王瀚卿， 姜 威， 王連杰， 張 麟

（天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團股份有限公司，天津 300381）

污水處理硝化反硝化脫氮中，硝化細菌在好氧段起到硝化作用。硝化菌包括亞硝化菌與硝化菌，亞硝化菌能將廢水中的氨氮轉化為亞硝酸鹽，硝化菌又將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽。反硝化作用則發(fā)生在缺氧段，由反硝化菌將硝酸鹽轉化為N2，起到污水脫氮作用[1]。利用硝化反硝化菌進行的硝化反硝化是最經濟、最合理、對環(huán)境污染最小的方法，目前在污水處理領域被廣泛采用。缺氧段的反硝化對脫氮至關重要，而反硝化過程中需要電子供體，電子供體的來源是碳源，也就是各種能為微生物生長代謝作用提供細胞碳架的有機物。目前用于污水處理廠外加碳源種類很多比如：甲醇、30%乙酸鈉以及COD當量高的廢液等[2]。

污水處理廠提標改造對出水的總氮要求也越來越高，城鎮(zhèn)污水廠的外加碳源支出也隨之增加。因此近年來各種碳源的開發(fā)也成為了行業(yè)熱點，比如：利用天然纖維素作為固體碳源[3]，認為天然纖維素因含有豐富的碳原子能滿足微生物對電子供體的需求，同時天然纖維素又可以作為反硝化細菌的生長載體并利用多種預處理方式[4]使天然纖維素降解并釋放COD，成為可更好利用的碳源；也有利用糖類作為新型碳源[5]。

由于污泥對乙酸鈉表現出自適應性[6]，為評價一未知糖漿作為碳源的可行性，以乙酸鈉作為參照，以污水廠缺氧段為基礎，利用呼吸速率儀進行快速評價。

1 試驗材料與方法

1.1 待評價碳源

未知糖漿為密度1.37 g/cm3的深棕色粘稠甜味液體，COD為14.7×104mg/L，TN為5 600 mg/L；配置成20%水溶液時依然呈棕色且不透明，需用力搖晃才可溶解。

1.2 試驗方法

1）取 3 份 1 L 缺氧段水樣置于 3 個標記為 1 號、2號、3號的1 L燒杯中。

2）在 3 個燒杯中分別加入 10 mL 的 1 000 mg/L 總氮標液，相當于添加了10 mg 總氮。

3）1 號燒杯中取出600 mL 水樣置于帶磁力攪拌子的1 號燒瓶中，取其上清液測定COD 與TN；在2 號燒杯中加入0.2 mL 乙酸鈉，乙酸鈉原液COD 為23×104mg/L，分攪拌混合均勻后取出600 mL 置于帶磁力攪拌子的2 號燒瓶中，取其上清液測定COD 與TN；在3 號燒杯中加入0.27 mL20%糖漿，充分攪拌混合均勻后取出600 mL 置于帶磁力攪拌子的3 號燒瓶中，取其上清液測定COD與TN。

4）將3個燒瓶置于30 ℃常壓水浴中，在磁力攪拌下用洛克泰克微生物降解呼吸速率儀分別測定產氣量，繪制其產氣速率圖。

5）2 h后停止攪拌，分別測定3個燒瓶中的上清液的COD與TN。

2 試驗結果

記錄3 個樣品反應前后 COD 與TN，計算COD 和TN的去除率。見表1。

表1 COD與TN的去除率

利用呼吸速率儀實時記錄缺氧段產氣情況，對比三者在缺氧段的反應效果。見表2和圖1。

表2 缺氧段累計產氣量

圖1 缺氧停留產氣速率

3 結果分析

1）由圖1看出，投加糖漿的3號樣品與原水的1號樣品在缺氧環(huán)境下30 min 便基本停止產氣，也就是基本停止了反硝化。3 號投加糖漿的樣品與1 號原水樣品反硝化脫氮反應停止得太早，脫氮后均未能達到DB 12 599—2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中A 類出水的總氮指標10 mg/L，初步判斷此未知糖漿并不是合格的碳源。

2）未知糖漿的樣品因自身帶有氮源，使得3 號樣品反應后的TN 與未投加碳源的1 號原水樣品基本無差別，表明在缺氧環(huán)境下3 號投加糖漿的樣品反硝化去除的氮有一部為糖漿自身的氮，這也可以解釋為何3號樣品TN去除率會比1號樣品。

3）3 號樣品反應后的 COD 比 1 號樣品高，很可能是加入的未知糖漿COD未被去除。

4）乙酸鈉的加入對去除COD和TN都有顯著效果。

4 結論

目前大多數的城鎮(zhèn)污水廠都面臨碳源不足的問題，外加碳源成為熱點，評價一款新型的碳源，除了對COD 當量有要求，還應對其引入的難去除COD 及TN進行評價，好的碳源應易被微生物利用、低TN 引入、低COD殘留。

本試驗利用呼吸速率儀以原水及乙酸鈉做參考，通過模擬缺氧硝酸鹽降解試驗2 h 左右，監(jiān)測缺氧停留期間的產氣情況，間接的監(jiān)測了缺氧的反硝化反應并通過反硝化反應的脫氮量及反應時間能快速便捷的得出碳源對缺氧反硝化作用的影響程度，以此提高對碳源的評價效率。