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全國快遞物流“大面積停運”！碳源供應不及時，污水廠應該怎么辦？

2022年12月28日

“好不容易買到藥了，快遞物流卻停了......”近日，有關快遞物流“大面積停運”的消息在朋友圈內不脛而走。

經小編了解發現，確有多家快遞物流受“兩道杠”影響而暫且處于歇業狀態，僅有順豐、京東等公司還在營業中。

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同樣面臨“藥難購”的還有污水處理廠。比如，最近就有不少水友在向小編抱怨“碳源告急”！

對此，一家環保藥劑生產企業表示“無奈”，我們的壓力也很大：

一方面，參與物流貨運的人員大面積感染，再加上部分地區的物流業務暫停或者放緩，原料運不進來，碳源送不出去；

另一方面，符合上班條件的生產線員工不足40%，即使原料到廠了，快遞物流通了，工廠也沒辦法正常生產成品。

那么，如何解決脫氮除磷所需碳源不足的問題？

就目前及未來一段時間的形勢來看，一如既往地依賴外加碳源，顯然是有風險的。

因此，我們需要把目光轉向另外兩個方向上：一是充分利用內碳源；二是通過新工藝、新理論，減少反硝化脫氮對碳源的需求。

方向一

充分利用內碳源

內碳源，是指在污水處理系統中所有可以被利用的碳源，包括廢水中的可生物降解或難降解有機碳源、活性污泥微生物死亡或破裂后釋放出來的可被利用的碳源。

隨著生物脫氮技術的深入研究，未來的研究方向將繼續向低成本、低能耗和資源化利用的方向發展。

因此，在當前節能減排的政策引導下，內碳源的開發利用尤為重要。

1、缺氧好氧分段進水工藝

缺氧好氧分段進水工藝是廣泛研究的生物脫氮工藝，如下圖所示。

圖源/網絡：缺氧好氧分段進水工藝

該工藝進水分批進入各缺氧池，系統在好氧池產生的硝化液進入缺氧池后，直接利用原水中的碳源進行反硝化作用，從而實現原水中碳源的充分利用，無需硝化液回流，減少了工藝的運行費用，達到高效脫氮的目的。

比如，有水友就曾介紹說，用分段進水的方式處理C/N為1.12左右的生活污水時，系統可通過好氧段同步硝化內源反硝化實現75.3%的TN去除率。

客觀地來說，缺氧好氧分段進水工藝具有以上優點的同時，也存在著不足。

由于工藝結構的特點，分段進水工藝好氧區與缺氧區交替出現，從而使得好氧區污泥進入下一段缺氧區時，攜帶的溶解氧會破壞下一段缺氧區的缺氧環境，進而造成異養菌和反硝化菌競爭可快速降解的碳源，使原水中的碳源不能夠被有效利用，脫氮效率下降。

