我國城市污水普遍存在反硝化碳源不足的問(wèn)題，碳源不足已成為制約生物脫氮效率的重要因素，污水處理廠(chǎng)選擇外加碳源成為必要的手段。

1、脫氮為什么對碳源有需求？

硝化過(guò)程主要由自養微生物完成，亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養菌，硝化過(guò)程所需碳源來(lái)自 CO2-、HCO-等無(wú)機碳源；硝化菌的世代期較異養菌長(cháng)得多，生長(cháng)繁殖速度緩慢， 產(chǎn)率較低，若進(jìn)水中有機污染物(COD)大大超過(guò)氨氮時(shí)，異養菌大量繁殖，并在與硝化菌競爭中占優(yōu)勢，逐漸成為優(yōu)勢菌種，從而降低反應器的硝化效率。一般認為處理系統的 BOD 負荷小于0.15BOD/(gMLSS.d)時(shí)，硝化反應才能正常進(jìn)行。

反硝化菌利用碳源作為電子供體，NO-和NO-作為電子受體，將 NO-、NO-還原成氮氣，達到脫氮的效果。當有溶解氧存在時(shí)，反硝化菌分解有機物利用分子態(tài)氧作為最終電子受體。在無(wú)氧情況時(shí)，反硝化菌利用硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮作為能量的電子受體，O2-作為受氫體生成 HO和 OH-堿度，有機物作為碳源及電子供體提供能量并被氧化穩定。

硝化、反硝化過(guò)程對有機物的存在是矛盾的：自養硝化菌適宜在低碳源環(huán)境下生存，在大量有機物存在時(shí)，對氧氣和營(yíng)養物質(zhì)的競爭不如好氧異養菌，致使反應器內異養菌成為優(yōu)勢菌種；而反硝化反應需要有機碳源作為電子供體完成脫氮過(guò)程。

2、反硝化碳源的選擇原則

1、外加碳源易被微生物降解，易被反硝化菌利用，不存在殘留物對后續出水達標造成不利影響的間題；

2、反應速度足夠快，確保所投加的碳源盡量在厭、缺氧功能區內耗盡，避免增加后續曝氣系統的負擔和運行成本；

3、不會(huì )對系統內的微生物種群類(lèi)型和含量造成影響，避免投加碳源前后出現微生物的短暫適應性問(wèn)題；

4、價(jià)格便宜，安全性好，且易于投加、保存和運輸，可就近獲得。

3、常用反硝化碳源的優(yōu)缺點(diǎn)

目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源等。在使用過(guò)程中，需要根據實(shí)際工程情況選擇合適的碳源。現對各種常用的碳源進(jìn)行對比，分析各種碳源的優(yōu)缺點(diǎn)：

1、甲醇

普遍認為甲醇作為外碳源具有運行費用低和污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢，甲醇作為碳源時(shí)，C/N〉5時(shí)能達到較好效果。

但其弊端有：

①作為化學(xué)藥劑，成本相對較高;

②響應時(shí)間較慢，甲醇并不能被所有微生物利用，當投加甲醇后，需要一定的適應期直到它完全富集，發(fā)揮全部效果，當用于污水處理廠(chǎng)應急投加碳源時(shí)效果不佳；

③甲醇具有一定的毒害作用，長(cháng)期用甲醇作為碳源，對尾水的排放也會(huì )造成一定影響。

2、乙酸鈉

乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)在于它能立即響應反硝化過(guò)程，可作為水廠(chǎng)應急處置時(shí)使用。

普遍認為乙酸鈉反硝化速率不如甲醇高，但由于它沒(méi)有毒性，污泥產(chǎn)率與甲醇相差不多，所以認為它可以作為甲醇的替代碳源。以乙酸鈉為碳源，硝酸鹽為電子受體時(shí)，最佳的C/N=5，碳源缺乏時(shí)會(huì )引起亞硝酸鹽積累。

使用乙酸鈉要考慮以下3點(diǎn)：

① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于當量COD低，運輸費用高，不能遠距離運輸。

② 產(chǎn)泥量大，污泥處理費用增加；

③ 價(jià)格較為昂貴，污水處理廠(chǎng)大規模投加乙酸鈉成本太高。

3、糖類(lèi)

以葡萄糖為代表的糖類(lèi)物質(zhì)作為外加碳源處理效果不錯，可是，它作為一種多分子化合物，容易引起細菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質(zhì)，同時(shí)，與醇類(lèi)碳源相比，糖類(lèi)物質(zhì)更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現象，所以，并不提倡大量使用葡萄糖作為外投碳源。

缺點(diǎn)：

① 需要現場(chǎng)配置成溶液，勞動(dòng)強度大，投加精準性差，大型污水處理廠(chǎng)無(wú)法使用。

② 工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格貴。

4、生物質(zhì)碳源

隨著(zhù)污水脫氮要求的提高，新興起專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)碳源的企業(yè)，他們通過(guò)生物工程原理，對一些糖類(lèi)、農產(chǎn)品廢料等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)無(wú)毒無(wú)害的生物制品，主要組分是小分子有機酸、醇類(lèi)、糖類(lèi)。其較單一的化學(xué)品更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學(xué)品便宜，具備極高的性?xún)r(jià)比。

弊端：

① 產(chǎn)品的穩定性待提高，使用前需對每批次產(chǎn)品當量COD進(jìn)行檢測。