碳源（carbonsource）是可為污（廢）水生化處理系統的微生物生長(cháng)代謝提供營(yíng)養物的含碳元素化合物。碳源分為單一碳源和復合碳源，單一碳源是只含有一種有效碳源成分的碳源。復合碳源是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(wú)化學(xué)反應、不存在安全風(fēng)險的碳源。
一、碳源的技術(shù)要求
1、用于生產(chǎn)單一碳源和復合碳源的有效碳源成分應符合已發(fā)布的國家標準、行業(yè)標準的質(zhì)量要求和有關(guān)規定，其安全要求按照GB 12268-2012執行，
2、碳源生產(chǎn)工藝宜采用國家鼓勵的先進(jìn)技術(shù)工藝，不應使用國家或有關(guān)部門(mén)發(fā)布的淘汰或禁止的技術(shù)、工藝或材料，不得超越范圍選用限制使用的材料生產(chǎn)。
3、以不危及自身或他人健康和安全的方式進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)和復配，碳源產(chǎn)品應穩定，無(wú)后續化學(xué)反應。
4、液體單一碳源產(chǎn)品為無(wú)色或微黃色透明液體，不得有與產(chǎn)品原料氣味不相符的氣味。固體產(chǎn)品為無(wú)色透明或白色結晶粉末或結晶顆粒，無(wú)臭無(wú)異味，無(wú)肉眼可見(jiàn)雜質(zhì)，溶于水。復合碳源產(chǎn)品為無(wú)色至棕黃色透明液體，不得有與產(chǎn)品配方中碳源有效成分不相符的氣味。
5、污（廢）水處理用碳源產(chǎn)品按本文件規定的試驗方法檢測應符合表1要求。
二、常用碳源選擇
目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生物質(zhì)碳源及污泥水解上清液等。在使用過(guò)程中，需要根據實(shí)際工程情況選擇合適的碳源。
1、甲醇
甲醇作為外碳源具有運行費用低和污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢，在甲醇碳源不足時(shí)，存在亞硝酸鹽積累的現象。以甲醇為碳源時(shí)的反硝化速率比以葡萄糖為碳源時(shí)快3倍，其最佳碳氮比（COD：氨氮）為 2.8～3.2 。
但甲醇作為外加碳源時(shí)，有以下3點(diǎn)問(wèn)題需關(guān)注：
① 甲醇易燃，為甲類(lèi)?；?，儲存和使用均有嚴格要求。特別是其儲存需報當地公安部門(mén)備案審批，手續繁瑣。
② 微生物對甲醇的響應時(shí)間較慢，甲醇并不能被所有微生物利用，當甲醇用于污水處理廠(chǎng)應急投加碳源時(shí)效果不佳；
③ 甲醇具有一定的毒害作用，將甲醇作為長(cháng)期碳源，對尾水的排放也會(huì )造成一定的影響。
2、乙酸鈉
乙酸鈉的優(yōu)點(diǎn)在于它能立即響應反硝化過(guò)程，可作為水廠(chǎng)應急處置時(shí)使用。
乙酸鈉由于是小分子有機酸鹽的原因，反硝化菌易于利用，脫氮效果是最好的。通過(guò)實(shí)驗發(fā)現，碳氮比在4.6時(shí)，可以達到穩定的脫氮效果，而且它的水解物為小分子有機物，能容易被微生物降解，反硝化響應時(shí)間快，而且無(wú)毒，能作為應急碳源。但是，它價(jià)格較貴，產(chǎn)泥率高，對污水廠(chǎng)的污泥處置會(huì )帶來(lái)了一定的壓力。
使用乙酸鈉要考慮以下3點(diǎn)：
① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體，由于當量COD低，運輸費用高，不能遠距離運輸。
② 產(chǎn)泥量大，污泥處理費用增加；
③ 價(jià)格較為昂貴，污水處理廠(chǎng)大規模投加乙酸鈉幾乎不可能。
3、乙酸
乙酸作為碳源，與乙酸鈉類(lèi)同。但作為工業(yè)化產(chǎn)品，用做碳源確實(shí)浪費。
但其弊端有四點(diǎn)：
① 乙酸為乙類(lèi)?；?，也是揮發(fā)性酸，是大氣污染VOC的重要組成部分，環(huán)保部門(mén)監管多，儲存條件要求高。
