收藏！污水處理中外部碳源投加量簡易計算方法！
多段(duan)(duan)活性污(wu)泥法(fa)脫氮(dan)工藝將氧化(hua)(hua)去(qu)除BOD5?硝化(hua)(hua)?反(fan)硝化(hua)(hua)分別在幾(ji)段(duan)(duan)反(fan)應(ying)(ying)池(chi)中單獨(du)進行。先(xian)氧化(hua)(hua)去(qu)除BOD5，再(zai)進行硝化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)，最后進行反(fan)硝化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)。每一段(duan)(duan)有(you)自己(ji)單獨(du)的(de)反(fan)應(ying)(ying)池(chi)和(he)沉淀池(chi)，有(you)單獨(du)的(de)回流污(wu)泥和(he)菌種，功能單一，便于調(diao)節到最佳(jia)工況，獲得最高的(de)反(fan)應(ying)(ying)速率(lv)。但其構筑物多，投資大(da)，污(wu)水中的(de)碳源不能利用于脫氮(dan)，藥耗(hao)?能耗(hao)大(da)，運(yun)行費用高，所以(yi)逐(zhu)漸被單段(duan)(duan)活性污(wu)泥法(fa)脫氮(dan)工藝所取代?
多段活性(xing)污泥(ni)法甲醇投量計算公式(shi)為：
這個計算式存在以(yi)下(xia)局限性：
(1)式(shi)(1)中(zhong)(zhong)的系數2.47和(he)(he)1.53(以COD表示(shi)時為3.7和(he)(he)2.3)是根據(ju)反硝化(hua)反應式(shi)理(li)論計算得出，見(jian)式(shi)(2)?式(shi)(3)，而在實際污水處理(li)過程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，情況要復(fu)雜得多(duo)，不僅(jin)污水中(zhong)(zhong)有很多(duo)對反硝化(hua)有利和(he)(he)不利的物質，同時工藝(yi)過程(cheng)(cheng)(cheng)也受(shou)工程(cheng)(cheng)(cheng)環境條(tiao)件的限(xian)制，很難達(da)到理(li)想的反應條(tiao)件，這(zhe)種理(li)論和(he)(he)工程(cheng)(cheng)(cheng)實踐(jian)的差異如果不予(yu)考慮，將會(hui)造成較(jiao)大的誤(wu)差?
(2)式(1)是(shi)在多段活(huo)性(xing)污泥法脫氮流程中得(de)出的(de)，而當前的(de)主(zhu)流工藝是(shi)單段活(huo)性(xing)污泥脫氮工藝，其生態系統更為復雜，影響(xiang)因素更多，如果生搬硬套多段活(huo)性(xing)污泥脫氮工藝的(de)數據，也會出現明(ming)顯的(de)誤差(cha)?
(3)式(shi)(1)中(zhong)(zhong)有(you)需要(yao)反(fan)硝(xiao)化的(de)硝(xiao)態(tai)(tai)氮(dan)濃(nong)(nong)度(du)[NO3-N]和(he)亞(ya)硝(xiao)態(tai)(tai)氮(dan)濃(nong)(nong)度(du)[NO2-N]兩個參(can)數對于(yu)多段活(huo)性污泥脫(tuo)(tuo)氮(dan)工藝(yi)來(lai)說(shuo)(shuo)，可以(yi)通過(guo)監測(ce)反(fan)硝(xiao)化池進水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)NO3-N和(he)NO2-N得到(dao)。但對于(yu)單段活(huo)性污泥脫(tuo)(tuo)氮(dan)系統來(lai)說(shuo)(shuo)，情況就要(yao)復雜得多?如果測(ce)量前置缺氧(yang)池進水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)NO3-N和(he)NO2-N，代入式(shi)(1)中(zhong)(zhong)得到(dao)的(de)不僅是外部碳源，還包(bao)含(han)原污水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)內部碳源，計算起來(lai)相當麻煩，很難操作。
式(1)的局(ju)限(xian)性使其很難應用于單段活(huo)性污泥脫氮工藝(yi)實際(ji)工程(cheng)?為(wei)此(ci)本(ben)文參照德國ATV標準，修正式(1)的局(ju)限(xian)性，推(tui)薦一(yi)種(zhong)適用于單段活(huo)性污泥脫氮流程(cheng)的外加碳源簡易計算方(fang)法?
推薦外部碳(tan)源投加量簡易計(ji)算方(fang)法
統一的(de)計算式為：
式(4)的(de)主(zhu)要修正表現在(zai)：
(1)將式(1)中(zhong)的甲醇量改用(yong)COD表示，這樣(yang)有利于計算各種外加(jia)碳源量?當前使用(yong)的外部(bu)碳源除甲醇外，還有乙酸(suan)?乙酸(suan)鈉?葡萄糖(tang)等?甲醇最經濟，但(dan)屬(shu)于易(yi)燃易(yi)爆的危險(xian)化學藥(yao)品，適用(yong)于長期使用(yong)且用(yong)量大(da)的污水處理廠，偶爾使用(yong)或用(yong)量較(jiao)小時，宜采用(yong)其(qi)他較(jiao)安全的碳源?
