不同碳源对生物曝气滤池出水水质的影响

张海华 郑仁栋 马 倩 王 俊 郭州平 周海炳

(杭州市环境集团公司，浙江 杭州 310022)

不同碳源对生物曝气滤池出水水质的影响

张海华 郑仁栋 马 倩 王 俊 郭州平 周海炳

(杭州市环境集团公司，浙江 杭州 310022)

以杭州某垃圾渗滤液处理厂为例，选取了葡萄糖、甲醇、乙酸钠为外加碳源，研究了不同类型的补充碳源对生物曝气滤池出水水质的影响，实际运行结果表明，投加乙酸钠作为补充碳源对该类废水的处理效果最好。

垃圾渗滤液，生物曝气滤池，碳源，水质

曝气生物滤池(BAF)污水处理工艺是20世纪90年代初最先在欧美发展起来的一种新型污水生物处理技术。与传统生物脱氮工艺相比，它具有同步硝化反硝化(SND)的功能，即可在同一反应器、同一操作条件下实现生物硝化与反硝化的反应动力学平衡[1]。在同步硝化反硝化过程中，碳源的充足与否对细菌的生长好坏、总氮的去除效果起着决定性的作用。目前在国内外，啤酒废水、淀粉废水、甲醇残液、葡萄糖、甲醇、乙酸等都可考虑成为生物脱氮除磷的理想碳源[2]。

杭州某垃圾渗滤液处理厂，采用GZBS工艺运行，废水经生化处理段后的出水是低碳高氮废水，而后续深度处理段的BAF主要起以异养微生物为主导的反硝化作用。为保障该系统的反硝化水平，需向其投加碳源。由于外加碳源的类型将会对反硝化微生物产生影响，因此寻找合适的碳源种类对系统的脱氮将有重要的意义。

本文将介绍该垃圾渗滤液处理厂分别选择葡萄糖、甲醇、乙酸钠为外加碳源时对系统脱氮性能的影响。

1 材料与方法

1.1 曝气生物滤池(BAF)的运行情况

长期稳定运行的曝气生物滤池(BAF)的组成如图1所示。它包含了同体积缺氧滤池、好氧滤池各一段，运行水温控制为24 ℃～26 ℃(冬季)、30 ℃～32 ℃(夏季)，C/N质量比控制为4，DO控制为0.5 mg/L(缺氧段)、6.0 mg/L(好氧段)，pH控制为7.5～8，回流比控制为100%。经生化段处理后的废水(1 500 m3/d)与碳源充分混合后进入曝气生物滤池(BAF)，在缺氧段、好氧段分别停留9 h，11 h后直接排放。每次改变碳源系统都将先稳定一周以上。

1.2 不同碳源的性质

1)葡萄糖。

葡萄糖(C6H12O6)系自然界分布最广且最为重要的一种单糖，是一种多羟基醛，熔点83 ℃，粘度随温度增高而增大，理论上1 mg葡萄糖对应1.07 mg COD。

2)甲醇。

甲醇(CH3OH)系结构最为简单的饱和一元醇，为无色透明易燃易挥发的极性液体，熔点为-98 ℃，闪点为11.1 ℃，理论上1 mg甲醇对应1.5 mg COD。

3)乙酸钠。

乙酸钠(NaCH2COOH)系无色无味的结晶体，呈碱性，无水乙酸钠熔点为324 ℃。理论上1 mg乙酸钠对应0.58 mg COD。

1.3 检测项目与方法

1)总氮：HACH TN测定仪；

2)生化需氧量：HACH CODCr测定仪。

2 结果与讨论

2.1 不同碳源对出水水质的影响

从2012年6月～2013年2月，系统分阶段投加0.5 m3/d的20%葡萄糖、0.6 m3/d的甲醇、1.0 m3/d的20%乙酸钠作为外加碳源，其出水总氮情况、CODCr情况(如图2,图3所示)均满足GB 16889—2008 生活垃圾填埋场污染控制标准表3标准。

但是经研究发现，当碳源不充足时，葡萄糖作为碳源产生的亚硝酸盐积累严重，抑制微生物活性并可导致微生物中毒现象[4]，且由于葡萄糖消耗较慢使得出水COD相对偏高；甲醇作为碳源虽具有运行费用低和污泥产量小的优势，但当投加甲醇后，系统需要一定的适应期直到甲醇完全富集才能发挥较好效果；而当投加乙酸钠后硝酸氮的去除可以立即获得响应[2]。

2.2 技术经济及可行性分析

从经济上看，本工程采用的20%葡萄糖市场价约为1 100元/t，纯甲醇市场价约为4 000元/t，20%乙酸钠市场价约为1 100元/t。考虑各碳源日用量分别为0.5 m3(20%葡萄糖)、0.6 m3(甲醇)、1.0 m3(20%乙酸钠)，相较而言，为达到同等处理效果，所花费的药剂费用甲醇>20%乙酸钠>20%葡萄糖。

从处理效果上看，三种碳源去除氮系污染物的能力相当且均满足处理要求。但在工艺运行时，葡萄糖作为补充碳源时出水易发黑、有粘度、天热易招引苍蝇蚊虫。甲醇作为补充碳源时，处理效果及表观现象均较好，可是由于甲醇燃点、闪点较低，存储和运输均存在安全隐患。乙酸钠作为补充碳源时，处理效果和表观现象与甲醇相当，且不存在安全隐患问题。

3 结语

通过比较，本工程最终采用乙酸钠为系统的补充碳源，以增加系统反硝化速率。相较葡萄糖、甲醇，它具有污泥产率低、反硝化速率高、运行灵活、响应时间短、来源较广、投加量少、对环境危害性小的特点。

[1] 王 巍.污水处理同步硝化反硝化研究[J].科技咨询,2012(16):132-133.

[2] 李桂荣，李 雪，许文峰，等.解决城镇污水处理厂生物脱氮除磷所需碳源不足的方法综述[J].广州化工,2011,38(4):149-150.

[3] 张 杰，金洛楠，金嗣红，等.两级Fenton—BAF用于垃圾渗滤液深度处理工程[J].中国给水排水,2012,28(20):125-128.

[4] 胡 婷，黄少斌，邓 康.碳源类型和温度对BAF脱氮性能影响研究[J].工业用水与废水,2009,40(6):22-27.

Effect of different carbon sources to effluent quality of BAF

Zhang Haihua Zheng Rendong Ma Qian Wang Jun Guo Zhouping Zhou Haibing

(HangzhouEnvironmentalGroupCo.,Ltd，Hangzhou310022,China)

Taking a landfill leachate treatment plant in Hangzhou as an example, this paper selected the glucose, methanol, sodium acetate as additional carbon source, researched the influence of different types add carbon source to Biological Aerated Filter effluent quality, the actual operation showed that, adding sodium acetate as carbon source had best treatment effects for this type of waste water.

landfill leachate, Biological Aerated Filter, carbon source, water quality

2015-02-10

张海华(1972- )，男，助理工程师； 郑仁栋(1984- )，男，助理工程师； 马 倩(1984- )，女，工程师

1009-6825(2015)12-0128-02

X703

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