② 多數污水處理廠(chǎng)遠離乙酸廠(chǎng)，運輸費用高，不能遠距離運輸。
③ 乙酸代謝后的氫離子有降低出水pH的可能。
④ 乙酸價(jià)格市場(chǎng)變化大，高價(jià)時(shí)做碳源價(jià)格昂貴，將乙酸應用于污水處理廠(chǎng)的大規模投加幾乎不可能。
4、糖類(lèi)
糖類(lèi)外加碳源中，以面粉、蔗糖、葡萄糖為主，由于葡萄糖是最簡(jiǎn)單的糖，所以目前研究比較多。當碳源充足時(shí)，以葡萄糖為碳源的最佳碳氮比較甲醇為碳源時(shí)高得多，為 6∶1～7∶1。碳源對硝氮的比還原速率幾乎沒(méi)有影響，但是對亞硝氮的比積累速率影響較大，在研究中發(fā)現只有葡萄糖作為外加碳源時(shí)對亞硝氮的比累積速率沒(méi)有影響。
以葡萄糖為代表的糖類(lèi)物質(zhì)作為外加碳源使得脫氮效果良好，可是，糖類(lèi)作為多分子化合物，容易引起細菌的大量繁殖，導致污泥膨脹，增加出水中COD的值，影響出水水質(zhì)，同時(shí)，與醇類(lèi)碳源相比，糖類(lèi)物質(zhì)更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現象。
但其弊端有二點(diǎn)：
① 需要現場(chǎng)配置成溶液，勞動(dòng)強度大，投加精準性差，大型污水處理廠(chǎng)無(wú)法使用。
② 工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格貴。
5、生物質(zhì)碳源
隨著(zhù)污水脫氮要求的提高，新興起專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)碳源的企業(yè)，他們通過(guò)生物工程原理，對一些糖類(lèi)、農產(chǎn)品廢料等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)無(wú)毒無(wú)害的生物制品，主要組分是小分子有機酸、醇類(lèi)、糖類(lèi)。其較單一的化學(xué)品更容易被微生物利用，其使用成本比單一化學(xué)品便宜，具備極高的性?xún)r(jià)比。
但其弊端：
① 產(chǎn)品的穩定性待提高，使用前需對每批次產(chǎn)品當量COD進(jìn)行檢測。
6、污泥水解上清液
生物轉化揮發(fā)酸VFA 來(lái)源于污泥水解的上清液，由于水解所產(chǎn)生的 VFA 擁有很高的反硝化速率，碳源可以直接由污水廠(chǎng)內部提供，在污泥減容的同時(shí)還減少了碳源運輸方面的問(wèn)題，所以它是目前比較有優(yōu)勢的碳源。
對于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的結論有很多，但總體認為它作為反硝化脫氮系統的碳源是一種很有價(jià)值的方法?？墒?，對于不同的污泥，不同的水解條件，所產(chǎn)生的VFA 的組分有較大的差別，而由于組分不同，又能引起反硝化速率的不同（這也是為何很多研究不一致的原因），所以，如何將污泥水解的產(chǎn)物VFA統一化研究應用，還是一個(gè)比較大的難題。
除此以外，若直接將水解污泥作為外碳源，還要考慮到污泥水解過(guò)程中氮磷的釋放問(wèn)題，這部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中，勢必會(huì )增加污水處理廠(chǎng)的氮磷負荷，如何解決這個(gè)問(wèn)題，是利用污泥水解液的另一大難題。
三、碳源投加量的計算思路
1、工藝的判斷
很多小伙伴對于碳源的投加認知，還停留在初學(xué)階段，只認識CNP比100：5：1，CN比控制在4-6，但是，這些比例到底啥時(shí)候用？啥工藝用呢？可能分不清楚！所以，碳源投加首先必須分清楚自己是什么工藝！除碳？脫氮？除磷？還是脫氮除磷？
如何區分？
