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污水处理反硝化碳源投加量的计算方法与公式

在硝化反硝化系统中，因内回流携带DO的影响，实际中投加碳源的量并和理论值相差很大，运营中往往是按照经验公式来计算的，简单方便快捷，脱氮系统的CN比的经验值一般控制在4~6，很多时间会采用中间值计算或者通过对化验出水TN来调整投加量，但是对于经验公式的计算，很多同行还不是很清晰，本文将具体介绍一下，并通过案例计算来说明过程！

一、反硝化碳源投加计算

1、外部碳源投加量简易计算方法

    统一的计算式为：

Cm=5N （式1）

    式中

    Cm—必须投加的外部碳源量（以COD计）mg/l；

    5—反硝化1kgNO-3-N需投加外部碳源(以COD计)5kg；

    N—需要外部碳源去除的TN量，mg/l

2、需用外部碳源反硝化去除的氮量计算

N=Ne-Ns （式2）

    式中

    Ne—二沉池出水实际TN浓度mg/l；

    Ns—二沉池TN排放标准mg/l

3、简易碳源计算公式的说明

    (1)将公式中碳源改用COD表示，这样有利于计算各种外加碳源量。当前使用的外部碳源除甲醇外，还有乙酸､乙酸钠､葡萄糖等｡甲醇最经济，但属于易燃易爆的危险化学药品，适用于长期使用且用量大的污水处理厂，偶尔使用或用量较小时，宜采用其他较安全的碳源｡

    (2)对公式中中的系数值2.47(以COD表示为3.7)进行修正，把理论计算值修正为实际工程检验后的数值。德国ATV标准是针对单段活性污泥法污水处理厂设计的指导性文件，其中规定反硝化1kgNO-3-N需投加外部碳源(以COD计)5kg，(相当于甲醇3.33kg)，这是从大量工程实践中得出的经验值，应该更接近实际情况｡

    (3)所有反硝化的氮均按硝态氮计算，忽略亚硝态氮的积累，从而简化计算。生物脱氮工艺处于稳态运行时，系统中不会产生亚硝酸盐积累，通常在反应池中亚硝酸盐浓度很低，往往可以忽略不计｡只有在特殊情况下，系统按短程硝化反硝化运行时，才需要考虑亚硝酸盐的积累，一般情况下不予考虑｡

    (4)反硝化池中溶解氧很低，所需要的碳源量极少，可以忽略不计，以简化计算。如A/O工艺的A池通常控制DO<0.5mg/L，所需的外加碳源量为0.5×0.87×1.5=0.65[(COD)mg/L]，只相当于0.13mg/L氮所需的外加碳源量，比检测和计算误差还小，省去该项对结果基本无影响｡

二、案例计算

    例1：已建污水处理厂算例

    某城镇污水处理厂规模Q=1万m³／d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总氮Ns≤15mg／L，氨氮N≤5mg／L，运行数据表明氨氮已达标，而出水总氮Ne超标，经统计分析Ne=20 mg／L，求外加碳源量。

    解：按式(2)计算：

N=Ne-Ns=20-15=5(mgN／L)

    代入式(1)得：

Cm=5N=5×5=25(mgCOD/L)

    则每日需外加COD量：

Cd=QCm=1×10^4×25×10^-3=250(kgCOD/d)

    若选用乙酸为外加碳源，其COD当量为1.07kgCOD/kg乙酸，乙酸量为：

    250/1.07=233kg/d

    若选用甲醇为外加碳源，其COD当量为1.5kgCOD/kg甲醇，甲醇量为：250/1.5=166kg/d

    若选用乙酸钠为外加碳源，其COD当量为0.68kgCOD/kg乙酸钠，乙酸钠量为：250/0.68=367kg/d

    若选用葡萄糖为外加碳源，其COD当量为1.06kgCOD/kg葡萄糖，葡萄糖量为：250/1.06=235kg/d

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