杨哲1 李峰2
1 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010；
2 浙江省建筑设计研究院 浙江杭州 310006
摘要：污水中BOD5/TKN＜4时，脱氮效果不理想，需通过外加碳源解决。本文比较分析了几种碳源，推荐采用乙酸钠。结合工程实际情况，提出了一种新的乙酸钠投加量的计算方法及校核条件，为类似工程提供借鉴。
关键词：外加碳源；反硝化；乙酸钠
前言
现有污水处理厂会由于混入工业废水或工艺处理（前端处理构筑物过量降低了BOD5量）等原因，导致进入生化池中的碳源不足从而影响脱氮的效果，需要外加碳源以满足脱氮需求。一般认为，污水中的五日生化需氧量（BOD5）与总凯氏氮（TKN）之比大于4，才可达到理想的脱氮效果。
1.外加碳源的选择
目前，污水处理厂常用的碳源有甲醇、乙醇、淀粉及乙酸钠等。对脱氮起主要作用的异养型反硝化菌对不同碳源的适应程度不同，总的来说，分子量越小，结构越简单的碳源，越容易被反硝化菌利用。其中，淀粉溶解性差，反硝化速率最低，并容易造成残留。甲醇、乙醇作为外加碳源，不仅存在成本高，而且有弱毒性，污泥所需适应时间较长。乙酸钠较其它碳源的反应速率更快，成本更低，且不易产生安全风险，方便使用。本文建议采用乙酸钠作为外加碳源。
2.乙酸钠投加量的确定
活性污泥中的异养型反硝化菌在缺氧条件下，以碳源为电子供体，硝态氮和亚硝态氮作为电子受体被还原为氮气。
当以甲醇作为外投碳源时，其投入量按下列公式计算：
Cm=2.47No+1.53N+0.87D
式中 Cm——必需投加的甲醇量，mg/L；
No——初始的硝态氮浓度，mg/L；
N——初始的亚硝态氮浓度，mg/L；
D——初始的溶解氧浓度，mg/L。
甲醇（CH3OH）与乙酸钠（CH3COONa）的碳当量比值为0.78：1，得出当以乙酸钠为外投碳源时，投加量的计算公式：
C=1.93No+1.19N+0.68D
式中 C——必需投加的乙酸钠量，mg/L；
其余符号同上。
当以BOD为外投碳源时，投加量的计算公式：
BOD5=2.86No+1.71N+D
符号同上。
为考虑富余量并方便计算，假定：1）DO浓度为0；2）所有氮均以硝态氮形式存在；3）出水满足一级A标准；4）剩余污泥含氮量为12%（质量）。乙酸钠投加量计算公式如下：
乙酸钠投加量C（mg/L）=K×（1.93TN-（BOD5-10）/2.86-120×△Xv/Q）
式中 K——安全系数，取1.3；
△Xv——剩余污泥量，kgMLVSS/d；
Q——污水量，m3/d。
校核：BOD5/TN≥4。
现以昆山某污水处理厂二期扩建工程为例计算乙酸钠投加量。该污水处理厂二期扩建后规模为25000m3/d，生化池采用两座A/O氧化沟，单座规模为12500m3/d，剩余污泥量为1225kgMLVSS/d。
根据实测数据，进水总氮保证率在90%情况下，BOD5/TN=99.1/53.4=1.86；平均情况下，BOD5/TN=84.9/41.7=2.04，均需外加碳源。
90%保证率情况下：C= K×（1.93TN-（BOD5-10）/2.86-120×△Xv/Q）
=1.3*（1.93*53.4-（99.1-10）/2.86-120*1225/12500）
=78.2mg/L
校核：BOD5/TN=（78.2/1.93*2.86+99.1）/53.4=4.03，满足要求。
同理，计算得平均情况下：C=55.3mg/L
校核：BOD5/TN=（55.3/1.93*2.86+84.9）/41.7=4.00，满足要求。
合计投加量为0.002C*Q=0.002*（55.3~78.2）*12500=1383～1955kg/d。
乙酸钠一般采用湿式投加，根据选用的溶液浓度即可算出需要的容积，并以此选择相应的加药泵及储存罐。
3.结语
对于碳源不足的污水处理厂，合理选择外加碳源可提高脱氮的效果。在进行了技术及经济性比较后，本文推荐乙酸钠作为外加碳源。乙酸钠的投加量需经计算确定，计算中需考虑原有进水中可利用的碳源及剩余污泥排出时带出的氮量。计算结果需经校核，满足BOD5/TN≥4才可。计算公式中的部分数据采用了简算，有条件的污水处理厂可在缺氧池及出水中设置浓度计，以实时监测数据确定最佳投加量。
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论文作者:杨哲1,李峰2
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/4
标签：碳源论文; 乙酸论文; 污水处理论文; 污泥论文; 甲醇论文; 浓度论文; 脱氮论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;