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近期，多地相繼下發(fā)能耗雙控的政策文件，各類高耗能高污染的行業(yè)紛紛錯峰輪休。

其中，化工行業(yè)更是第一個被提出“限電停產(chǎn)”的行業(yè)。當限電遇上原材料漲價，化工企業(yè)在碳源等各品類藥劑上，均進行了價格調(diào)整來應(yīng)對成本上漲帶來的壓力。而隨著藥劑價格的上漲，污水處理廠正面臨著必須投加碳源以及碳源成本高的現(xiàn)實。因此，為響應(yīng)國家“節(jié)能降耗”號召，降低運行成本并保證出水水質(zhì)達標，中小型污水廠相關(guān)工作人員應(yīng)明晰碳源投加成本組成、投加量計算及降本措施。

1. 碳源投加成本與投加量

投加成本是碳源的當量COD價格+投加量的綜合算法，需要理論計算加實際運行的投加量確定。

碳源噸水運行成本=C×P/Q

式中：

C——碳源投加量，t/d； d=天  t=噸

P——碳源藥品價格，RMB/t；RMB=人民幣

Q——進水量，m3/d；m3=立方米

1. 碳源的COD當量值

   可能有小伙伴會問COD當量是什么？其實目前對碳源的COD當量并沒有官方定義。

   小編僅以實際使用習慣做一個總結(jié)性定義。

   碳源的COD當量可以理解為單位體積或單位質(zhì)量的碳源全部被氧化后，需要的氧的毫克數(shù)，單位mg/L、mg/g或kg/kg。

   目前污水廠常用的碳源分別為：甲醇、乙酸鈉、乙酸、以葡萄糖為代表的糖類物質(zhì)（面粉、蔗糖、葡萄糖）等。

   它們所對應(yīng)的COD當量如下表所示：

    

2. 碳源投加量計算

   進水有機物消耗的氮量的計算公式：Ns=Kde×S0＋0.05×（S0-Se）式中：Ns——進水有機物消耗的氮濃度，mg/L；Kde——反硝化速率，根據(jù)VD/V查表確定；S0——進水中BOD5濃度，mg/L；Se——出水中BOD5濃度，mg/L；需要外加碳源反硝化去除的氮量的計算公式：

   N=Nt0-Ns-Nte

   式中：N——需要外加碳源反硝化去除的氮量，mg/L；

   Nt0——進水中總氮的濃度，mg/L；

   Nte——出水中總氮的濃度，mg/L；

   碳源投加量的計算公式為：

   C=5×N×Q/COD當量值

   值得一提的是，各類碳源單價價格變動大，計算時以實際采購為準。其中，甲醇——是最具性價比的碳源，但當冬天來臨采暖用甲醇時，甲醇的單價也可能上升；乙酸——價格市場變化大，高價時做碳源價格昂貴，將乙酸應(yīng)用于污水處理廠的大規(guī)模投加幾乎不可能；乙酸鈉——單價價格貴，也是目前污水處理廠碳源投加成本高的主要原因； 葡萄糖——工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價格貴。

1. 降低碳源投加量

   某污水處理廠采用A2/O工藝，污水來源全部為生活污水，在系統(tǒng)運行過程中存在碳源不足的問題。

為提高脫氮效率，保證出水總氮濃度達標，采用甲醇作為外加碳源，投加點位于厭氧段進水口，實際運行證明出水水質(zhì)能穩(wěn)定達標，弊端是甲醇藥耗高，運行成本偏高。

經(jīng)調(diào)查研究后，該污水廠決定從調(diào)整碳源投加點與量、以及通過改變內(nèi)回流流向、內(nèi)回流比來提高脫氮除磷效果這2個方面入手，降低碳源投加量，減少污水廠運行成本。

1. 調(diào)整碳源投加點

   外加碳源主要保證缺氧段有充足的有機物供反硝化細菌利用，從而提高脫氮效率。

   基于此，該廠運行人員將甲醇投加點從A2/O池厭氧段進水口調(diào)整至缺氧段，并對甲醇用量進行合理調(diào)節(jié)（當進水濃度以及 C /N值低、出水 TN 值出現(xiàn)上升趨勢時，加大投加量，反之則減少投加量），同時進行相應(yīng)的工藝調(diào)控以滿足生產(chǎn)運行需求，確保出水水質(zhì)達標。

   碳源投加點調(diào)整前，甲醇首先在厭氧段消耗一部分，再進入缺氧段進行反硝化；而調(diào)整后，甲醇全部用于反硝化，避免了厭氧段對甲醇的消耗，從而使甲醇用量大幅下降。

   從結(jié)果數(shù)據(jù)來看，該廠甲醇日均用量減少約45.9%，大大降低了運行成本。同時，甲醇用量減少后，各項水質(zhì)參數(shù)均能達標。

