新式碳源生產廠家乙酸鈉漲至4500!污水廠如何減少碳源投加量，降低成本?

　　新式碳源廠家乙酸鈉漲至4500!污水廠如何減少碳源投加量，降低成本?近期，多地相繼下發能耗雙控的政策文件，各類高耗能高污染的行業紛紛錯峰輪休。

　　其中，化工行業更是第一個被提出“限電停產”的行業。當限電遇上原材料漲價，化工企業在碳源等各品類藥劑上，均進行了價格調整來應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實。

　　因此，為響應國家“節能降耗”號召，降低運行成本并保證出水水質達標，中小型污水廠相關工作人員應明晰碳源投加成本組成、投加量計算及降本措施。

　　01

　　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;

　　P——碳源藥品價格，RMB/t;

　　Q——進水量，m3/d;

　　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性定義。

　　碳源的COD當量可以理解為單位體積或單位質量的碳源全部被氧化后，需要的氧的毫克數，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(面粉、蔗糖、葡萄糖)等。

　　它們所對應的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，將乙酸應用于污水處理廠的大規模投加幾乎不可能;

　　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——工業葡萄糖含雜質多，食品葡萄糖價格貴。

　　02

　　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能穩定達標，弊端是甲醇藥耗高，運行成本偏高。

　　經調查研究后，該污水廠決定從調整碳源投加點與量、以及通過改變內回流流向、內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池厭氧段進水口調整至缺氧段，并對甲醇用量進行合理調節(當進水濃度以及 C /N值低、出水 TN 值出現上升趨勢時，加大投加量，反之則減少投加量)，同時進行相應的工藝調控以滿足生產運行需求，確保出水水質達標。

　　碳源投加點調整前，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。

　　從結果數據來看，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，各項水質參數均能達標。

　　2、改變內回流流向

　　根據除磷理論可知，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大量釋磷而處于饑餓狀態，為好氧段大量吸磷創造條件。

　　該污水廠的內回流分別進入厭氧段、缺氧段，

　　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，而硝化液部分回流至厭氧段，難以保證缺氧段環境。

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

　　總的來說，根據生物脫氮除磷理論調整內回流去向，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。

　　3、調節內回流比

　　內回流比r直接關系到脫氮效率，r值越大，系統總的脫氮率越高，出水TN值越低。

　　但r值過高時，對系統脫氮也會產生負面影響：

　　一方面，通過內回流帶至缺氧段的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的能耗。

　　因此，必須找到適合污水廠生產運行的最佳內回流比，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，發現內回流比在200%、300%時出水TN值均能達到一級A標準，內回流比為300%時的TN去除效果較200%時的好，且反硝化時間充足，故300%的內回流比更適合該污水廠的生產運行需求。

　　03

　　碳源的運輸、儲存等

　　1、甲醇

　　甲醇易燃，為甲類危化品，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，并配有相關防爆設備，因此固定資產投資大，后期運維成本高。同時，使用甲醇的企業揮發性有機化合物很難達標，受政府部門監管成本高。

　　更重要的是，企業要想儲存甲醇需報當地公安部門備案審批，手續繁瑣，儲存量超過一定數值，屬于重大危險源。

　　2、乙酸

　　乙酸為乙類危化品，也是揮發性酸，是大氣污染揮發性有機化合物的重要組成部分，環保部門監管多，儲存條件要求高。多數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。

　　4、糖類

　　糖類外加碳源，需要現場配置成溶液，勞動強度大，勞動成本高。

　　04

　　投加碳源的后續處置困難

　　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定，避免處理費用增加。

　　1、污泥產量

　　首先，投加碳源必會增加污泥的產量，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，導致污泥膨脹。

　　2、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。同時，與醇類碳源相比，更容易產生亞硝態氮積累的現象。

　　甲醇作為外碳源雖然具有運行費用低、污泥產量小的優勢，但在甲醇碳源不足時，存在亞硝酸鹽積累的現象。

　　并且如果投加量控制不好，或者系統來水變化波動太大，容易造成生化系統中毒，好氧區域絲狀菌膨脹。

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