污水处理工程设计中碳源投加计算方法及应用实例_刘轩

2013年第11期广东化工第40卷总第253期www.gdchem.com·141·污水处理工程设计中碳源投加计算方法及应用实例污水处理工程设计中碳源投加计算方法及应用实例刘轩，王艳兵，牛奕娜，肖晶晶*，张敏芝，于明(北京华利嘉环境工程技术有限公司，北京100070)[摘要]随着国家及地方政府对污水处理出水水质的要求逐步提高，对于进水碳源不足的污水处理厂，需通过补加碳源帮助去除水中的TN，从而保证出水水质达标。文章主要介绍外投碳源的一些基本知识，并对工程项目前期设计和后期运营的的实例进行分析。[关键词]碳源；乙酸钠；BOD5[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2013)11-0141-02CalculationMethodologyoftheAdditionofCarbonSourcesanditsApplicationintheDesignofSewageTreatmentEngineeringLiuXuan,WangYanbing,NiuYina,XiaoJingjing*,ZhangMinzhi,YuMing(BeijingHerocanEnvironmentalEngineeringTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100070,China)Abstract:Withthegraduallyimprovementofthequalityofeffluentinsewagetreating,intermsofcarbonsourceforwatershortageofsewagetreatmentplant,soastoensurethewaterquality,theremovalofthewaterTNneedextradosingcarbonsources.Thepapermainlyintroducedthecarbonsourceforsomeofthebasicknowledge,theprojectdesignandtheanalysisoflateroperationexamples.Keywords:carbonsource；sodiumacetate；BOD5中国污水处理厂多采用生物脱氮除磷工艺，碳源是微生物生长必须的营养元素，其主要消耗于释磷、反硝化和异养菌代谢过程中，因此，碳源成为生物脱氮除磷工艺运行的限制因子。生物脱氮工艺是高效、低成本的脱氮工艺，但它受到各种因素的制约，特别是我国相当一部分城镇污水存在碳源不足的问题，严重制约了脱氮效率，出水总氮往往不能达标，这已成为不少污水处理厂迫切需要解决的问题。在应对的措施中，从外部投加碳源是常用的有效手段，其已成为提高污水脱氮效率、实现达标排放的有效途径[1]。一般来讲，污水处理厂生物处理工艺中对氮的去除，主要依靠生物反硝化来完成的，下面通过介绍生物反硝化脱氮机理对污水处理中的外加碳源的相关知识进行深入阐述。1反硝化脱氮机理反硝化脱氮机理生物反硝化是污水中的硝态氮和亚硝态氮在无氧或低氧条件下，被微生物还原转化为氮气的过程。这个过程可以用下列反应式表示[2]：NO2-+3H(电子供给体—有机物)→1/2N2+H2O+OH-NO3-+5H(电子供给体一有机物)→1/2N2+2H2O+OH-在生物反硝化系统中，反硝化细菌可以利用碳源作为电子供体，NO3--N和NO2--N作为电子受体，将NO3--N和NO2-N-还原成氮气，同时达到去除有机物的效果。由此可见，碳源是反硝化过程所不可缺少的一种物质，生物反硝化过程需要提供足够数量的碳源，保证一定的碳氮比，才能使反硝化反应顺利完成。2碳源选择碳源选择通常反硝化可利用的碳源分为快速碳源(如甲醇、乙酸、乙酸钠等)、慢速碳源(如淀粉、蛋白质、葡萄糖等)和细胞物质。不同的外加碳源对系统的反硝化影响不同，即使外加碳投加量相同，反硝化效果也不同。与慢速碳源和细胞物质相比，甲醇、乙醇、乙酸、乙酸钠等快速碳源的反硝化速率最快，因此应用较多。表1对比了四种快速碳源的性能。表1快速碳源的性能快速碳源的性能Tab.1Performanceoffastcarbonsources项目甲醇乙酸钠乙酸乙醇分子式CH3OHCH3COOHCH3COONa·3H2OCH3OH防爆要求高低低低反硝化速率(gNO3-N/(gVSS.d))0.2890.5920.6030.349价格(元/t)1500285032504250最佳C/N33.663.524.85注：由于甲醇有毒、易燃、易爆，运输、储存有一定危险性，不适于改造项目3碳源投加量计算碳源投加量计算3.1氮平衡进水总氮和出水总氮均包括各种形态的氮。进水总氮主要是氨氮和有机氮，出水总氮主要是硝态氮和有机氮。进水总氮进入到生物反应池，一部分通过反硝化作