污水脱氮工艺中外部碳源投加量简易计算方法

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。

反硝化作用去除的氮与反硝化工艺缺氧池容大小和进水BOD5浓度有关。德国ATV-A131E中提出了反硝化设计参数的概念，将其定义为反硝化的硝态氮浓度与进水BOD5浓度之比，表示为K_de(kgNO₃^-—N/kgBOD5)，由此可算出反硝化去除的硝态氮[NO₃^-—N]=K_deSi。

从理论上讲，消耗2.86kgBOD5可反硝化1kg硝态氮，即K_de=1/2.86=0.35(kgNO₃^-—N/kgBOD5)，但在实际工程中，进入缺氧池的BOD5不可能都被反硝化菌利用，能被利用的只有几分之一，实际K_de远小于0.35。ATV-A131E标准通过总结实际工程的数据，提出了可实际应用的反硝化设计参数表。为便于读者计算，特将其转录于下，见表2。

表2反硝化设计参数(T=10～12℃)

将上述各项代入图1的氮平衡方程，可表示为：

4计算例

4.1例1：已建污水处理厂算例

某城镇污水处理厂规模Q=1万m3/d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总氮Ns≤15mg/L，氨氮≤5(8)mg/L，运行数据表明氨氮已达标，而出水总氮Ne超标，经统计分析Ne=20mg/L，求外加碳源量。

解：按式(5)计算：

4.2例2：设计中的污水处理厂算例

某城镇污水处理厂Q=5万m3/d，采用前置缺氧脱氮工艺，缺氧池进水水质为：BOD5(Si)=200mg/L，Ni=56mg/L，设计水温12℃，二沉池出水BOD5排放标准Ss≤10mg/L，总氮排放标准Ns≤15mg/L，计算外加碳源量。

解：首先选定缺氧池容比VD/V，以便确定K_de。根据Ni=56mg/L，属于中等浓度，VD/V宜取0.3或0.4。下面分别按VD/V=0.3和VD/V=0.4计算：

每日需外加COD量

若采用甲醇为外加碳源，需甲醇量：

需甲醇量：

875/1.5=583(kg/d)≈0.58(t/d)

桂丽娟等人以生活污水为对象，研究了SBR工艺中不同碳源种类和投加量对反硝化作用的影响。以乙酸钠为碳源时，最佳COD/N为5.8/1，反硝化过程为零级动力学反应。以乙酸为碳源时，最佳COD/N为6.6/1。从试验结果看，与推荐算式的计算结果相当接近。

5结语

(1)我国污水处理对氮、磷的要求越来越严，为了确保总氮达标，不少污水处理厂都投加外部碳源，但目前还缺乏适用的外部碳源投加量计算方法，本文推荐的简易计算法试图弥补这方面的空缺。

(2)需要注意的是，各种计算式适用的前提是污水已充分硝化，出水氨氮已达到排放标准，否则即使外加碳源也无济于事。

(3)推荐外部碳源计算式主要参照了德国ATV-A131标准，该标准对我国有很强的针对性，计算结果更加符合实际。

(4)计算式中的参数只涉及进出水水质基本参数以及运行的出水TN实测值，均为常规分析项目，监测数据的获得十分便捷，公式具有广泛的推广性。

延伸阅读：

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