污水处理厂外加反硝化碳源系统的设计应用分析

刘振++王晓

摘 要：氮、磷等营养盐作为水体富营养化主要原因，一直作为污水处理的重要指标，而我国大部分市政污水处理厂都面临进水水质C/N失衡问题，要想保证出水总氮达标，成熟、稳定的方案为投加外部反硝化碳源，本文通过实际案列介绍、讨论反硝化碳源的投加计算

关键词：反硝化；碳源；设计计算；应用分析

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

在国务院印发《水污染防治行动计划》中，对水环境质量有突出影响的总氮、总磷等指标，研究纳入污染物排放总量控制约束性指标体系，并明确要求，“十三五”期间，汇入富营养化湖库的河流和沿海地级及以上城市应实施总氮排放控制。我国城镇郊区污水处理厂普遍存在碳氮比失衡问题，在不投加碳源的情况下，很难保证出水总氮的达标排放，本文以即墨某郊区污水处理厂为例， 探讨外加反硝化碳源的设计应用。

1 项目概况

即墨市西部污水处理厂（以下简称即墨西厂）设计规模3万m3/d，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准，实际进水水质情况复杂，工业废水含量高达60%。且水质波动较大，在对正式运行一年半后的进水水质分析后，BOD5/TN平均值仅为2.21，情况详见下表1：

由此分析，本项目中生物脱氮的碳源严重不足，在充分发掘自身工艺的运行潜力后，为保证出水TN的稳定达到不大于15mg/L的标准，必需增加外部碳源的投加。

2 碳源种类分析与选择

可作为生物脱氮的外加碳源很多，在实际运行过程中应用中常用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等碳源，但甲醇具有毒性、高度易燃、不易运输和储存，作为外加碳源存在安全隐患，已鲜有使用；葡萄糖在反硝化过程中无法被反硝化菌直接利用，必须先通过EMP途径转化为丙酮酸等挥发性性有机物才能为反硝化提供电子受体[1]；乙酸钠作为可快速生物降解碳源，在反硝化过程中，可以成为最佳的电子供体，故本工程设计过程中直接选择乙酸钠为外加反硝化碳源。

3 碳源投加量计算

3.1 计算方法分析

根据硝态氮的数据进行反硝化碳源的计算可选用BOD或者COD来进行计算，主要计算公式有以下两种，

C=2.85[NO3--N]+1.71[NO2--N]+DO （1）

C=5[NO3--N] （2）

公式1是根据反硝化反应式理论计算得出，而在实际污水处理过程中，情况要复杂得多，这种理论和工程实践的差异如果不予考虑，将会造成较大的误差[2]。

公式2根据德国ATV标准在充分考虑到水质复杂性、生化反应多样性的实际情况而指定的单段活性污泥法污水处理厂指导文件。选用公式2进行计算将更接近实际情况。经过前期的碳源类型综合对比，选用25%浓度的乙酸钠液体作为投加碳源，碳源计算情况参见表2。

根据7天储药量，此项目将在现场安装一个50吨的的乙酸钠储罐，选用两台流量为500L/hr，扬程为0.4Mpa的隔膜流量泵，运行方式为一用一备。

3.2 实际效果分析

即墨西厂自2016年11月开始投加碳源，投加量按照上述计算投加量结合进水B/N比进行动态调整，经对比分析西厂实际平均投加量和出水TN的数据（见表3）可以看出，上述计算方法是可行的。

4 结论

（1）在碳源的选择上不仅要考虑到碳源的反硝化速率，更要考虑其安全性，乙酸钠是一种可快速生物降解碳源，且运输、储存的要求不高，可作为外加反硝化碳源的最佳选择。

（2）在计算过程中，利用COD进行计算将更符合现场实际运行情況，且COD的检测较BOD更为方便，也有利于根据现场的出水总氮情况及时合理的调整加药量。

参考文献：

[1]王洪贞，李毅.不同外碳源对生物反硝化影响的研究[J].科学技术与工程，2013，13（19）：5728-5731.

[2]周丹，周雹.污水脱氮工艺中外部碳源投加量简易计算方法[J]. 给水排水，2011，37（11）：38-41.