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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(cuò)峰輪休。

其中，化工行業(yè)更是第一個(gè)被提出“限電停產(chǎn)”的行業(yè)。當(dāng)限電遇上原材料漲價(jià)，化工企業(yè)在碳源等各品類藥劑上，均進(jìn)行了價(jià)格調(diào)整來應(yīng)對(duì)成本上漲帶來的壓力。而隨著藥劑價(jià)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(shí)。因此，為響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能降耗”號(hào)召，降低運(yùn)行成本并保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，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(jì)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(dāng)量COD價(jià)格+投加量的綜合算法，需要理論計(jì)算加實(shí)際運(yùn)行的投加量確定。

碳源噸水運(yùn)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(jià)格，RMB/t；RMB=人民幣

Q——進(jìn)水量，m3/d；m3=立方米

1. 碳源的COD當(dāng)量值

   可能有小伙伴會(huì)問COD當(dāng)量是什么？其實(shí)目前對(duì)碳源的COD當(dāng)量并沒有官方定義。

   小編僅以實(shí)際使用習(xí)慣做一個(gè)總結(jié)性定義。

   碳源的COD當(dāng)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(duì)應(yīng)的COD當(dāng)量如下表所示：

    

2. 碳源投加量計(jì)算

   進(jìn)水有機(jī)物消耗的氮量的計(jì)算公式：Ns=Kde×S0＋0.05×（S0-Se）式中：Ns——進(jìn)水有機(jī)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(jìn)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(jì)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(jìn)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(jì)算公式為：

   C=5×N×Q/COD當(dāng)量值

   值得一提的是，各類碳源單價(jià)價(jià)格變動(dòng)大，計(jì)算時(shí)以實(shí)際采購(gòu)為準(zhǔn)。其中，甲醇——是最具性價(jià)比的碳源，但當(dāng)冬天來臨采暖用甲醇時(shí)，甲醇的單價(jià)也可能上升；乙酸——價(jià)格市場(chǎng)變化大，高價(jià)時(shí)做碳源價(jià)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(jià)價(jià)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(jià)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(yùn)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(dá)標(biāo)，采用甲醇作為外加碳源，投加點(diǎn)位于厭氧段進(jìn)水口，實(shí)際運(yùn)行證明出水水質(zhì)能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，弊端是甲醇藥耗高，運(yùn)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(diǎn)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(gè)方面入手，降低碳源投加量，減少污水廠運(yùn)行成本。

1. 調(diào)整碳源投加點(diǎn)

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

   基于此，該廠運(yùn)行人員將甲醇投加點(diǎn)從A2/O池厭氧段進(jìn)水口調(diào)整至缺氧段，并對(duì)甲醇用量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)（當(dāng)進(jìn)水濃度以及 C /N值低、出水 TN 值出現(xiàn)上升趨勢(shì)時(shí)，加大投加量，反之則減少投加量），同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的工藝調(diào)控以滿足生產(chǎn)運(yùn)行需求，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

   碳源投加點(diǎn)調(diào)整前，甲醇首先在厭氧段消耗一部分，再進(jìn)入缺氧段進(jìn)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(duì)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(yùn)行成本。同時(shí)，甲醇用量減少后，各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)均能達(dá)標(biāo)。

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(shí)，只有在嚴(yán)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(jìn)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(duì)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(jìn)行，必須保證嚴(yán)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(yán)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(jìn)行反硝化，提高了反硝化效率；且消除了硝酸鹽對(duì)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(qiáng)，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(shí)，對(duì)系統(tǒng)脫氮也會(huì)產(chǎn)生負(fù)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(shí)會(huì)干擾反硝化的進(jìn)行；

• 另一方面，加大回流量使污水在缺氧段的實(shí)際停留時(shí)間縮短，使脫氮效率降低；

• 同時(shí)，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(yùn)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(duì)不同回流比時(shí)脫氮效果的分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)回流比在200%、300%時(shí)出水TN值均能達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)回流比為300%時(shí)的TN去除效果較200%時(shí)的好，且反硝化時(shí)間充足，故300%的內(nèi)回流比更適合該污水廠的生產(chǎn)運(yùn)行需求。

1. 碳源的運(yùn)輸、儲(chǔ)存等

   1、甲醇甲醇易燃，為甲類�；�品，使用和儲(chǔ)存均有嚴(yán)格要求。使用甲醇必須取得危險(xiǎn)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(yùn)維成本高。同時(shí)，使用甲醇的企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物很難達(dá)標(biāo)，受政府部門監(jiān)管成本高。更重要的是，企業(yè)要想儲(chǔ)存甲醇需報(bào)當(dāng)?shù)毓�安部門備案審批，手續(xù)繁瑣，儲(chǔ)存量超過一定數(shù)值，屬于重大危險(xiǎn)源。

2、乙酸

乙酸為乙類�；�品，也是揮發(fā)性酸，是大氣污染揮發(fā)性有機(jī)化合物的重要組成部分，環(huán)保部門監(jiān)管多，儲(chǔ)存條件要求高。多數(shù)污水處理廠遠(yuǎn)離乙酸廠，運(yùn)輸費(fèi)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(shí)，由于當(dāng)量COD低，運(yùn)輸費(fèi)用高，不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

1. 糖類糖類外加碳源，需要現(xiàn)場(chǎng)配置成溶液，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)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(shí)，也要兼顧污水處理廠的運(yùn)行穩(wěn)定，避免處理費(fèi)用增加。

    

1、污泥產(chǎn)量

首先，投加碳源必會(huì)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(jià)格較貴，產(chǎn)泥率高，對(duì)污水廠的污泥處置會(huì)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(xì)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(huì)影響出水COD值和亞硝基氮累積。以糖類作為碳源，會(huì)增加出水中COD的值，影響出水水質(zhì)。同時(shí)，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(yùn)行費(fèi)用低、污泥產(chǎn)量小的優(yōu)勢(shì)，但在甲醇碳源不足時(shí)，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(dòng)太大，容易造成生化系統(tǒng)中毒，好氧區(qū)域絲狀菌膨脹。