）保证污水运行的稳定性投加碳源目的是为了脱氮，因此在选择碳源的时候，要兼顾污水处理厂的运行稳定，如尽可能的避免污泥膨胀、出水COD升高、亚硝基氮累积等。根据，碳源的选择，不是单纯的经济帐，而是与稳定运行实际相紧密结合的。科学的选择碳源，才能有效的降低污水处理厂的运行成本和污水处理厂的稳定运行。三、结论当前，国内绝大多数的市政污水处理厂面临着必须投加碳源和碳源成本高的现实，如何做到减少碳源投加和降低碳源成本，是污水处理行业面临着的共同问题，通过近几年碳源的使用实际使用情况，提出如下的建议：（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）碳源选择与投加，需要综合考虑各种因素，除碳氮比这个参数外，重点要考虑水的流态、碱度和水温这3方面的影响。（4）根据目前的发展趋势，碳源的综合成本将成为污水处理厂首选，新兴的生物质碳源是综合碳源，利于生物降解，将逐渐占据主导地位，可以通过小规模的试用，避免走弯路。（5）目前碳源的选择种类很多，也有外资品牌来抢占碳源的市场，在保证不产生二次污染的情况下，选择性价比最高的碳源作为首选碳源，乙酸钠可以作为应急碳源储备做应急使用。

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有哪些因素影响反硝化速率？

优质回答影响反硝化的因素：(1)温度反硝化细菌的最适合生长温度为20-401;低于151时，反硝化速率明显降低。因此，在冬季低温季节，为了保持一定的反硝化速率，需要提高污泥停留时间，同时降低负荷或提高污水的停留时间。

  (2)溶解氧必须保持严格的缺氧状态，保持氧化还原电位为-110--50mV;为使反硝化反应正常进行，悬浮型活性污泥系统中的溶解氧应保持在0。  2mg/L以下；附着型生物处理系统可以容许较高的溶解氧浓度（一般低于lmg/L)。

  (3)pH值硝化反应的最佳pH值范围是6。5-7。5。(4)碳源有机物质反硝化反应需要提供足够的碳源，碳源物质不同，反硝化速率也将有区别。实验表明甲醇、乙酸、丙酸、丁酸、葡萄糖等均能作为反硝化脱氮的碳源，但反硝化速率有所不同，其中甲醇和乙酸作为碳源时反硝化最快，工程应用最多的是甲醇、乙酸。

    (5)碳氮比污水8005与TN的比值一般应维持在5-7左右，这样既不会使反硝化所需碳源太少，也不会使硝化所要求的碳源太多。(6)有毒物质镍浓度大于0。5mg/L、亚硝酸盐氮含量超过30mg/L或盐度高于0。

  63%时，都会抑制反硝化作用。

污水处理厂碳源能否选择粪污

优质回答1.甲醇

一般认为甲醇作为外碳源，具有运行成本低、污泥产量小的优点。当甲醇碳源不足时，亚硝酸盐积累。以甲醇为碳源时，反硝化率是葡萄糖为碳源时的3倍，最佳碳氮比（COD：氨氮）为2.8~3.2。

从目前的研究来看，当甲醇作为碳源时，C/N>5可以达到更好的效果，但其缺点有三:

作为一种化学药剂，成本相对较高；

响应时间慢，甲醇不能被所有微生物使用。添加甲醇后，需要一定的适应期，直到完全丰富，发挥所有效果。当用于污水处理厂应急添加碳源时，效果不佳；

甲醇有一定的毒性作用，长期以甲醇为碳源，也会对尾水的排放产生一定的影响。

2.乙酸钠

乙酸钠的优点是能立即响应反硝化过程，作为水厂运行时的应急处理。

由于乙酸钠是一种小分子有机酸，反硝化菌易于使用，脱氮效果最好。但由于价格昂贵，污泥生产率高，目前污水处理厂的污泥处理问题也是一个大问题，因此几乎不可能将乙酸钠应用于污水处理厂。

