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伴隨國家環(huán)保政策不斷推進以及人們環(huán)保意識不斷提高，對處理后的污水排放要求日益嚴格，尤其是有關(guān)氮的排放。目前很多城市污水處理廠或再生水廠常用的方法是通過外加碳源進行脫氮。傳統(tǒng)的外加碳源多以甲醇、乙酸鈉、 葡萄糖等為主，但傳統(tǒng)碳源存在安全性差、成本高等不足， 限制了其進一步的發(fā)展與應用，在此背景下，新型碳源迎來發(fā)展良機。

1、碳源定義及分類

碳源是用于構(gòu)成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)，行業(yè)內(nèi)常見的分類方式是把碳源分為單一碳源和復合碳源。

單一碳源：只含有一種有效碳源成分的碳源。

復合碳源：由兩種或兩種以上的有效碳源成分組成、有效碳源成分之間須兼容且無化學反應、不存在安全風險的碳源。

2、碳源產(chǎn)業(yè)鏈分析

碳源整個產(chǎn)業(yè)鏈包括原料收運、碳源的加工、運輸和下游使用整個過程。

從碳源原料供應商來看，不同碳源所需原料不同，種類多，來源多樣化，但基本都為采購，很少自產(chǎn)。

從碳源生產(chǎn)企業(yè)來看，由于碳源生產(chǎn)技術(shù)門檻低，參與企業(yè)數(shù)量眾多，基本處于完全競爭態(tài)勢，再加上運輸成本，很少有碳源企業(yè)選擇跨區(qū)域發(fā)展。

從下游用戶來看，主要是污水處理廠(主要可分為工業(yè)污水處理廠、生活污水處理廠、市政污水處理廠)，還有部分再生水廠(相當于污水廠的升級，再生水可用于市政綠化、公園池塘等)以及少量垃圾中轉(zhuǎn)站的垃圾滲濾液處理。

3、影響碳源選擇的因素

據(jù)CMRC市場調(diào)研公司發(fā)現(xiàn)水廠進水水質(zhì)和污水停留時長會影響碳源選擇。其中，關(guān)于水質(zhì)，碳氮比很重要，該指標與地區(qū)、水廠類型、季節(jié)等因素有關(guān)，如果碳氮比>5，水廠可以一年四季不用加碳源，如果碳氮比<5，根據(jù)實際情況會選擇不同的碳源。以地區(qū)因素為例：地區(qū)因素主要影響的是生活污水，北方的碳氮比會比南方低，主要是因為生活習慣不同，北方人習慣飲用高蛋白質(zhì)、脂肪食物，所以生活污水中氮含量比較高，導致碳氮比較低。

4、碳源選擇

目前市場衡量各類型碳源最重要的指標是COD當量(化學需氧量)，處理等量污水時，碳源的COD當量越高，所需投加總量越少。其它衡量指標還包括反硝化速率、反應穩(wěn)定性和污泥產(chǎn)量等。

從歷史上看，單一碳源是應用最久的產(chǎn)品，主要包括乙酸鈉、葡萄糖和甲醇，其中，葡萄糖和甲醇應用相對較少，尤其是甲醇。

?  乙酸鈉：從經(jīng)濟性上看，乙酸鈉市場標價低，同COD當量下價格較貴;從使用效果上看，乙酸鈉反應速率最快，穩(wěn)定性和除氮效果較好，綜合市場表現(xiàn)最好。

?  葡萄糖：從經(jīng)濟性上看，葡萄糖市場標價昂貴，同COD當量下價格相對便宜;從使用效果上看，葡萄糖污泥產(chǎn)量大，污泥處理成本高，市場實際應用少。

?  甲醇：從經(jīng)濟性上看，甲醇市場標價偏高，同COD當量下價格便宜，經(jīng)濟性上較優(yōu);從使用效果上看，甲醇成分單一，易燃易爆，安全風險較高，實際應用少。

而復合碳源市場上一般沒有標準品，都是根據(jù)客戶需求針對性制定。從經(jīng)濟性上來看，復合碳源把主要成分的優(yōu)勢都利用了起來，包括小分子醇類的高COD、乙酸鈉的高反映速率、糖的高微生物吸收性等，達到的結(jié)果是：有機物濃度比較高，COD當量比較大，整體測算下來，投加量大幅減少，同時也縮減了運輸、卸車、儲罐設施成本，綜合成本低，性價比高。從使用效果上看，除氮效果較好，反應速率居中，雖然穩(wěn)定性弱于單一碳源(不影響使用，只需要每批在使用前進行檢測即可)，但復合碳源能被生化污泥中的反硝化細菌利用，不會被絲狀菌等引起污泥過度增長的微生物利用，污泥產(chǎn)量也相對更少。

5、新型碳源

新型碳源按物態(tài)可分為固體碳源和液體碳源，其中固體碳源包括天然纖維素類碳源、人工合成類固體碳源等;液體碳源包括高濃度工業(yè)有機廢水、污泥水解液、餐廚垃圾水解液、果蔬垃圾厭氧發(fā)酵液等。

在新的污水治理理念影響下，以高效、環(huán)保、低廉為主的新型碳源不斷成為各大院校、廠商當下研究的熱點。新型固體碳源存在難以把控、成本較高等問題，以高濃度工業(yè)有機廢水、污泥水解液、餐廚垃圾水解液、果蔬垃圾厭氧發(fā)酵液為代表的新型液體碳源，不僅能高效脫氮，而且還符合廢物資源再利用的理念，但依然存在一些問題限制其廣泛商用，因此未來新型碳源的研究重心更多還是會放在如何廣泛商用上。

總結(jié)

目前使用的傳統(tǒng)碳源或多或少都存在一些問題，隨著環(huán)保政策推進、污水排放要求日益嚴格;加上疫情影響，經(jīng)濟下行，廠商端不得不控制成本，所以當下乃至未來都迫切地需要使用更環(huán)保、更經(jīng)濟的新型碳源。雖然現(xiàn)有的新型碳源大部分仍停留在實驗室階段，實際應用中仍存在各種問題，但其具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點，且研究一直有進展，未來何時能進行大規(guī)模商用值得期待。