2. 改變內(nèi)回流流向

   根據(jù)除磷理論可知，要得到較高的除磷率，釋磷必須充分。同時，只有在嚴格的厭氧條件下，聚磷菌才能夠從體內(nèi)大量釋磷而處于饑餓狀態(tài)，為好氧段大量吸磷創(chuàng)造條件。

   該污水廠的內(nèi)回流分別進入?yún)捬醵�、缺氧段�?/span>

• 一方面，部分硝化液回流至厭氧段，使厭 氧段DO濃度升高，不利于釋磷，且硝化液對聚磷菌的釋磷具有抑制作用；

• 另一方面，為了保證反硝化的順利進行，必須保證嚴格的缺氧狀態(tài)，而硝化液部分回流至厭氧段，難以保證缺氧段環(huán)境。

因此，為提高除磷脫氮效率，該水廠關(guān)閉厭氧段內(nèi)回流拍門，使硝化液全部回流至缺氧段。

總的來說，根據(jù)生物脫氮除磷理論調(diào)整內(nèi)回流去向，要嚴格保持厭氧段、缺氧段的DO范圍，使硝化液全部回流至缺氧段進行反硝化，提高了反硝化效率；且消除了硝酸鹽對厭氧釋磷的抑制，聚磷菌在厭氧段釋磷、好氧段吸磷的能力明顯增強，提高了生物除磷效果。

1. 調(diào)節(jié)內(nèi)回流比

   內(nèi)回流比r直接關(guān)系到脫氮效率，r值越大，系統(tǒng)總的脫氮率越高，出水TN值越低。

   但r值過高時，對系統(tǒng)脫氮也會產(chǎn)生負面影響：

• 一方面，通過內(nèi)回流帶至缺氧段的DO較多，DO濃度較高時會干擾反硝化的進行；

• 另一方面，加大回流量使污水在缺氧段的實際停留時間縮短，使脫氮效率降低；

• 同時，加大回流量還增加了系統(tǒng)的能耗。

因此，必須找到適合污水廠生產(chǎn)運行的最佳內(nèi)回流比，使脫氮效率最高，并盡量降低能耗。

該水廠通過對不同回流比時脫氮效果的分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)回流比在200%、300%時出水TN值均能達到一級A標準，內(nèi)回流比為300%時的TN去除效果較200%時的好，且反硝化時間充足，故300%的內(nèi)回流比更適合該污水廠的生產(chǎn)運行需求。

1. 碳源的運輸、儲存等

   1、甲醇甲醇易燃，為甲類�；�品，使用和儲存均有嚴格要求。使用甲醇必須取得危險品使用許可證，并配有相關(guān)防爆設(shè)備，因此固定資產(chǎn)投資大，后期運維成本高。同時，使用甲醇的企業(yè)揮發(fā)性有機化合物很難達標，受政府部門監(jiān)管成本高。更重要的是，企業(yè)要想儲存甲醇需報當?shù)毓�安部門備案審批，手續(xù)繁瑣，儲存量超過一定數(shù)值，屬于重大危險源。

2、乙酸

乙酸為乙類危化品，也是揮發(fā)性酸，是大氣污染揮發(fā)性有機化合物的重要組成部分，環(huán)保部門監(jiān)管多，儲存條件要求高。多數(shù)污水處理廠遠離乙酸廠，運輸費用高。

3、乙酸鈉

乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體，人工配置藥劑工作量大。同時，由于當量COD低，運輸費用高，不能遠距離運輸。

1. 糖類糖類外加碳源，需要現(xiàn)場配置成溶液，勞動強度大，勞動成本高。

    

1. 投加碳源的后續(xù)處置困難

   投加碳源目的是為了脫氮，但考慮脫氮效果的同時，也要兼顧污水處理廠的運行穩(wěn)定，避免處理費用增加。

    

1、污泥產(chǎn)量

首先，投加碳源必會增加污泥的產(chǎn)量，而污泥處理成本很高。常用的碳源中乙酸、乙酸鈉價格較貴，產(chǎn)泥率高，對污水廠的污泥處置會帶來了一定的壓力。以葡萄糖為代表的糖類物質(zhì)作為外加碳源使得脫氮效果良好，可是，糖類作為多分子化合物，容易引起細菌的大量繁殖，導(dǎo)致污泥膨脹。

1. 出水COD值、亞硝基氮累積其次，部分碳源的投加也會影響出水COD值和亞硝基氮累積。以糖類作為碳源，會增加出水中COD的值，影響出水水質(zhì)。同時，與醇類碳源相比，更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現(xiàn)象。甲醇作為外碳源雖然具有運行費用低、污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢，但在甲醇碳源不足時，存在亞硝酸鹽積累的現(xiàn)象。并且如果投加量控制不好，或者系統(tǒng)來水變化波動太大，容易造成生化系統(tǒng)中毒，好氧區(qū)域絲狀菌膨脹。