全國快遞物流“大面積停運”！碳源供應不及時，汙水廠應該怎麽辦？
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”的消息在朋友圈內风行一时。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。
同樣面臨“藥難購”的還有汙水處理廠。好比，最近就有不少水友在向小編诉苦“碳源紧急”！對此，一家環保藥劑生産企業体现“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熏染，再加上部门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，切合上班條件的生産線員工不足40%，纵然原料到廠了，快遞物流通了，工廠也沒辦法正常生産制品。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偏向上：一是充实利用內碳源；二是通過新工藝、新理論，減少反硝化脫氮對碳源的需求。
內碳源，是指在汙水處理系統中所有可以被利用的碳源，包罗廢水中的可生物降解或難降解有機碳源、活性汙泥微生物死亡或破裂後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，未來的研究偏向將繼續向低成本、低能耗和資源化利用的偏向發展。因此，在當前節能減排的政策引導下，內碳源的開發利用尤爲重要。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，系統在好氧池産生的硝化液進入缺氧池後，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实利用，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。
好比，有水友就曾介紹說，用分段進水的方式處理C/N爲1.12左右的生活汙水時，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。由于工艺结构的特点，分段进水工艺好氧区与缺氧区交替泛起，从而使得好氧区污泥进入下一段缺氧区时，携带的溶解氧会破坏下一段缺氧区的缺氧環境，进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。脈沖式SBR工藝是在傳統SBR工藝的基礎上改進而获得的一種新型工藝，通過改變運作方式使其充实利用進水中的碳源。該工藝通過時間上的分段進水，充实利用進水中的有機物作爲反硝化碳源，節省了曝氣量和外加碳源的投加量。針對差异的低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産生的硝酸鹽充实利用，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。在處理都市垃圾渗滤液时，有人接纳脉冲式SBR工艺，氨氮和TN的去除率划分到达了95.8%和90.0%以上，最终出水氨氮和TN划分低于5.0和15.0 mg/L。需要特別說明的是，由于汙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爲複雜。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後置缺氧反應區和後置快速好氧反應區，如下圖所示。
脫氮過程中，前置好氧區的硝酸鹽進入後置缺氧反應區後，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。在實際汙水處理廠中，如何控制混淆液回流比成爲制約該工藝大規模應用的關鍵因素。近年來，在汙水處理過程中最大限度地減少汙泥産量，即通過技術手段開發剩余汙泥內碳源，實現剩余汙泥在源頭上減量成爲研究熱點，主要技術原理包罗融胞-隱秘生長、解偶聯代謝、維持代謝和微動物捕食。利用剩余汙泥內碳源，使其在汙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，實現了汙泥減量，降低其處置成本。研究讲明，汙泥水解産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。好比，有人將汙泥發酵液作爲碳源補充進入A2/O系統後，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；還有人將含水率爲98%的剩余汙泥通過80℃熱處理90min後，取上清液作爲碳源用于兩段式A/O工藝脫氮反應後，出水能達到排放標准。
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爲研究熱點，主要包罗同時硝化反硝化（SND）、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化（ANAMMOX）等。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。與以往接纳的工藝相比，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，難以大範圍內推廣。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的转化，直接进行反硝化脱氮反映，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，減少産泥量等優點。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。ANAMMOX則是在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌將NO2-—N作爲電子受體把氨氮氧化爲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作爲電子受體氧化氨氮。與傳統的脫氮工藝相比，ANAMMOX被認爲是處理低C/N廢水高效和節能的要领，已被廣泛用于處理各類含氮廢水，包罗汙泥消化液、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门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。