常用的外部(bu)碳源參數值見表(biao)1
(2)對式(1)中的系(xi)數值(zhi)2.47(以COD表示為(wei)3.7)進行(xing)修(xiu)正，把理(li)(li)論計(ji)(ji)算值(zhi)修(xiu)正為(wei)實際工(gong)(gong)程檢(jian)驗(yan)后的數值(zhi)。德國ATV標準是(shi)針對單(dan)段(duan)活(huo)性污泥(ni)法污水處理(li)(li)廠設計(ji)(ji)的指(zhi)導性文件，其中規定反硝化1kgNO-3-N需投加外部(bu)碳源(以COD計(ji)(ji))5kg，(相當于(yu)甲醇3.33kg)，這(zhe)是(shi)從大量(liang)工(gong)(gong)程實踐中得出的經驗(yan)值(zhi)，應該更接近實際情況?
(3)所有反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)的(de)氮均按硝(xiao)(xiao)(xiao)態氮計算，忽(hu)(hu)略(lve)(lve)亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)態氮的(de)積(ji)累，從而簡(jian)化(hua)(hua)計算。生物脫(tuo)氮工藝(yi)處于穩態運行時(shi)，系統中不(bu)會產(chan)生亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽積(ji)累，通(tong)常在反(fan)(fan)應池中亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽濃度很低，往往可(ke)以忽(hu)(hu)略(lve)(lve)不(bu)計?只有在特殊情況下，系統按短程硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)運行時(shi)，才需要考慮亞(ya)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)鹽的(de)積(ji)累，一(yi)般情況下不(bu)予(yu)考慮?
(4)反硝化(hua)池中(zhong)溶解氧很低，所(suo)需(xu)要的(de)碳源量(liang)極少，可以忽略不(bu)計(ji)，以簡(jian)化(hua)計(ji)算。如A/O工藝(yi)的(de)A池通常(chang)控制DO<0.5mg/L，所(suo)需(xu)的(de)外(wai)加(jia)碳源量(liang)為0.5×0.87×1.5=0.65[(COD)mg/L]，只相(xiang)當于0.13mg/L氮(dan)所(suo)需(xu)的(de)外(wai)加(jia)碳源量(liang)，比檢測和計(ji)算誤差還小，省去該項(xiang)對(dui)結果基(ji)本無影響(xiang)?
需用外部碳源反硝化去除的氮量計算
1、已(yi)經運行的污水處理廠(chang)
2、設計中的(de)污水處理廠
Ne計(ji)需通(tong)過建立(li)氮平衡(heng)方程計(ji)算(suan)，生化反應系(xi)統的氮平衡(heng)見圖1?
圖1中氮平(ping)衡是將整(zheng)個(ge)(ge)系統看成一個(ge)(ge)封(feng)閉系統，進(jin)入這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)系統的(de)(de)氮等于排出(chu)(chu)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)系統的(de)(de)氮，質量守恒(heng)，而系統內(nei)(nei)的(de)(de)內(nei)(nei)回流因為不(bu)涉及進(jin)出(chu)(chu)系統，所(suo)以一概(gai)不(bu)考(kao)慮，從(cong)而簡化計算(suan)。同化作用進(jin)入污泥中的(de)(de)氮按BOD5去除量的(de)(de)5%計，即0.05(Si-Se)，Si?Se分(fen)別為進(jin)水和出(chu)(chu)水的(de)(de)BOD5濃(nong)度?
進水總(zong)氮(dan)(dan)和(he)出水總(zong)氮(dan)(dan)均包括(kuo)各種(zhong)形態的(de)氮(dan)(dan)。進水總(zong)氮(dan)(dan)主(zhu)要(yao)(yao)是氨氮(dan)(dan)和(he)有(you)機氮(dan)(dan)，出水總(zong)氮(dan)(dan)主(zhu)要(yao)(yao)是硝(xiao)態氮(dan)(dan)和(he)有(you)機氮(dan)(dan)反硝(xiao)化作用去(qu)除的(de)氮(dan)(dan)與反硝(xiao)化工藝缺氧池容大小和(he)進水BOD5濃(nong)度有(you)關?
德國ATV-A131E中提出了反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)設計(ji)參數(shu)的概念，將其定義為(wei)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)的硝(xiao)(xiao)態(tai)(tai)(tai)氮濃度(du)與進(jin)水(shui)BOD5濃度(du)之比，表示(shi)為(wei)Kde(kgNO-3—N/kgBOD5)，由此可算出反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)去(qu)除的硝(xiao)(xiao)態(tai)(tai)(tai)氮[NO-3-N]=KdeSi?從理論上講，消耗2.86kgBOD5可反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)1kg硝(xiao)(xiao)態(tai)(tai)(tai)氮，即(ji)Kde=1/2.86=0.35(kgNO-3—N/kgBOD5)，但在實(shi)際工(gong)程中，進(jin)入缺氧池的BOD5不(bu)可能都被(bei)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)菌利(li)用，能被(bei)利(li)用的只有幾分之一(yi)，實(shi)際Kde遠小于0.35?
ATV-A131E標準通過(guo)總(zong)結實(shi)際工程的(de)數據，提出了可實(shi)際應用的(de)反硝化設(she)計(ji)參數表，見表2?
將上述各項代入圖1的氮平衡方程(cheng)，可(ke)表示為：
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