很簡(jiǎn)單！記住這幾個(gè)判斷點(diǎn)：除碳工藝就是單純的曝氣（例如單純的曝氣池、單純的MBR、接觸氧化、經(jīng)典SBR等）；脫氮是經(jīng)歷的缺氧和好氧的交替（例如AO帶內回流，氧化溝、AAO等）；除磷是經(jīng)歷的厭氧與好氧的交替（AO不帶內回流、AAO、氧化溝等）；脫氮除磷是經(jīng)歷了厭氧、缺氧、好氧環(huán)境的交替（AAO、氧化溝等）。
脫氮工藝碳源一定要投加到缺氧池進(jìn)口，除磷工藝碳源一定是投加到厭氧池進(jìn)口！脫氮除磷工藝可以分布投加！
除碳工藝為什么加碳源？
這里必須啰嗦幾句，要不等理解計算后會(huì )有疑問(wèn)，除碳工藝不只是除COD，還協(xié)同除氮除磷，就如同筆者顏胖子雖然看著(zhù)很帥，其實(shí)，心靈也是很美的！所以，除碳工藝中你只要負責把這幾個(gè)營(yíng)養比例配齊就行了，本文是碳源投加，設定的是N、TP充足的情況下，但在正常情況下，TP往往太多了，實(shí)際上不會(huì )以TP的數值去配平的，這一點(diǎn)要關(guān)注一下！
2、營(yíng)養比例的選擇
分清自己是什么工藝之后，就要選著(zhù)營(yíng)養比例了！
除碳工藝：CNP比100：5：1
脫氮工藝：CN比4-6，取中間值5
除磷工藝：CP比15：1
3、碳的數值選擇
很多同行對碳源計算使用COD還是BOD比較疑惑，個(gè)人的思路是工程中使用COD計算，這樣就有一個(gè)余量的緩沖，不至于碳源投加的過(guò)量，既然一切為實(shí)際服務(wù)，那什么情況下計算都選擇COD是錯不了的！
所以，選擇COD還是BOD？
那就COD吧！
4、氮的數值選擇
對于氮的數值選擇，大部分小伙伴是分不清的，也常常忽略這一點(diǎn)！
記住一點(diǎn)！
除碳工藝選擇TKN（凱氏氮，氨氮+有機氮的值），不過(guò)對于市政污水，沒(méi)有工業(yè)廢水混合的情況下，有機氮很少的，可以直接用氨氮，反正你自己的來(lái)水有沒(méi)有有機氮自己清楚，自己判斷！
脫氮工藝選擇TN（總氮，氨氮+硝態(tài)氮+有機氮的值），為什么除碳工藝沒(méi)有硝態(tài)氮，這里說(shuō)清楚一下，大家理解后就能記住了，因為單純的除碳工藝，微生物無(wú)法利用硝態(tài)氮代謝（合成+分解）只能利用氨氮，而硝態(tài)氮對于脫氮工藝的反硝化階段恰恰是必須的電子受體（受氫體）！
5、 磷的數值選擇
沒(méi)什么好說(shuō)的，數值多少就是多少！不過(guò)前面說(shuō)過(guò)TP一般過(guò)量，這個(gè)數值不用！
6、單位換算
對于碳源投加的計算，我一直強調其實(shí)就是單位的換算，這一步，很多小伙伴會(huì )算出錯，這個(gè)考驗的是高中的物理知識。
不過(guò)，筆者顏胖子把換算過(guò)程寫(xiě)下來(lái)，記住這個(gè)比例以后就不會(huì )出錯了
1PPM=1mg/L=1g/m^3=0.001kg/m^3
7、通用公式
平常碳源投加公式都不詳細且不統一，本文給大家統一一下：
1、除碳工藝：
X=進(jìn)水量*（20*N差值1-C差值）/碳源COD當量
其中:
X——除碳工藝碳源投加量
N差值1——進(jìn)水氨氮（或TKN）-排放要求的氨氮
C差值——進(jìn)水COD-出水COD
2、脫氮工藝：
Y=進(jìn)水量*（5*N差值2-C差值）/碳源COD當量
其中:
Y——脫氮工藝碳源投加量
N差值2——進(jìn)水TN-排放要求的TN
C差值——進(jìn)水COD-出水COD
3、除磷工藝：
Z=進(jìn)水量*（15*TP差值-C差值）/碳源COD當量
其中:
Z——除磷工藝碳源投加量
TP差值——進(jìn)水TP-排放要求的TP
C差值——進(jìn)水COD-出水COD
脫氮除磷工藝：
W=進(jìn)水量*（5*N差值2+15*TP差值-C差值）/碳源COD當量
其中:
W——脫氮除磷工藝碳源投加量
N差值2——進(jìn)水TN-排放要求的TN
TP差值——進(jìn)水TP-排放要求的TP
C差值——進(jìn)水COD-出水COD
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