碳源種類不會選？碳源投加量不會算？看(kàn)完這篇文章(zhāng)就(jiù)懂(dǒng)了
碳源（carbonsource）是可(kě)爲污（廢）水生(shēng)化處理(lǐ)系統的微生(shēng)物生(shēng)長代謝提供營養物的含碳元素化合物。碳源分(fēn)爲單一碳源和複合碳源，單一碳源是隻含有一種有效碳源成分(fēn)的碳源。複合碳源是由兩種或兩種以上的有效碳源成分(fēn)組成、有效碳源成分(fēn)之間須兼容且無化學反應、不存在安全風(fēng)險的碳源。
一、碳源的技術(shù)要求
1、用于生(shēng)産單一碳源和複合碳源的有效碳源成分(fēn)應符合已發布的國(guó)家标準、行業标準的質量要求和有關規定，其安全要求按照(zhào)GB 12268-2012執行，
2、碳源生(shēng)産工(gōng)藝宜采用國(guó)家鼓勵的先進技術(shù)工(gōng)藝，不應使用國(guó)家或有關部門(mén)發布的淘汰或禁止的技術(shù)、工(gōng)藝或材料，不得(de)超越範圍選用限制使用的材料生(shēng)産。
3、以不危及自(zì)身(shēn)或他(tā)人(rén)健康和安全的方式進行産品的生(shēng)産和複配，碳源産品應穩定，無後續化學反應。
4、液體(tǐ)單一碳源産品爲無色或微黃(huáng)色透明液體(tǐ)，不得(de)有與産品原料氣味不相(xiàng)符的氣味。固體(tǐ)産品爲無色透明或白(bái)色結晶粉末或結晶顆粒，無臭無異味，無肉眼可(kě)見(jiàn)雜質，溶于水。複合碳源産品爲無色至棕黃(huáng)色透明液體(tǐ)，不得(de)有與産品配方中碳源有效成分(fēn)不相(xiàng)符的氣味。
5、污（廢）水處理(lǐ)用碳源産品按本文件(jiàn)規定的試驗方法檢測應符合表1要求。
二、常用碳源選擇
目前市面上常用的碳源：甲醇、乙酸、乙酸鈉、面粉、葡萄糖、生(shēng)物質碳源及污泥水解上清液等。在使用過程中，需要根據實際工(gōng)程情況選擇合适的碳源。
1、甲醇
甲醇作(zuò)爲外碳源具有運行費用低和污泥産量小的優勢，在甲醇碳源不足時，存在亞硝酸鹽積累的現象。以甲醇爲碳源時的反硝化速率比以葡萄糖爲碳源時快(kuài)3倍，其最佳碳氮比（COD：氨氮）爲 2.8～3.2 。
但(dàn)甲醇作(zuò)爲外加碳源時，有以下3點問(wèn)題需關注：
① 甲醇易燃，爲甲類危化品，儲存和使用均有嚴格要求。特别是其儲存需報當地公安部門(mén)備案審批，手續繁瑣。
② 微生(shēng)物對甲醇的響應時間較慢(màn)，甲醇并不能被所有微生(shēng)物利用，當甲醇用于污水處理(lǐ)廠(chǎng)應急投加碳源時效果不佳；
③ 甲醇具有一定的毒害作(zuò)用，将甲醇作(zuò)爲長期碳源，對尾水的排放(fàng)也會造成一定的影(yǐng)響。
2、乙酸鈉
乙酸鈉的優點在于它能立即響應反硝化過程，可(kě)作(zuò)爲水廠(chǎng)應急處置時使用。
乙酸鈉由于是小分(fēn)子有機(jī)酸鹽的原因，反硝化菌易于利用，脫氮效果是最好的。通過實驗發現，碳氮比在4.6時，可(kě)以達到穩定的脫氮效果，而且它的水解物爲小分(fēn)子有機(jī)物，能容易被微生(shēng)物降解，反硝化響應時間快(kuài)，而且無毒，能作(zuò)爲應急碳源。但(dàn)是，它價格較貴，産泥率高，對污水廠(chǎng)的污泥處置會帶來(lái)了一定的壓力。
使用乙酸鈉要考慮以下3點：
① 乙酸鈉多爲20%、25%、30%的液體(tǐ)，由于當量COD低，運輸費用高，不能遠(yuǎn)距離(lí)運輸。
② 産泥量大(dà)，污泥處理(lǐ)費用增加；
③ 價格較爲昂貴，污水處理(lǐ)廠(chǎng)大(dà)規模投加乙酸鈉幾乎不可(kě)能。
3、乙酸
乙酸作(zuò)爲碳源，與乙酸鈉類同。但(dàn)作(zuò)爲工(gōng)業化産品，用做碳源确實浪費。
但(dàn)其弊端有四點：
① 乙酸爲乙類危化品，也是揮發性酸，是大(dà)氣污染VOC的重要組成部分(fēn)，環保部門(mén)監管多，儲存條件(jiàn)要求高。