2、脈沖式SBR工藝

脈沖式SBR工藝是在傳統SBR工藝的基礎上改進而得到的一種新型工藝，通過改變運作方式使其充分利用進水中的碳源。

該工藝通過時間上的分段進水，充分利用進水中的有機物作為反硝化碳源，節省了曝氣量和外加碳源的投加量。

針對不同的低C/N廢水，分別調節各段進水流量，使得進水中的碳源被前次進水產生的硝酸鹽充分利用，從而減少剩余碳源對好氧自養硝化菌的抑制作用，達到高效脫氮的目的。

在處理城市垃圾滲濾液時，有人采用脈沖式SBR工藝，氨氮和TN的去除率分別達到了95.8%和90.0%以上，最終出水氨氮和TN分別低于5.0和15.0 mg/L。

需要特別說明的是，由于污水處理廠水中進水有機物和含氮量處于一個動態變化的過程，目前該技術還達不到精確控制碳源的添加量，使得進水流量控制較為復雜。

3、Bardenpho工藝

Bardenpho工藝是在A/O工藝基礎上的一種演變，即在A/O工藝流程中增加一個后置缺氧反應區和后置快速好氧反應區，如下圖所示。

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圖源/網絡：Bardenpho工藝

脫氮過程中，前置好氧區的硝酸鹽進入后置缺氧反應區后，由于進水碳源不足，反硝化菌利用內碳源將硝酸鹽還原成氮氣，提高了整個處理系統脫氮效率。

在實際污水處理廠中，如何控制混合液回流比成為制約該工藝大規模應用的關鍵因素。

一方面，大量硝酸鹽溶液通過外回流進入缺氧區，弱化聚磷菌的釋磷反應；
另一方面，后置缺氧區碳源往往不足，而內碳源脫氮效果有限，難以實現真正意義上的完全脫氮。

4、剩余污泥內碳源強化脫氮

近年來，在污水處理過程中最大限度地減少污泥產量，即通過技術手段開發剩余污泥內碳源，實現剩余污泥在源頭上減量成為研究熱點，主要技術原理包括融胞-隱秘生長、解偶聯代謝、維持代謝和微動物捕食。

利用剩余污泥內碳源，使其在污水處理廠內部進行循環利用。

一方面能強化脫氮過程，使其資源化；另一方面內碳源被消耗，實現了污泥減量，降低其處置成本。

研究表明，污泥水解產物中含有大量易被反硝化菌利用的有機物，可替代生物脫氮系統外加的有機碳源。

比如，有人將污泥發酵液作為碳源補充進入A2/O系統后，TN的去除率從69.1%上升至80.1%，其脫氮效果優于乙酸、丙酸和甲醇；

還有人將含水率為98%的剩余污泥通過80℃熱處理90min后，取上清液作為碳源用于兩段式A/O工藝脫氮反應后，出水能達到排放標準。

方向二

新型脫氮技術

由于進水C/N偏低，其自身供給的碳源難以滿足反硝化脫氮的需求，這使得利用現有碳源在處理廢水時遇到較大的困難。

因此，針對低碳氮比廢水處理的新工藝逐漸成為研究熱點，主要包括同時硝化反硝化（SND）、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化（ANAMMOX）等。

1、同時硝化反硝化（SND）

SND指的是在同樣的運行條件和裝置中實現反硝化和硝化反應。與以往采取的工藝相比，SND有利于減少反硝化反應所需的碳源量、減小缺氧池容積等。

但是其影響因素較多，控制難度大，難以大范圍內推廣。

2、短程硝化反硝化

短程硝化反硝化技術是將硝化反應控制在NO₂^-—N階段，不進行NO₂^-—N至NO₃^-—N的轉化，直接進行反硝化脫氮反應，如下圖所示。

圖源/網絡：短程硝化反硝化技術

對比于以往的硝化反硝化技術，短程硝化反硝化具有減少曝氣量，降低脫氮碳源需求量，減少產泥量等優點。

其在經濟上和技術上均具有較高的可行性，特別是應用于處理高氨氮濃度和低C/N廢水。

3、厭氧氨氧化（ANAMMOX）

ANAMMOX則是在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌將NO₂^-—N作為電子受體把氨氮氧化為N2的過程。

ANAMMOX反應在完全厭氧的條件下進行，無需供給氧氣，而且反應是以NO₂^-—N作為電子受體氧化氨氮。

與傳統的脫氮工藝相比，ANAMMOX被認為是處理低C/N廢水高效和節能的方法，已被廣泛用于處理各類含氮廢水，包括污泥消化液、垃圾滲濾液、味精廢水、制藥廢水、豬場廢水和光電工廠廢水。

值得一提的是，雖然ANAMMOX反應在生物脫氮方面具有較多的優點，由于厭氧氨氧化菌的生長底物NO₂^-—N是ANAMMOX的限制性因子，且ANAMMOX工藝的最終出水仍含有一部分NO₃^-—N。

此外，厭氧氨氧化菌抗負荷能力弱，對溫度控制方面要求較高。

資料圖片來源：網絡

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