為什么CNP比控制在100:5:1?

2021-12-29  來自: 山東環科環保科技有限公司 瀏覽次數:19

為什么要求碳氮比100:5:1?高氨氮廢水,處理氨氮主要是硝化菌起作用,要想提高污泥濃度為什么要加碳源,硝化菌不是自養菌么?

對應CNP比的數值,很多小伙伴都存在誤區,其實工藝不同CNP比也不同,好氧除碳工藝要求CN比100:5:1,脫氮工藝要求CN比4~6,除磷工藝要求CP比15:1,厭氧除碳工藝要求CNP比300:5:1,可以看出CNP比100:5:1只是好氧除碳工藝的要求,那這個比例是怎么來的?本文1做一下介紹及不同工藝碳源的投加計算!

一、CNP比100:5:1是怎么來的?

1、CNP比100:5:1的比例是針對于好氧除碳工藝的營養比!而非厭氧與脫氮工藝的CNP比!


2、碳氮磷代表的值,C目前爭議多,代表COD或者BOD各有支持人群(其實工程應用比較靈活,多了少加,少了多加,營養源的計算只是一個大體的估值);N一般指總凱氏氮(TKN),包括有機氮和氨氮,但不包括亞硝氮和硝態氮;而磷沒有爭議性一般為正磷酸鹽。

3、100:5:1比例的來源:

說法一:Mc Carty于1970年將細菌原生質分子式定為C5H7O2N,若包括磷為C60H87N12O23P,其中C、N、P所占的百分數分別為52.4%、12.2%、2.3%。對于好氧生物處理過程來說,在被降解的BOD5中,約有20%的物質被用于細胞物質的合成,80%被用來進行能量代謝所以進水中BOD:N:P=(52.4%/20%):12.2%:2.3%=100:5:1。

說法二:細菌C:N=4-5,真菌C:N=10,活性污泥系統中的C:N=8(介于二者之間),同時由于只有40%的碳源進入到細胞中,所以這個比例就是20,即100:5磷的比例參照一。

二、除碳工藝的碳源投加簡易計算

除碳工藝(例如普通活性污泥法,只是單純為了脫除COD的工藝)中CNP比100:5:1,在實際污水處理中TP往往是過量的,很多需要配合化學除磷達標,所以以TP計算的碳源往往會偏大,實際中以氨氮的量來計算碳源的投加量。

1、外部碳源投加量簡易計算方法

統一的計算式為:

Cm=20N-C (式1)

式中

Cm—必1須投加的外部碳源量(以COD計)mg/l; 20—CN比; N—需要去除的TKN的量,mg/l

C—進出水的碳源差值(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TKN排放指標mg/l

進出水的碳源差值的計算

C=Ce-Cs (式3)

式中

Ce—進水實際COD濃度mg/l; Cs—二沉池COD排放指標mg/l

2、案例計算

某城鎮污水處理廠規模Q=1萬m3/d,已建成穩定運行,進水COD:100mg/L,進水氨氮15mg/L,進水TP:2mg/L,二沉池出水COD≤10mg/L,氨氮N排放標準≤5mg/L,求外加碳源量。

解:按式(2)計算:

N=Ne-Ns=15-5=10(mgN/L)

代入式(3)得:

C=Ce-Cs=100-10=90mg/L

代入式(1)得:

Cm=20N-C=20×10-90=110(mgCOD/L)

則每日需外加COD量:

Cd=QCm=1×10^4×110×10^-3=1100(kgCOD/d)

若選用乙酸為外加碳源,其COD當量為1.07kgCOD/kg乙酸,乙酸量為:1100/1.07=1028kg/d

若選用甲醇為外加碳源,其COD當量為1.5kgCOD/kg甲醇,甲醇量為:1100/1.5=733kg/d

若選用乙酸鈉為外加碳源,其COD當量為0.78kgCOD/kg乙酸鈉,乙酸鈉量為:1100/0.78=1410kg/d

若選用葡萄糖為外加碳源,其COD當量為1.06kgCOD/kg葡萄糖,葡萄糖量為:1100/1.06=1037kg/d

三、脫氮工藝碳源投加簡易計算

在硝化反硝化系統中,因內回流攜帶DO的影響,實際中投加碳源的量并和理論值相差很大,運營中往往是按照經驗公式來計算的,簡單方便快捷,脫氮系統的CN比的經驗值一般控制在4~6,很多時間會采用中間值計算或者通過對化驗出水TN來調整投加量!

