微生物生長所必需的營養(yǎng)元素——碳源已被廣泛應用于生物脫氮除磷、反硝化、異養(yǎng)菌代謝等過程中，而碳源已成為傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝的控制因素。在中國，有相當一部分污水處理廠的進水，都存在碳源不足，導致出水除磷效果不佳。所以，有效解決城市污水處理廠碳源不足的問題，是提高污水脫氮除磷效率，達到達標排放的有效途徑。

　　本文擬從城市污水處理廠內(nèi)、外碳來源兩個方面，分析其開發(fā)與利用。

　　1內(nèi)碳源

　　內(nèi)碳來源是指在污水處理系統(tǒng)中存在的碳源。將污水中的溶解性有機物(初沉污泥)與活性污泥微生物死亡或破裂后自溶釋放出的基體，將污水中的顆粒態(tài)慢速降解有機物(初沉污泥)與微生物死亡后自溶釋放。隨著中國節(jié)能減排的環(huán)境政策的引導，對內(nèi)碳資源的有效開發(fā)利用就顯得尤為迫切。不僅能減少廢物排放，而且能有效提高生物脫氮除磷效果，可謂一舉兩得。

　　1.1再入水。

　　又稱分段式活性污泥法，對污水進行簡單的物理處理，直接進入生物池。初期多點進水的目的在于減少池內(nèi)需氧、氧的差值，從而達到節(jié)約能源的目的。當前使用這一方法的目的，一方面是增加脫氮除磷段的碳源，另一方面是污泥回流和硝化液回流中殘留的溶氧，優(yōu)化脫氮除磷的反應環(huán)境，從而提高處理效果。這一運營模式目前已逐漸被部分新建、改擴建污水廠所青睞，如鄭州市新建的某污水處理廠采用多點進水改造UCT工藝，排放標準執(zhí)行一級A排放標準。

　　相對于提高處理效果而言，這類運行方式增加了進水點數(shù)，增加了構(gòu)筑物池容和管道系統(tǒng)，這無疑會給系統(tǒng)帶來比較復雜、反應池容量和建設投資的增加，運行管理難度加大等問題，相對于提高處理效果來說，這些弊端也是可以忽略的。
                                                                                                                   

　　1.2合理地設置初沉池。

　　一般地說，初沉池是設于沉砂池后的又一重要物理法處理單元。它的作用是進一步去除沉砂池中較細的無機顆粒，可以去除10%~20%的有機物，同時，在一定程度上實現(xiàn)水解酸化，從而減少后續(xù)生物處理單元的負荷，對改善處理效果有重要意義。但在設置初沉池的同時，也帶來了后續(xù)脫氮除磷處理階段碳源量較少的問題，特別是對某些入水低C/N的污水廠而言，碳源不足的矛盾將更為突出。這樣的討論，無疑使關(guān)于初沉池的設定陷入進退兩難的窘境。業(yè)界對于是否取消初沉池的討論也是眾說紛紜。根據(jù)作者的調(diào)查了解，目前初沉池的設置大致分為三種：

　　(1)直接取消初始沉池。現(xiàn)階段有不少污水廠(如現(xiàn)階段比較流行的延時曝氣氧化溝工藝)，是污水經(jīng)沉淀池后，直接進入生物池。該方法的優(yōu)點是可以減少初沉池建設投資，簡化處理流程，對緩解建設單位資金、占用土地等規(guī)劃壓力有積極作用。作者認為這種方法對進水SS濃度較低、波動性較小的污水廠無疑是一個很好的選擇。

　　(2)為了解決脫氮除磷系統(tǒng)中有機碳源不足的問題，可以在初沉池連接處設置超沉管，由實際進水情況決定是否取消初沉池。作者認為這種方式比較適合于進水SS濃度波動較大的污水廠。也就是說，在進水SS濃度較高時，開啟初沉池進一步降低SS；在低進水SS濃度下，開啟超越管超越初沉池，降低有機物的損失。以提高后處理工藝中有機碳源的含量。

　　(3)降低初沉池的水力停留時間。一般情況下，初沉池的水動力停留時間為1~2h，有專家建議將初沉池的水動力停留時間降低到0.5~1h，或適當提高初沉池的水力停留時間，在一定程度上緩解了初沉池取消后的一系列弊端。

　　三種方式各有千秋，需要設計、施工單位根據(jù)進水實際及具體施工條件，對其進行合理設計與建設。

　　1.3增加厭氧水解酸化池。

　　對脫氮除磷工藝進行改進，目前普遍采用的是在脫氮除磷反應器前加入?yún)捬跛馑峄?。厭氧水解酸化期，大分子有機物轉(zhuǎn)變成單組分，分泌到細胞外，其主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(VolatileFattyAcids,VFAs)、醇類、乳酸等。減少污水有機負荷，改善了污水的可生化性能，提高了后續(xù)處理的效率。在實驗室范圍內(nèi)，梁存珍等[2]采用水解酸化-反硝化-硝化復合工藝，進行了土霉素廢水的連續(xù)處理。

　　反硝化率由0.31kg/m32m3/d提高到0.45kg/m3/d，提高了45.2%。這些研究成果為實際工程的推廣應用提供了強有力的技術(shù)支持。例如鄭州市某污水處理廠在氧化溝前設置了一個前置缺氧池(前置反硝池)和厭氧池，10%進水直接進入前置缺氧池，為回流污泥提供脫氮所需碳源。高分子材料和難降解材料向聚磷菌提供碳源，使其易于降解。改進后的氧化溝和A2/O改造等都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，已有一些新建、改擴建的污水處理廠也積極采用了這種方法，并取得了良好的治理效果。

研究表明，在低濃度城市污水中，采用水解酸化工藝進行生物脫氮，可使反硝化段補充一定量碳源，有效提高脫氮效果。綜合考慮水解池的建設運行成本和部分區(qū)域污水的實際情況，還需綜合處理效果、經(jīng)濟成本等因素，因地制宜確定運行工藝和工藝條件。