② 多數污水處理(lǐ)廠(chǎng)遠(yuǎn)離(lí)乙酸廠(chǎng)，運輸費用高，不能遠(yuǎn)距離(lí)運輸。
③ 乙酸代謝後的氫離(lí)子有降低出水pH的可(kě)能。
④ 乙酸價格市場變化大(dà)，高價時做碳源價格昂貴，将乙酸應用于污水處理(lǐ)廠(chǎng)的大(dà)規模投加幾乎不可(kě)能。
4、糖類
糖類外加碳源中，以面粉、蔗糖、葡萄糖爲主，由于葡萄糖是最簡單的糖，所以目前研究比較多。當碳源充足時，以葡萄糖爲碳源的最佳碳氮比較甲醇爲碳源時高得(de)多，爲 6∶1～7∶1。碳源對硝氮的比還(hái)原速率幾乎沒有影(yǐng)響，但(dàn)是對亞硝氮的比積累速率影(yǐng)響較大(dà)，在研究中發現隻有葡萄糖作(zuò)爲外加碳源時對亞硝氮的比累積速率沒有影(yǐng)響。
以葡萄糖爲代表的糖類物質作(zuò)爲外加碳源使得(de)脫氮效果良好，可(kě)是，糖類作(zuò)爲多分(fēn)子化合物，容易引起細菌的大(dà)量繁殖，導緻污泥膨脹，增加出水中COD的值，影(yǐng)響出水水質，同時，與醇類碳源相(xiàng)比，糖類物質更容易産生(shēng)亞硝态氮積累的現象。
但(dàn)其弊端有二點：
① 需要現場配置成溶液，勞動強度大(dà)，投加精準性差，大(dà)型污水處理(lǐ)廠(chǎng)無法使用。
② 工(gōng)業葡萄糖含雜質多，食品葡萄糖價格貴。
5、生(shēng)物質碳源
随着污水脫氮要求的提高，新興起專業生(shēng)産碳源的企業，他(tā)們通過生(shēng)物工(gōng)程原理(lǐ)，對一些糖類、農産品廢料等進行發酵，生(shēng)産無毒無害的生(shēng)物制品，主要組分(fēn)是小分(fēn)子有機(jī)酸、醇類、糖類。其較單一的化學品更容易被微生(shēng)物利用，其使用成本比單一化學品便宜，具備極高的性價比。
但(dàn)其弊端：
① 産品的穩定性待提高，使用前需對每批次産品當量COD進行檢測。
6、污泥水解上清液
生(shēng)物轉化揮發酸VFA 來(lái)源于污泥水解的上清液，由于水解所産生(shēng)的 VFA 擁有很高的反硝化速率，碳源可(kě)以直接由污水廠(chǎng)内部提供，在污泥減容的同時還(hái)減少了碳源運輸方面的問(wèn)題，所以它是目前比較有優勢的碳源。
對于污泥水解利用做外碳源的研究，目前不同的結論有很多，但(dàn)總體(tǐ)認爲它作(zuò)爲反硝化脫氮系統的碳源是一種很有價值的方法。可(kě)是，對于不同的污泥，不同的水解條件(jiàn)，所産生(shēng)的VFA 的組分(fēn)有較大(dà)的差别，而由于組分(fēn)不同，又能引起反硝化速率的不同（這也是爲何很多研究不一緻的原因），所以，如(rú)何将污泥水解的産物VFA統一化研究應用，還(hái)是一個比較大(dà)的難題。
除此以外，若直接将水解污泥作(zuò)爲外碳源，還(hái)要考慮到污泥水解過程中氮磷的釋放(fàng)問(wèn)題，這部分(fēn)氮磷若以碳源的形式投加到污水中，勢必會增加污水處理(lǐ)廠(chǎng)的氮磷負荷，如(rú)何解決這個問(wèn)題，是利用污泥水解液的另一大(dà)難題。
三、碳源投加量的計(jì)算思路(lù)
1、工(gōng)藝的判斷
很多小夥伴對于碳源的投加認知，還(hái)停留在初學階段，隻認識CNP比100：5：1，CN比控制在4-6，但(dàn)是，這些比例到底啥時候用？啥工(gōng)藝用呢(ne)？可(kě)能分(fēn)不清楚！所以，碳源投加首先必須分(fēn)清楚自(zì)己是什麽工(gōng)藝！除碳？脫氮？除磷？還(hái)是脫氮除磷？
如(rú)何區分(fēn)？
很簡單！記住這幾個判斷點：除碳工(gōng)藝就(jiù)是單純的曝氣（例如(rú)單純的曝氣池、單純的MBR、接觸氧化、經典SBR等）；脫氮是經曆的缺氧和好氧的交替（例如(rú)AO帶内回流，氧化溝、AAO等）；除磷是經曆的厭(yàn)氧與好氧的交替（AO不帶内回流、AAO、氧化溝等）；脫氮除磷是經曆了厭(yàn)氧、缺氧、好氧環境的交替（AAO、氧化溝等）。
