污水處理廠外加反硝化碳源系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用分析

劉振++王曉

摘 要：氮、磷等營養(yǎng)鹽作為水體富營養(yǎng)化主要原因，一直作為污水處理的重要指標(biāo)，而我國大部分市政污水處理廠都面臨進水水質(zhì)C/N失衡問題，要想保證出水總氮達標(biāo)，成熟、穩(wěn)定的方案為投加外部反硝化碳源，本文通過實際案列介紹、討論反硝化碳源的投加計算

關(guān)鍵詞：反硝化；碳源；設(shè)計計算；應(yīng)用分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.022

在國務(wù)院印發(fā)《水污染防治行動計劃》中，對水環(huán)境質(zhì)量有突出影響的總氮、總磷等指標(biāo)，研究納入污染物排放總量控制約束性指標(biāo)體系，并明確要求，“十三五”期間，匯入富營養(yǎng)化湖庫的河流和沿海地級及以上城市應(yīng)實施總氮排放控制。我國城鎮(zhèn)郊區(qū)污水處理廠普遍存在碳氮比失衡問題，在不投加碳源的情況下，很難保證出水總氮的達標(biāo)排放，本文以即墨某郊區(qū)污水處理廠為例， 探討外加反硝化碳源的設(shè)計應(yīng)用。

1 項目概況

即墨市西部污水處理廠（以下簡稱即墨西廠）設(shè)計規(guī)模3萬m3/d，設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)，實際進水水質(zhì)情況復(fù)雜，工業(yè)廢水含量高達60%。且水質(zhì)波動較大，在對正式運行一年半后的進水水質(zhì)分析后，BOD5/TN平均值僅為2.21，情況詳見下表1：

由此分析，本項目中生物脫氮的碳源嚴重不足，在充分發(fā)掘自身工藝的運行潛力后，為保證出水TN的穩(wěn)定達到不大于15mg/L的標(biāo)準(zhǔn)，必需增加外部碳源的投加。

2 碳源種類分析與選擇

可作為生物脫氮的外加碳源很多，在實際運行過程中應(yīng)用中常用甲醇、乙酸鈉、葡萄糖等碳源，但甲醇具有毒性、高度易燃、不易運輸和儲存，作為外加碳源存在安全隱患，已鮮有使用；葡萄糖在反硝化過程中無法被反硝化菌直接利用，必須先通過EMP途徑轉(zhuǎn)化為丙酮酸等揮發(fā)性性有機物才能為反硝化提供電子受體[1]；乙酸鈉作為可快速生物降解碳源，在反硝化過程中，可以成為最佳的電子供體，故本工程設(shè)計過程中直接選擇乙酸鈉為外加反硝化碳源。

3 碳源投加量計算

3.1 計算方法分析

根據(jù)硝態(tài)氮的數(shù)據(jù)進行反硝化碳源的計算可選用BOD或者COD來進行計算，主要計算公式有以下兩種，

C=2.85[NO3--N]+1.71[NO2--N]+DO （1）

C=5[NO3--N] （2）

公式1是根據(jù)反硝化反應(yīng)式理論計算得出，而在實際污水處理過程中，情況要復(fù)雜得多，這種理論和工程實踐的差異如果不予考慮，將會造成較大的誤差[2]。

公式2根據(jù)德國ATV標(biāo)準(zhǔn)在充分考慮到水質(zhì)復(fù)雜性、生化反應(yīng)多樣性的實際情況而指定的單段活性污泥法污水處理廠指導(dǎo)文件。選用公式2進行計算將更接近實際情況。經(jīng)過前期的碳源類型綜合對比，選用25%濃度的乙酸鈉液體作為投加碳源，碳源計算情況參見表2。

根據(jù)7天儲藥量，此項目將在現(xiàn)場安裝一個50噸的的乙酸鈉儲罐，選用兩臺流量為500L/hr，揚程為0.4Mpa的隔膜流量泵，運行方式為一用一備。

3.2 實際效果分析

即墨西廠自2016年11月開始投加碳源，投加量按照上述計算投加量結(jié)合進水B/N比進行動態(tài)調(diào)整，經(jīng)對比分析西廠實際平均投加量和出水TN的數(shù)據(jù)（見表3）可以看出，上述計算方法是可行的。

4 結(jié)論

（1）在碳源的選擇上不僅要考慮到碳源的反硝化速率，更要考慮其安全性，乙酸鈉是一種可快速生物降解碳源，且運輸、儲存的要求不高，可作為外加反硝化碳源的最佳選擇。

（2）在計算過程中，利用COD進行計算將更符合現(xiàn)場實際運行情況，且COD的檢測較BOD更為方便，也有利于根據(jù)現(xiàn)場的出水總氮情況及時合理的調(diào)整加藥量。

參考文獻：

[1]王洪貞，李毅.不同外碳源對生物反硝化影響的研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13（19）：5728-5731.

[2]周丹，周雹.污水脫氮工藝中外部碳源投加量簡易計算方法[J]. 給水排水，2011，37（11）：38-41.