1、外部碳源投加量簡易計算方法

統一的計算式為:

Cm=5N (式4)

式中

Cm—必1須投加的外部碳源量(以COD計)mg/l; 5—反硝化1kgNO-3-N需投加外部碳源(以COD計)5kg; N—需要外部碳源去除的TN量,mg/l

需用外部碳源反硝化去除的氮量計算

N=Ne-Ns (式5)

式中

Ne—二沉池出水實際TN濃度mg/l; Ns—二沉池TN排放標準mg/l

2、案例計算:

某城鎮污水處理廠規模Q=1萬m3/d,已建成穩定運行,二沉池出水排放標準總氮Ns≤15mg/L,氨氮N≤5mg/L,運行數據表明氨氮已達標,而出水總氮Ne超標,經統計分析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)

則每日需外加COD量:

Cd=QCm=1×10^4×25×10^-3=250(kgCOD/d)

若選用乙酸為外加碳源,其COD當量為1.07kgCOD/kg乙酸,乙酸量為:250/1.07=233kg/d

若選用甲醇為外加碳源,其COD當量為1.5kgCOD/kg甲醇,甲醇量為:250/1.5=166kg/d

若選用乙酸鈉為外加碳源,其COD當量為0.78kgCOD/kg乙酸鈉,乙酸鈉量為:250/0.78=320kg/d

若選用葡萄糖為外加碳源,其COD當量為1.06kgCOD/kg葡萄糖,葡萄糖量為:250/1.06=235kg/d

四、除磷工藝碳源投加量簡易計算

聚磷菌在厭氧階段釋磷所產生的能量,主要用于其吸收低分子有機基質以作為厭氧條件下生存的基礎。因此,進水中是否含有足夠的有機質,是關系到聚磷菌能否在厭氧條件下順利生存的重要因素。一般認為,進水中COD/TP要大于15,才能保證聚磷菌有足夠的基質,從而獲得理想的除磷效果。

1、外部碳源投加量簡易計算方法

統一的計算式為:

Cm=15P-C (式6)

式中

Cm—必1須投加的外部碳源量(以COD計)mg/l; 15—CP比; P—需要外部碳源去除的TP量,mg/l

C—進出水的碳源差值(以COD計)mg/l

2、需用外部碳源去除的TP量計算

P=Pe-Ps (式7)

式中

Pe—進水TP濃度mg/l;Ps—二沉池TP排放標準mg/l

進出水的碳源差值的計算

C=Ce-Cs (式8)

式中

Ce—進水實際COD濃度mg/l; Cs—二沉池COD排放標準mg/l

2、案例計算:

某城鎮污水處理廠規模Q=1萬m3/d,已建成穩定運行,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,求外加碳源量。

解:按式(7)計算:

P=Pe-Ps=11-1=10(mgN/L)

代入式(8)得:

C=Ce-Cs=100-10=90mg/L

代入式(6)得:

Cm=15P-C=15×10-90=60(mgCOD/L)

則每日需外加COD量:

Cd=QCm=1×10^4×60×10^-3=600(kgCOD/d)

若選用乙酸為外加碳源,其COD當量為1.07kgCOD/kg乙酸,乙酸量為:600/1.07=560kg/d

若選用甲醇為外加碳源,其COD當量為1.5kgCOD/kg甲醇,甲醇量為:600/1.5=400kg/d

若選用乙酸鈉為外加碳源,其COD當量為0.78kgCOD/kg乙酸鈉,乙酸鈉量為:600/0.78=769kg/d

若選用葡萄糖為外加碳源,其COD當量為1.06kgCOD/kg葡萄糖,葡萄糖量為:600/1.06=566kg/d


關鍵詞: CNP   碳氮比        

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