為什么CNP比控制在100:5:1?
為什么(me)要求碳氮(dan)比100:5:1?高氨氮(dan)廢水(shui),處(chu)理氨氮(dan)主(zhu)要是硝化(hua)菌(jun)(jun)起(qi)作(zuo)用,要想提高污泥濃度為什么(me)要加(jia)碳源(yuan),硝化(hua)菌(jun)(jun)不是自養(yang)菌(jun)(jun)么(me)?(來源(yuan):污托邦社區)
對應CNP比(bi)(bi)(bi)的數值,很多小伙伴都存在誤(wu)區,其實工(gong)藝(yi)不(bu)同(tong)(tong)CNP比(bi)(bi)(bi)也不(bu)同(tong)(tong),好氧(yang)除碳工(gong)藝(yi)要求CN比(bi)(bi)(bi)100:5:1,脫氮(dan)工(gong)藝(yi)要求CN比(bi)(bi)(bi)4~6,除磷工(gong)藝(yi)要求CP比(bi)(bi)(bi)15:1,厭氧(yang)除碳工(gong)藝(yi)要求CNP比(bi)(bi)(bi)300:5:1,可以(yi)看(kan)出CNP比(bi)(bi)(bi)100:5:1只是好氧(yang)除碳工(gong)藝(yi)的要求,那這個比(bi)(bi)(bi)例(li)是怎么來(lai)的?本文做(zuo)一下(xia)介紹及(ji)不(bu)同(tong)(tong)工(gong)藝(yi)碳源的投加計算!
一、CNP比100:5:1是怎(zen)么(me)來的?
1、CNP比(bi)(bi)100:5:1的(de)比(bi)(bi)例是針對于好氧除(chu)碳工(gong)藝的(de)營養比(bi)(bi)!而非厭氧與脫氮(dan)工(gong)藝的(de)CNP比(bi)(bi)!
2、碳氮(dan)(dan)磷代(dai)表(biao)的(de)值(zhi),C目(mu)前爭(zheng)議(yi)最(zui)(zui)多,代(dai)表(biao)COD或者BOD各有(you)支持人群(其實(shi)工程應用比較靈活(huo),多了少加,少了多加,營養源的(de)計(ji)算(suan)只是一(yi)個(ge)大體(ti)的(de)估值(zhi),筆(bi)者顏胖子個(ge)人偏重(zhong)于(yu)COD的(de)說(shuo)法,這樣的(de)計(ji)算(suan)結果不會使(shi)碳源投加過量(liang),畢竟(jing)一(yi)切服務(wu)于(yu)實(shi)際);N一(yi)般指總凱氏氮(dan)(dan)(TKN),包括(kuo)有(you)機氮(dan)(dan)和氨氮(dan)(dan),但不包括(kuo)亞硝氮(dan)(dan)和硝態(tai)氮(dan)(dan);而磷最(zui)(zui)沒(mei)有(you)爭(zheng)議(yi)性一(yi)般為正磷酸鹽。
3、100:5:1比(bi)例的來源:
說法一(yi):Mc Carty于(yu)1970年將細菌原生(sheng)(sheng)質分(fen)子式定為(wei)C5H7O2N,若包(bao)括磷為(wei)C60H87N12O23P,其(qi)中(zhong)C、N、P所(suo)占的(de)百(bai)分(fen)數(shu)分(fen)別(bie)為(wei)52.4%、12.2%、2.3%。對于(yu)好(hao)氧生(sheng)(sheng)物處理過程來(lai)說,在(zai)被降(jiang)解的(de)BOD5中(zhong),約(yue)有20%的(de)物質被用(yong)于(yu)細胞(bao)物質的(de)合成,80%被用(yong)來(lai)進(jin)行能量代(dai)謝所(suo)以進(jin)水中(zhong)BOD:N:P=(52.4%/20%):12.2%:2.3%=100:5:1。
說法二:細(xi)菌C:N=4-5,真菌C:N=10,活(huo)性污泥(ni)系統中的C:N=8(介于二者(zhe)之(zhi)間),同時(shi)由于只有40%的碳源進入到細(xi)胞中,所以這個比例就是20,即100:5磷的比例參照(zhao)一。
