任琦 張占東
摘要:由于近年來城鎮污水廠進水低C/N比趨勢日益嚴重,碳源的缺少使得硝化與反硝化平衡被打破,出水脫氮效果不佳。因此,需投加外碳源,以滿足生物脫氮所需有機碳。本文概述了目前應用較為廣泛的外加碳源種類及其處理效果,并對未來外投加碳源研究方向做出了展望。
關鍵詞:碳源;低C/N 污水;生物脫氮;固體碳源
生物反硝化脫氮的順利進行要求系統有足夠的碳源,低C/N比污水中有機物缺乏,
1 外投加碳源在污水處理中的應用
1.1 傳統液體碳源
目前應用最為廣泛的液體碳源主要有,葡萄糖、乙酸鈉、甲醇和乙酸等。
1.2 可生物降解高分子聚合物
早在1991年就有學者提出以PHB作為反硝化碳源去除飲用水中的硝酸氮的設想,并取得了較好的脫氮效果[3]。研究認為PHB和PCL均能維持7周以上穩定的反硝化脫氮效果,硝酸鹽氮的負荷可達10mg·(L·h)1[4]。利用PLA顆粒作為反硝化的固體碳源及生物膜載體,在系統溫度為30℃,硝酸鹽氮初始濃度為50mg·L1的條件下,PLA的平均反硝化速率可達到2.6×103mg·(g·h)1,硝酸氮在13h內可以得到完全去除[5]。
1.3 天然纖維素類物質
天然纖維素類物質作為固體碳源,具有來源廣泛,易獲取,價格低廉,易生物降解,無毒等優點。研究表明,豌豆藤、花生藤、更豆藤、綠豆藤因單位質量釋碳量較低,不適宜用作反硝化水處理碳源[6]。相比之下,玉米芯、秸稈等更具備作為理想的固體碳源和生物載體的性能[7]。何嘉欣等人用玉米葉水解液進行好氧反硝化研究,發現以玉米葉水解液為反硝化碳源,2 展望
目前,三種類型的碳源在污水脫氮處理中均有較好的處理效果,也取得了一定的認可,但仍存在一些缺陷,因此在未來的研究中應著重于以下幾點:
(1)液體碳源在研究中存在投加量較難控制,反應速度較快,投加過量和未完全反應的液態有機碳可能進一步造成出水二次污染。所以,在以后的研究中應注重投加液體碳源的投加方式與投加時間控制等方面。
(2)人工合成高分子聚合物具有釋碳穩定,脫氮效率較高的優點,但較高的成本價格影響了其在實際工程中的廣泛應用,所以在未來的研究中應注重開發處理效果好,價格低廉,能被廣泛應用在實際工程中的碳源材料。
(3)天然纖維素材料一直以其產量大,價格低,易獲取,處理效果佳的特性被廣大研究者所認可。但其仍然存在反硝化速率普遍偏低,無法用于處理量較大的工藝,碳源更換、補給困難的現象。因此,完善天然纖維素類碳源在污水處理中的廣泛應用是未來研究者的研究重點。
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作者簡介:任琦(1992),女,在讀碩士,主要從事污水處理研究工作。