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污水处理厂面临碳源成本高的问题如何应对

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  近年来,多地污水处理准排放标准相继从一级B标提升至一级A,甚至更高。

  总氮含量作为污水排放标准中重要的指标之一,如果要对其达到较高的去除标准,就需要在污水处理过程中添加碳源。

  目前,绝大多数污水厂通过硝化—反硝化来实现氮达标。先将氨氮氧化成硝酸盐氮,再将硝酸盐氮还原成氮气。

  碳源投加成本与投加量

  投加成本是碳源的当量COD价格+投加量的综合算法,需要理论计算加实际运行的投加量确定。

  碳源吨水运行成本=C×P/Q式中:

 

  C——碳源投加量,t/d;

  P——碳源药品价格,RMB/t;

  Q——进水量,m3/d;


  1、碳源的COD当量值

  可能有小伙伴会问COD当量是什么?其实目前对碳源的COD当量并没有官方定义,小编仅以实际使用习惯做一个总结性定义。

  碳源的COD当量可以理解为单位体积或单位质量的碳源全部被氧化后,需要的氧的毫克数,单位mg/L、mg/g或kg/kg。

  目前污水厂常用的碳源分别为:甲醇、乙酸钠、乙酸、以葡萄糖为代表的糖类物质(面粉、蔗糖、葡萄糖)等。

  它们所对应的COD当量如下表所示:

  2、碳源投加量计算

  进水有机物消耗的氮量的计算公式:

 

  Ns=Kde×S0+0.05×(S0-Se)


  式中:

  Ns——进水有机物消耗的氮浓度,mg/L;

  Kde——反硝化速率,根据VD/V查表确定;

  S0——进水中BOD5浓度,mg/L;

  Se——出水中BOD5浓度,mg/L;

  需要外加碳源反硝化去除的氮量的计算公式:


  N=Nt0-Ns-Nte


  式中:

  N——需要外加碳源反硝化去除的氮量,mg/L;

  Nt0——进水中总氮的浓度,mg/L;

  Nte——出水中总氮的浓度,mg/L;

  碳源投加量的计算公式为:

 

  C=5×N×Q/COD当量值


  值得一提的是,各类碳源单价价格变动大,计算时以实际采购为准。

  其中,

  甲醇——是最具性价比的碳源,但当冬天来临采暖用甲醇时,甲醇的单价也可能上升;

  乙酸——价格市场变化大,高价时做碳源价格昂贵,将乙酸应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能;

  乙酸钠——单价价格贵,也是目前污水处理厂碳源投加成本高的主要原因;
 
  葡萄糖——工业葡萄糖含杂质多,食品葡萄糖价格贵。

  投加碳源的后续处置困难

  投加碳源目的是为了脱氮,但考虑脱氮效果的同时,也要兼顾污水处理厂的运行稳定,避免处理费用增加。

  1、污泥产量

  首先,投加碳源必会增加污泥的产量,而污泥处理成本很高。

  常用的碳源中乙酸、乙酸钠价格较贵,产泥率高,对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。

  以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源使得脱氮效果良好,可是,糖类作为多分子化合物,容易引起细菌的大量繁殖,导致污泥膨胀。

  2、出水COD值、亚硝基氮累积

  其次,部分碳源的投加也会影响出水COD值和亚硝基氮累积。

  以糖类作为碳源,会增加出水中COD的值,影响出水水质。同时,与醇类碳源相比,更容易产生亚硝态氮积累的现象。

  甲醇作为外碳源虽然具有运行费用低、污泥产量小的优势,但在甲醇碳源不足时,存在亚硝酸盐积累的现象。

  并且如果投加量控制不好,或者系统来水变化波动太大,容易造成生化系统中毒,好氧区域丝状菌膨胀。

  我司研发工程师针对反硝化细菌专门定制的一种新型碳源,复合碳源是性价比高于淀粉、葡萄糖、甲醇、乙醇、乙酸钠等传统碳源。能快速促进反硝化脱氮异养菌群的快速繁殖、提高污水总氮去除的效果。

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