污水處理中的反硝化碳源
隨著國家廢水排放標準的提高，對總氮排放的要求進一步提高。特別是一些地區要求市政污水處理廠升級到地面四級標準，其中總氮低于10PPM。為了保證總氮達標排放，添加碳源降低污水中的總氮已成為目前唯一可行的手段。
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、污泥水解上清液。在使用過程中，需要根據實際工程情況選擇合適的碳源。本文比較了各種常用的碳源，并分析了它們的優缺點：
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。當甲醇碳源不足時，亞硝酸鹽積累。以甲醇為碳源時，反硝化速率比以葡萄糖為碳源時快3倍，最佳碳氮比(COD:氨氮)為2.8 ~ 3.2。
甲醇
然而，當甲醇用作外部碳源時，有三個問題需要注意：
1、甲醇易燃，屬A類危險化學品，對儲存和使用有嚴格要求。特別是其存放需要報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，污水處理廠應急碳源投加使用甲醇效果不好；
3、甲醇有一定的毒性作用，長期以甲醇為碳源也會對尾水排放產生一定的影響。
乙酸鈉
乙酸鈉的優點是可以立即對脫氮過程做出反應，可以作為水廠的應急處理。
由于醋酸鈉是小分子有機酸鹽，反硝化細菌使用方便，反硝化效果最好。通過實驗發現，當碳氮比為4.6時，可達到穩定的反硝化效果，其水解產物為小分子有機物，易被微生物降解，反硝化反應時間快，無毒，可作為應急碳源。但價格昂貴，污泥產生率高，會給污水處理廠的污泥處置帶來一定壓力。
乙酸鈉
使用乙酸鈉時應考慮以下三點：
1、醋酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于當量COD低，運輸成本高，無法長距離運輸。
2、污泥產量大，污泥處理成本增加；
3、價格比較高，在污水處理廠幾乎不可能大規模添加醋酸鈉。
乙酸
乙酸作為碳源類似于乙酸鈉。但是，作為一種工業產品，作為碳源使用確實很浪費。
但是有四個缺點：
1、乙酸是一種乙類危險化學品，是一種揮發性酸，是空氣污染VOC的重要組成部分。環保部門監管較多，對儲存條件要求較高。
2、大部分污水處理廠距離醋酸廠較遠，運輸成本高，不可能長距離運輸。
3、乙酸代謝后的氫離子可降低出水的酸堿度。
市場上醋酸的價格變化很大，價格高的時候用醋酸做碳源比較貴，所以幾乎不可能將醋酸應用于污水處理廠的大規模加藥。
糖
在糖和碳源中，面粉、蔗糖和葡萄糖是主要的。因為葡萄糖是最簡單的糖，目前有很多研究。當碳源充足時，以葡萄糖為碳源的最佳碳氮比以甲醇為碳源的碳氮高得多，在61 ~ 71之間。碳源對硝酸鹽和氮的比還原速率影響不大，但對亞硝酸鹽和氮的比積累速率影響很大。發現葡萄糖作為外源碳源時，對亞硝酸鹽和氮的比積累速率沒有影響。
以葡萄糖為代表的糖作為外部碳源，具有良好的脫氮效果。然而，作為一種多分子化合物，糖容易引起大量細菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質，同時，與醇類碳源相比，糖類物質更容易產生亞硝態氮積累的現象。
生物質碳源
隨著廢水脫氮要求的提高，專門從事碳源生產的新企業不斷涌現。它們通過生物工程原理發酵一些糖類和農產品廢棄物，生產出無毒無害的生物制品。主要成分是小分子有機酸、醇類和糖類。與單一化學品相比，更容易被微生物利用，使用成本也比單一化學品便宜，因此具有極高的性價比。
但是它的缺點是：產品穩定性有待提高，使用前需要檢測每批產品的當量COD。
污泥水解上清液
生物轉化揮發性酸VFA來自污泥水解上清液。由于水解產生的VFA具有較高的反硝化速率，碳源可以由污水處理廠直接提供，可以減少污泥的容量，減少碳源輸送的問題，是目前比較有利的碳源。
目前，關于污泥水解及其作為外源碳源利用的研究有許多不同的結論，但一般認為它是一種有價值的脫氮方法。然而，對于不同的污泥和不同的水解條件，產生的VFA組分差異很大，不同的組分會導致不同的反硝化速率(這也是許多研究不一致的原因)。因此，如何統一污泥水解產生的VFA的研究和應用仍然是一個大問題。
此外，如果水解污泥直接作為外部碳源，還應考慮污泥水解過程中氮磷的釋放。如果這部分氮磷以碳源的形式加入污水中，必然會增加污水處理廠的氮磷負荷。如何解決這個問題是污泥水解物利用的另一個主要問題。
推薦閱讀：《碳源的選擇》