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为什么说液体乙酸钠是最好的碳源?

04/25 14:10:53

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近年来,污水处理排放标准越来越高,尤其是TN已经脱离了劣五类水标准的低级趣味,比肩三四类水的标准了,因市政污水低碳高氮的水质特点,在采用常规脱氮工艺时无法满足缺氧反硝化阶段对碳源的需求,导致TN超标,所以投加碳源是污水处理厂解决这类问题重要且唯一的手段。

 

1、为什么乙酸钠是最好的碳源?

对于脱氮工艺碳源的选择,如果排除价格的前提下,一般从脱氮速率和COD有无残留来判断!

目前污水处理厂解决低碳源污水处理常用的外加碳源有甲醇、淀粉,葡萄糖、乙酸钠等,其中甲醇和乙酸钠均为易降解物质,本身不含有营养物质(如氮、磷),分解后不留任何难于降解的中间产物。而葡萄糖和淀粉为多糖结构,水解为小分子脂肪酸所需的时间长,且淀粉在水中的溶解性差,不易完全溶于水,容易造成残留和污泥絮体偏多等问题,两者都有产泥多的缺点。

研究表明,乙酸钠作为碳源时其反硝化速率要远高于甲醇和淀粉。其主要原因在于,乙酸钠为低分子有机酸盐,容易被微生物利用。而淀粉等高分子的糖类物质需转化成乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸等最易降解的有机物,然后才被利用;甲醇虽然是快速易生物降解的有机物,但甲醇必须转化成乙酸等低分子有机酸才能被微生物利用,所以出现了利用乙酸钠作为碳源比用淀粉、甲醇进行反硝化速度快很多的现象。

同时,甲醇作为一种易燃易爆的危险品,当采用甲醇作为外加碳源时,其加药间本身具有一定的火灾危险性。当甲醇储罐发生火灾时,易导致储罐破裂或发生突沸,使液体外溢发生连续性火灾爆炸,危及范围较大,因此甲醇加药间对周边环境要求一定的安全距离。同时由于其挥发蒸汽与空气混合易形成爆炸性气体混合物,故其范围内的电力装置均须采用特殊设计。

而乙酸钠本身不属于危险品,方便运输及储存,虽然价格比其他碳源贵不少,但是对于一些已建的污水处理厂来说,由于其用地限制,当需要外加碳源时,采用乙酸钠作为外加碳源比甲醇更具有优势。

近几年复合碳源市场占有率也越来越高,主要原因是其价格低廉,COD当量高,但是总体性能还是比不上甲醇及乙酸钠!

 

2、乙酸钠投加量的计算

在缺氧反硝化阶段,污水中的硝态氮(NO3-N)在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(N2)的过程。反硝化反应是由异养型微生物完成的生化反应,它们在溶解氧浓度极低的条件下,利用硝酸盐( NO3-N)中的氧作为电子受体,有机物(碳源)为电子供体。

在实际工程中,若进入反硝化段的污水BOD5∶N<4∶1时,应考虑外加碳源,BOD5/N≥4,可认为反硝化完全。当碳源不足时,系统投加的碳源量可根据对应去除的硝态氮量进行计算,计算公式如下:

投加量 X=(4-CBOD5/Cn)×Cn/η

其中:

CBOD5:进水的BOD5浓度(实际中可按COD的值计算),mg/L;

Cn:进水的TN浓度,mg /L;

Η:投加碳源的BOD5当量(实际中可按COD当量计算)。

乙酸钠的BOD5当量为0.52(mg BOD/mg 乙酸钠),故当投加乙酸钠作为碳源时,计算公式如下:

投加量 X=(4-CBOD5/Cn)×Cn/0.52

 实例计算:

以某市污水处理厂改扩建工程为例,设计处理水量为16000 m3/d,设计出水水质达到国家一级A标准,其进出水水质主要指标见表:

污水处理厂进出水水质指标


本工程中污水厂原建有A段曝气池,污水经过A段曝气池后,BOD5的去除率按25%计,故进入新建反硝化池污水中的BOD5浓度为262.5 mg/L,TN浓度为70 mg/L,BOD5∶N=3.75<4,故应该外加碳源,乙酸钠投加剂量:

X=(4-3.75)×70/0.52=33.7 mg/L

日投加量为:

X*16000=0.0337*16000=539.2 kg/d

再根据购置的乙酸钠的纯度,即可计算所需的乙酸钠原料日投加量。