脫氮工(gōng)藝碳源一定要投加到缺氧池進口，除磷工(gōng)藝碳源一定是投加到厭(yàn)氧池進口！脫氮除磷工(gōng)藝可(kě)以分(fēn)布投加！
除碳工(gōng)藝爲什麽加碳源？
這裡(lǐ)必須啰嗦幾句，要不等理(lǐ)解計(jì)算後會有疑問(wèn)，除碳工(gōng)藝不隻是除COD，還(hái)協同除氮除磷，就(jiù)如(rú)同筆者顔胖子雖然看(kàn)着很帥，其實，心靈也是很美的！所以，除碳工(gōng)藝中你(nǐ)隻要負責把這幾個營養比例配齊就(jiù)行了，本文是碳源投加，設定的是N、TP充足的情況下，但(dàn)在正常情況下，TP往往太多了，實際上不會以TP的數值去(qù)配平的，這一點要關注一下！
2、營養比例的選擇
分(fēn)清自(zì)己是什麽工(gōng)藝之後，就(jiù)要選着營養比例了！
除碳工(gōng)藝：CNP比100：5：1
脫氮工(gōng)藝：CN比4-6，取中間值5
除磷工(gōng)藝：CP比15：1
3、碳的數值選擇
很多同行對碳源計(jì)算使用COD還(hái)是BOD比較疑惑，個人(rén)的思路(lù)是工(gōng)程中使用COD計(jì)算，這樣就(jiù)有一個餘量的緩沖，不至于碳源投加的過量，既然一切爲實際服務，那什麽情況下計(jì)算都(dōu)選擇COD是錯不了的！
所以，選擇COD還(hái)是BOD？
那就(jiù)COD吧(ba)！
4、氮的數值選擇
對于氮的數值選擇，大(dà)部分(fēn)小夥伴是分(fēn)不清的，也常常忽略這一點！
記住一點！
除碳工(gōng)藝選擇TKN（凱氏氮，氨氮+有機(jī)氮的值），不過對于市政污水，沒有工(gōng)業廢水混合的情況下，有機(jī)氮很少的，可(kě)以直接用氨氮，反正你(nǐ)自(zì)己的來(lái)水有沒有有機(jī)氮自(zì)己清楚，自(zì)己判斷！
脫氮工(gōng)藝選擇TN（總氮，氨氮+硝态氮+有機(jī)氮的值），爲什麽除碳工(gōng)藝沒有硝态氮，這裡(lǐ)說(shuō)清楚一下，大(dà)家理(lǐ)解後就(jiù)能記住了，因爲單純的除碳工(gōng)藝，微生(shēng)物無法利用硝态氮代謝（合成+分(fēn)解）隻能利用氨氮，而硝态氮對于脫氮工(gōng)藝的反硝化階段恰恰是必須的電子受體(tǐ)（受氫體(tǐ)）！
5、 磷的數值選擇
沒什麽好說(shuō)的，數值多少就(jiù)是多少！不過前面說(shuō)過TP一般過量，這個數值不用！
6、單位換算
對于碳源投加的計(jì)算，我一直強調其實就(jiù)是單位的換算，這一步，很多小夥伴會算出錯，這個考驗的是高中的物理(lǐ)知識。
不過，筆者顔胖子把換算過程寫下來(lái)，記住這個比例以後就(jiù)不會出錯了
1PPM=1mg/L=1g/m^3=0.001kg/m^3
7、通用公式
平常碳源投加公式都(dōu)不詳細且不統一，本文給大(dà)家統一一下：
1、除碳工(gōng)藝：
X=進水量*（20*N差值1-C差值）/碳源COD當量
其中:
X——除碳工(gōng)藝碳源投加量
N差值1——進水氨氮（或TKN）-排放(fàng)要求的氨氮
C差值——進水COD-出水COD
2、脫氮工(gōng)藝：
Y=進水量*（5*N差值2-C差值）/碳源COD當量
其中:
Y——脫氮工(gōng)藝碳源投加量
N差值2——進水TN-排放(fàng)要求的TN
C差值——進水COD-出水COD
3、除磷工(gōng)藝：
Z=進水量*（15*TP差值-C差值）/碳源COD當量
其中:
Z——除磷工(gōng)藝碳源投加量
TP差值——進水TP-排放(fàng)要求的TP
C差值——進水COD-出水COD
脫氮除磷工(gōng)藝：
W=進水量*（5*N差值2+15*TP差值-C差值）/碳源COD當量
其中:
W——脫氮除磷工(gōng)藝碳源投加量
N差值2——進水TN-排放(fàng)要求的TN
TP差值——進水TP-排放(fàng)要求的TP
C差值——進水COD-出水COD
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