二、除碳工藝的碳源投加簡易計算
除(chu)碳(tan)工藝(yi)(例如普通活性污(wu)(wu)泥法,只(zhi)是單純(chun)為了脫(tuo)除(chu)COD的工藝(yi))中(zhong)CNP比(bi)100:5:1,在實際(ji)污(wu)(wu)水處理中(zhong)TP往(wang)往(wang)是過量的,很多需要配合化學(xue)除(chu)磷達(da)標,所以以TP計算的碳(tan)源(yuan)往(wang)往(wang)會(hui)偏(pian)大(da),實際(ji)中(zhong)以氨氮的量來計算碳(tan)源(yuan)的投(tou)加量。
1、外部碳源投加量簡易計(ji)算方法
統一的計算(suan)式為:
Cm=20N-C (式1)
式中
Cm—必須投加的(de)(de)外部碳(tan)源量(以COD計)mg/l;20—CN比(bi);N—需要(yao)去除的(de)(de)TKN的(de)(de)量,mg/l
C—進(jin)出水(shui)的碳源差值(以COD計)mg/l
需用去除的氮量計算
N=Ne-Ns (式2)
式中
Ne—進水實際TKN濃度mg/l;Ns—二沉池(chi)TKN排放(fang)指標mg/l
進出水的碳源差值的計(ji)算
C=Ce-Cs (式3)
式中(zhong)
Ce—進水實(shi)際COD濃度mg/l;Cs—二沉池COD排放指標(biao)mg/l
2、案例計算
某城鎮污水處(chu)理廠規模Q=1萬m3/d,已建成(cheng)穩定運行(xing),進(jin)(jin)水COD:100mg/L,進(jin)(jin)水氨(an)(an)氮(dan)(dan)15mg/L,進(jin)(jin)水TP:2mg/L,二沉(chen)池出水COD≤10mg/L,氨(an)(an)氮(dan)(dan)N排放標準≤5mg/L,求外(wai)加碳源量。
解:按式(2)計算:
N=Ne-Ns=15-5=10(mgN/L)
代入式(shi)(3)得:
C=Ce-Cs=100-10=90mg/L
代入式(1)得:
Cm=20N-C=20×10-90=110(mgCOD/L)
則每日需外(wai)加COD量(liang):
Cd=QCm=1×10^4×110×10^-3=1100(kgCOD/d)
若(ruo)選用乙(yi)酸為(wei)(wei)外加碳源,其COD當量為(wei)(wei)1.07kgCOD/kg乙(yi)酸,乙(yi)酸量為(wei)(wei):1100/1.07=1028kg/d
若選(xuan)用甲(jia)醇(chun)(chun)為外加碳源,其COD當(dang)量為1.5kgCOD/kg甲(jia)醇(chun)(chun),甲(jia)醇(chun)(chun)量為:1100/1.5=733kg/d
若選用(yong)乙(yi)(yi)酸鈉(na)為(wei)外加碳源,其(qi)COD當量為(wei)0.78kgCOD/kg乙(yi)(yi)酸鈉(na),乙(yi)(yi)酸鈉(na)量為(wei):1100/0.78=1410kg/d
若(ruo)選用葡萄糖(tang)為(wei)外加碳(tan)源,其COD當量(liang)為(wei)1.06kgCOD/kg葡萄糖(tang),葡萄糖(tang)量(liang)為(wei):1100/1.06=1037kg/d
三、脫氮工藝碳源投(tou)加簡易(yi)計算
在硝化(hua)反硝化(hua)系(xi)統中(zhong),因內回(hui)流攜(xie)帶DO的影響,實際中(zhong)投(tou)加碳源(yuan)的量并和理論值(zhi)相差很(hen)大,運營(ying)中(zhong)往往是(shi)按(an)照經驗(yan)(yan)公式來(lai)計(ji)算(suan)的,簡單方(fang)便快捷,脫(tuo)氮系(xi)統的CN比(bi)的經驗(yan)(yan)值(zhi)一般控制在4~6,很(hen)多時間會采用中(zhong)間值(zhi)計(ji)算(suan)或者通(tong)過對化(hua)驗(yan)(yan)出水TN來(lai)調整投(tou)加量!