3.糖类

在糖中，主要是面粉。蔗糖。葡萄糖，因为葡萄糖是最简单的糖，所以目前有很多研究。当碳源充足时，以葡萄糖为碳源的最佳碳氮远高于甲醇为碳源，为6:1~7:1。碳源类型对硝氮的比还原率几乎没有影响，对亚硝氮的比积累率影响很大。只有葡萄糖在本研究中没有发现。

以葡萄糖为代表的糖作为碳源处理效果好，但作为多分子化合物，容易引起细菌繁殖，导致污泥膨胀，增加水COD值，影响水质，同时与醇碳源相比，糖更容易产生亚硝氮积累现象。

4.污泥水解上清液。

生物转化VFA来自污泥水解的上清液。由于水解产生的VFA具有较高的反硝化率，碳源可直接由污水处理厂提供。在减少污泥容量的同时，也减少了碳源运输的问题，是目前比较有利的碳源。

目前，关于污泥水解利用外碳源的研究有很多不同的结论，但一般认为，作为反硝化脱氮系统的碳源是一种非常有价值的方法。然而，对于不同的污泥和不同的水解条件，VFA在污泥中的成分差异很大，由于成分不同，反硝化率也会不同（这就是为什么许多研究不一致）。因此，如何统一研究和应用污泥水解产品VFA仍然是一个大问题。此外，如果水解污泥直接作为外碳源，还应考虑污泥水解过程中氮磷的释放。如果这部分氮磷以碳源的形式投入污水，必然会增加污水处理厂的氮磷负荷。如何解决这个问题是使用污泥水解液的另一个主要问题。

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甲醇作为外加碳源的反硝化实验中溶解氧消耗的甲醇量如何计算

优质回答反硝化过程：

NO3- + 1.08 CH3OH + 0.24 H2CO3 —— 0.056 C5H7NO2 + 0.47 N2 + 1.68 H2O + HCO3-

NO2- + 0.67 CH3OH + 0.53 H2CO3 —— 0.04 C5H7NO2 + 0.48 N2 + 1.23 H2O + HCO3-

有溶解氧存在时，

O2 + 0.93 CH3OH + 0.056 NO3- —— 0.056 C5H7NO2 + 1.64 H2O +0.59H2CO3 + 0.056 HCO3-

0.87= 0.93- 0.056*1.08

什么是硝化反应和反硝化反应及各个原理

优质回答硝化反应是向有机物分子中引入硝基的反应过程。脂肪族化合物硝化时有氧化-断键副反应，工业上很少采用。硝基甲烷、硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷四种硝基烷烃气相法生产过程，是30年代美国商品溶剂公司开发的。迄今该法仍是制取硝基烷烃的主要工业方法。此外，硝化也泛指氮的氧化物的形成过程。

反硝化，也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。

反硝化菌在无氧条件下，通过将硝酸盐作为电子受体完成呼吸作用（respiration）以获得能量。这一过程是硝酸盐呼吸（nitrate respiration）的两种途径之一，另一种途径是是硝酸异化还原成铵盐（DNRA）。

扩展资料：

硝化主要方法

硝化过程在液相中进行，通常采用釜式反应器。根据硝化剂和介质的不同，可采用搪瓷釜、钢釜、铸铁釜或不锈钢釜。用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度,除利用夹套冷却外,还在釜内安装冷却蛇管。产量小的硝化过程大多采用间歇操作。产量大的硝化过程可连续操作，采用釜式连续硝化反应器或环型连续硝化反应器,实行多台串联完成硝化反应。环型连续硝化反应器的优点是传热面积大，搅拌良好，生产能力大，副产的多硝基物和硝基酚少。

硝化方法主要有：稀硝酸硝化、浓硝酸硝化、在浓硫酸中用硝酸硝化、在有机溶剂中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。

参考资料来源：百度百科-硝化反应

参考资料来源：百度百科-反硝化

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