不同碳源對生物曝氣濾池出水水質的影響

張海華 鄭仁棟 馬 倩 王 俊 郭州平 周海炳

(杭州市環境集團公司，浙江 杭州 310022)

不同碳源對生物曝氣濾池出水水質的影響

張海華 鄭仁棟 馬 倩 王 俊 郭州平 周海炳

(杭州市環境集團公司，浙江 杭州 310022)

以杭州某垃圾滲濾液處理廠為例，選取了葡萄糖、甲醇、乙酸鈉為外加碳源，研究了不同類型的補充碳源對生物曝氣濾池出水水質的影響，實際運行結果表明，投加乙酸鈉作為補充碳源對該類廢水的處理效果最好。

垃圾滲濾液，生物曝氣濾池，碳源，水質

曝氣生物濾池(BAF)污水處理工藝是20世紀90年代初最先在歐美發展起來的一種新型污水生物處理技術。與傳統生物脫氮工藝相比，它具有同步硝化反硝化(SND)的功能，即可在同一反應器、同一操作條件下實現生物硝化與反硝化的反應動力學平衡[1]。在同步硝化反硝化過程中，碳源的充足與否對細菌的生長好壞、總氮的去除效果起著決定性的作用。目前在國內外，啤酒廢水、淀粉廢水、甲醇殘液、葡萄糖、甲醇、乙酸等都可考慮成為生物脫氮除磷的理想碳源[2]。

杭州某垃圾滲濾液處理廠，采用GZBS工藝運行，廢水經生化處理段后的出水是低碳高氮廢水，而后續深度處理段的BAF主要起以異養微生物為主導的反硝化作用。為保障該系統的反硝化水平，需向其投加碳源。由于外加碳源的類型將會對反硝化微生物產生影響，因此尋找合適的碳源種類對系統的脫氮將有重要的意義。

本文將介紹該垃圾滲濾液處理廠分別選擇葡萄糖、甲醇、乙酸鈉為外加碳源時對系統脫氮性能的影響。

1 材料與方法

1.1 曝氣生物濾池(BAF)的運行情況

長期穩定運行的曝氣生物濾池(BAF)的組成如圖1所示。它包含了同體積缺氧濾池、好氧濾池各一段，運行水溫控制為24 ℃～26 ℃(冬季)、30 ℃～32 ℃(夏季)，C/N質量比控制為4，DO控制為0.5 mg/L(缺氧段)、6.0 mg/L(好氧段)，pH控制為7.5～8，回流比控制為100%。經生化段處理后的廢水(1 500 m3/d)與碳源充分混合后進入曝氣生物濾池(BAF)，在缺氧段、好氧段分別停留9 h，11 h后直接排放。每次改變碳源系統都將先穩定一周以上。

1.2 不同碳源的性質

1)葡萄糖。

葡萄糖(C6H12O6)系自然界分布最廣且最為重要的一種單糖，是一種多羥基醛，熔點83 ℃，粘度隨溫度增高而增大，理論上1 mg葡萄糖對應1.07 mg COD。

2)甲醇。

甲醇(CH3OH)系結構最為簡單的飽和一元醇，為無色透明易燃易揮發的極性液體，熔點為-98 ℃，閃點為11.1 ℃，理論上1 mg甲醇對應1.5 mg COD。

3)乙酸鈉。

乙酸鈉(NaCH2COOH)系無色無味的結晶體，呈堿性，無水乙酸鈉熔點為324 ℃。理論上1 mg乙酸鈉對應0.58 mg COD。

1.3 檢測項目與方法

1)總氮：HACH TN測定儀；

2)生化需氧量：HACH CODCr測定儀。

2 結果與討論

2.1 不同碳源對出水水質的影響

從2012年6月～2013年2月，系統分階段投加0.5 m3/d的20%葡萄糖、0.6 m3/d的甲醇、1.0 m3/d的20%乙酸鈉作為外加碳源，其出水總氮情況、CODCr情況(如圖2,圖3所示)均滿足GB 16889—2008 生活垃圾填埋場污染控制標準表3標準。

但是經研究發現，當碳源不充足時，葡萄糖作為碳源產生的亞硝酸鹽積累嚴重，抑制微生物活性并可導致微生物中毒現象[4]，且由于葡萄糖消耗較慢使得出水COD相對偏高；甲醇作為碳源雖具有運行費用低和污泥產量小的優勢，但當投加甲醇后，系統需要一定的適應期直到甲醇完全富集才能發揮較好效果；而當投加乙酸鈉后硝酸氮的去除可以立即獲得響應[2]。

2.2 技術經濟及可行性分析

從經濟上看，本工程采用的20%葡萄糖市場價約為1 100元/t，純甲醇市場價約為4 000元/t，20%乙酸鈉市場價約為1 100元/t。考慮各碳源日用量分別為0.5 m3(20%葡萄糖)、0.6 m3(甲醇)、1.0 m3(20%乙酸鈉)，相較而言，為達到同等處理效果，所花費的藥劑費用甲醇>20%乙酸鈉>20%葡萄糖。

從處理效果上看，三種碳源去除氮系污染物的能力相當且均滿足處理要求。但在工藝運行時，葡萄糖作為補充碳源時出水易發黑、有粘度、天熱易招引蒼蠅蚊蟲。甲醇作為補充碳源時，處理效果及表觀現象均較好，可是由于甲醇燃點、閃點較低，存儲和運輸均存在安全隱患。乙酸鈉作為補充碳源時，處理效果和表觀現象與甲醇相當，且不存在安全隱患問題。

3 結語

通過比較，本工程最終采用乙酸鈉為系統的補充碳源，以增加系統反硝化速率。相較葡萄糖、甲醇，它具有污泥產率低、反硝化速率高、運行靈活、響應時間短、來源較廣、投加量少、對環境危害性小的特點。

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

[2] 李桂榮，李 雪，許文峰，等.解決城鎮污水處理廠生物脫氮除磷所需碳源不足的方法綜述[J].廣州化工,2011,38(4):149-150.

[3] 張 杰，金洛楠，金嗣紅，等.兩級Fenton—BAF用于垃圾滲濾液深度處理工程[J].中國給水排水,2012,28(20):125-128.

[4] 胡 婷，黃少斌，鄧 康.碳源類型和溫度對BAF脫氮性能影響研究[J].工業用水與廢水,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

張海華(1972- )，男，助理工程師； 鄭仁棟(1984- )，男，助理工程師； 馬 倩(1984- )，女，工程師

1009-6825(2015)12-0128-02

X703

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