污水處理廠外加反硝化碳源系統的設計應用分析

劉振++王曉

摘 要：氮、磷等營養鹽作為水體富營養化主要原因，一直作為污水處理的重要指標，而我國大部分市政污水處理廠都面臨進水水質C/N失衡問題，要想保證出水總氮達標，成熟、穩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

關鍵詞：反硝化；碳源；設計計算；應用分析

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

在國務院印發《水污染防治行動計劃》中，對水環境質量有突出影響的總氮、總磷等指標，研究納入污染物排放總量控制約束性指標體系，并明確要求，“十三五”期間，匯入富營養化湖庫的河流和沿海地級及以上城市應實施總氮排放控制。我國城鎮郊區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排放，本文以即墨某郊區污水處理廠為例， 探討外加反硝化碳源的設計應用。

1 項目概況

即墨市西部污水處理廠（以下簡稱即墨西廠）設計規模3萬m3/d，設計出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準，實際進水水質情況復雜，工業廢水含量高達60%。且水質波動較大，在對正式運行一年半后的進水水質分析后，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，在充分發掘自身工藝的運行潛力后，為保證出水TN的穩定達到不大于15mg/L的標準，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途徑轉化為丙酮酸等揮發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

根據硝態氮的數據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是根據反硝化反應式理論計算得出，而在實際污水處理過程中，情況要復雜得多，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根據德國ATV標準在充分考慮到水質復雜性、生化反應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文件。選用公式2進行計算將更接近實際情況。經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7天儲藥量，此項目將在現場安裝一個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合進水B/N比進行動態調整，經對比分析西廠實際平均投加量和出水TN的數據（見表3）可以看出，上述計算方法是可行的。

4 結論

（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場實際運行情況，且COD的檢測較BOD更為方便，也有利于根據現場的出水總氮情況及時合理的調整加藥量。

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].科學技術與工程，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.