1、外部碳源投(tou)加量簡(jian)易(yi)計算方法
統(tong)一的計(ji)算式為:
Cm=5N (式4)
式中(zhong)
Cm—必(bi)須投加的(de)外部(bu)碳源量(以COD計(ji))mg/l;5—反(fan)硝(xiao)化1kgNO-3-N需投加外部(bu)碳源(以COD計(ji))5kg;N—需要外部(bu)碳源去除(chu)的(de)TN量,mg/l
需用外部碳源反硝化去除的氮量計(ji)算
N=Ne-Ns (式5)
式中
Ne—二(er)沉池(chi)出水實際TN濃度mg/l;Ns—二(er)沉池(chi)TN排放標準(zhun)mg/l
2、案例計(ji)算:
某城鎮(zhen)污水(shui)處理廠規模Q=1萬m3/d,已建成穩定運行,二沉池出(chu)水(shui)排(pai)放標準總氮(dan)Ns≤15mg/L,氨氮(dan)N≤5mg/L,運行數據表明氨氮(dan)已達標,而出(chu)水(shui)總氮(dan)Ne超標,經(jing)統計分(fen)析Ne=20 mg/L,求外加碳源量。
解:按式(5)計算:
N=Ne-Ns=20-15=5(mgN/L)
代入式(4)得:
Cm=5N=5×5=25(mgCOD/L)
則每(mei)日需外加(jia)COD量(liang):
Cd=QCm=1×10^4×25×10^-3=250(kgCOD/d)
若選用(yong)乙酸(suan)為外加碳(tan)源,其(qi)COD當量為1.07kgCOD/kg乙酸(suan),乙酸(suan)量為:250/1.07=233kg/d
若選(xuan)用甲醇(chun)為(wei)外加(jia)碳源,其COD當(dang)量(liang)為(wei)1.5kgCOD/kg甲醇(chun),甲醇(chun)量(liang)為(wei):250/1.5=166kg/d
若(ruo)選用乙(yi)酸鈉(na)(na)為外(wai)加碳源,其COD當量(liang)為0.78kgCOD/kg乙(yi)酸鈉(na)(na),乙(yi)酸鈉(na)(na)量(liang)為:250/0.78=320kg/d
若選用葡(pu)萄糖為外加碳源(yuan),其(qi)COD當(dang)量(liang)為1.06kgCOD/kg葡(pu)萄糖,葡(pu)萄糖量(liang)為:250/1.06=235kg/d
四(si)、除磷工藝碳源投加量簡易(yi)計算
聚(ju)磷(lin)菌(jun)在厭氧階段釋磷(lin)所產生(sheng)的(de)能(neng)量,主要(yao)用于其吸收低(di)分子有(you)機(ji)基質(zhi)以作為(wei)厭氧條件(jian)下生(sheng)存的(de)基礎。因此(ci),進水(shui)中是否含有(you)足(zu)夠的(de)有(you)機(ji)質(zhi),是關系到聚(ju)磷(lin)菌(jun)能(neng)否在厭氧條件(jian)下順利生(sheng)存的(de)重(zhong)要(yao)因素。一般認為(wei),進水(shui)中COD/TP要(yao)大(da)于15,才能(neng)保證(zheng)聚(ju)磷(lin)菌(jun)有(you)足(zu)夠的(de)基質(zhi),從而獲得(de)理想的(de)除磷(lin)效果。
1、外部碳源(yuan)投加量簡(jian)易(yi)計(ji)算方(fang)法(fa)
統一的(de)計(ji)算式為:
Cm=15P-C (式6)
式(shi)中
Cm—必須投加的外部碳源量(liang)(以COD計)mg/l;15—CP比;P—需要外部碳源去除的TP量(liang),mg/l
C—進出水的碳源差(cha)值(以COD計(ji))mg/l
2、需用(yong)外(wai)部(bu)碳源去(qu)除的(de)TP量(liang)計算(suan)
P=Pe-Ps (式7)
式中
Pe—進水TP濃度mg/l;Ps—二沉池TP排放(fang)標(biao)準mg/l
進出水的(de)碳源(yuan)差(cha)值的(de)計(ji)算(suan)
C=Ce-Cs (式8)
式中
Ce—進水實際COD濃度mg/l;Cs—二沉(chen)池COD排放(fang)標準mg/l
2、案例計算:
某城鎮污水處理廠規模Q=1萬m3/d,已建成(cheng)穩(wen)定(ding)運(yun)行,進水COD:100mg/L,進水TP:11mg/L,二沉池出水COD≤10mg/L,TP排放標準≤1mg/L,求(qiu)外加碳(tan)源量。
解:按式(7)計算:
P=Pe-Ps=11-1=10(mgN/L)
代(dai)入(ru)式(8)得(de):
C=Ce-Cs=100-10=90mg/L
代入式(6)得:
Cm=15P-C=15×10-90=60(mgCOD/L)
則(ze)每(mei)日需外加(jia)COD量:
Cd=QCm=1×10^4×60×10^-3=600(kgCOD/d)
若選用乙(yi)酸(suan)為(wei)外加碳源,其COD當量為(wei)1.07kgCOD/kg乙(yi)酸(suan),乙(yi)酸(suan)量為(wei):600/1.07=560kg/d
若選(xuan)用甲醇為外加碳源,其COD當量為1.5kgCOD/kg甲醇,甲醇量為:600/1.5=400kg/d
若選(xuan)用乙酸鈉為(wei)外加碳源,其COD當(dang)量為(wei)0.78kgCOD/kg乙酸鈉,乙酸鈉量為(wei):600/0.78=769kg/d
若選用葡萄(tao)糖為外加碳源,其COD當量(liang)為1.06kgCOD/kg葡萄(tao)糖,葡萄(tao)糖量(liang)為:600/1.06=566kg/d
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