伴随国家环保政策不断推进以及人们环保意识不断提高，对处理后的污水排放要求日益严格，尤其是有关氮的排放。目前很多城市污水处理厂或再生水厂常用的方法是通过外加碳源进行脱氮。传统的外加碳源多以甲醇、乙酸钠、 葡萄糖等为主，但传统碳源存在安全性差、成本高等不足， 限制了其进一步的发展与应用，在此背景下，新型碳源迎来发展良机。

1、碳源定义及分类

碳源是用于构成微生物细胞和代谢产物中碳素来源的营养物质，行业内常见的分类方式是把碳源分为单一碳源和复合碳源。

单一碳源：只含有一种有效碳源成分的碳源。

复合碳源：由两种或两种以上的有效碳源成分组成、有效碳源成分之间须兼容且无化学反应、不存在安全风险的碳源。

2、碳源产业链分析

碳源整个产业链包括原料收运、碳源的加工、运输和下游使用整个过程。

从碳源原料供应商来看，不同碳源所需原料不同，种类多，来源多样化，但基本都为采购，很少自产。

从碳源生产企业来看，由于碳源生产技术门槛低，参与企业数量众多，基本处于完全竞争态势，再加上运输成本，很少有碳源企业选择跨区域发展。

从下游用户来看，主要是污水处理厂(主要可分为工业污水处理厂、生活污水处理厂、市政污水处理厂)，还有部分再生水厂(相当于污水厂的升级，再生水可用于市政绿化、公园池塘等)以及少量垃圾中转站的垃圾渗滤液处理。

3、影响碳源选择的因素

据CMRC市场调研公司发现水厂进水水质和污水停留时长会影响碳源选择。其中，关于水质，碳氮比很重要，该指标与地区、水厂类型、季节等因素有关，如果碳氮比>5，水厂可以一年四季不用加碳源，如果碳氮比<5，根据实际情况会选择不同的碳源。以地区因素为例：地区因素主要影响的是生活污水，北方的碳氮比会比南方低，主要是因为生活习惯不同，北方人习惯饮用高蛋白质、脂肪食物，所以生活污水中氮含量比较高，导致碳氮比较低。

4、碳源选择

目前市场衡量各类型碳源最重要的指标是COD当量(化学需氧量)，处理等量污水时，碳源的COD当量越高，所需投加总量越少。其它衡量指标还包括反硝化速率、反应稳定性和污泥产量等。

从历史上看，单一碳源是应用最久的产品，主要包括乙酸钠、葡萄糖和甲醇，其中，葡萄糖和甲醇应用相对较少，尤其是甲醇。

Ø  乙酸钠：从经济性上看，乙酸钠市场标价低，同COD当量下价格较贵;从使用效果上看，乙酸钠反应速率最快，稳定性和除氮效果较好，综合市场表现最好。

Ø  葡萄糖：从经济性上看，葡萄糖市场标价昂贵，同COD当量下价格相对便宜;从使用效果上看，葡萄糖污泥产量大，污泥处理成本高，市场实际应用少。

Ø  甲醇：从经济性上看，甲醇市场标价偏高，同COD当量下价格便宜，经济性上较优;从使用效果上看，甲醇成分单一，易燃易爆，安全风险较高，实际应用少。

而复合碳源市场上一般没有标准品，都是根据客户需求针对性制定。从经济性上来看，复合碳源把主要成分的优势都利用了起来，包括小分子醇类的高COD、乙酸钠的高反映速率、糖的高微生物吸收性等，达到的结果是：有机物浓度比较高，COD当量比较大，整体测算下来，投加量大幅减少，同时也缩减了运输、卸车、储罐设施成本，综合成本低，性价比高。从使用效果上看，除氮效果较好，反应速率居中，虽然稳定性弱于单一碳源(不影响使用，只需要每批在使用前进行检测即可)，但复合碳源能被生化污泥中的反硝化细菌利用，不会被丝状菌等引起污泥过度增长的微生物利用，污泥产量也相对更少。

5、新型碳源

新型碳源按物态可分为固体碳源和液体碳源，其中固体碳源包括天然纤维素类碳源、人工合成类固体碳源等;液体碳源包括高浓度工业有机废水、污泥水解液、餐厨垃圾水解液、果蔬垃圾厌氧发酵液等。

在新的污水治理理念影响下，以高效、环保、低廉为主的新型碳源不断成为各大院校、厂商当下研究的热点。新型固体碳源存在难以把控、成本较高等问题，以高浓度工业有机废水、污泥水解液、餐厨垃圾水解液、果蔬垃圾厌氧发酵液为代表的新型液体碳源，不仅能高效脱氮，而且还符合废物资源再利用的理念，但依然存在一些问题限制其广泛商用，因此未来新型碳源的研究重心更多还是会放在如何广泛商用上。

总结

目前使用的传统碳源或多或少都存在一些问题，随着环保政策推进、污水排放要求日益严格;加上疫情影响，经济下行，厂商端不得不控制成本，所以当下乃至未来都迫切地需要使用更环保、更经济的新型碳源。虽然现有的新型碳源大部分仍停留在实验室阶段，实际应用中仍存在各种问题，但其具有环保、成本低等优点，且研究一直有进展，未来何时能进行大规模商用值得期待。