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                為什么碳源投加計算結果是負數?我總結了這三個原因!

                來源:環保工程師  作者:顏胖子
                 
                碳源投加的計算公式的介紹有很多,但是有些小伙伴反映利用公式算出來的值是負數。其實碳源的計算萬變不離其宗,只是很多文章照搬前人留下的公式,沒有自己的思路或者講解,讓很多人看不懂,碳源投加核心其實就是思路的正確!
                 
                一、碳源投加計算為什么是負數?
                 
                1、計算公式選擇錯誤
                 
                計算碳源的投加量,選對計算公式是關鍵,而計算公式的選擇,工藝確定是關鍵,例如除碳工藝選成了脫氮工藝的碳源計算公式計算結果為負數,實例:
                 
                進水COD:200mg/L,氨氮:15mg/L
                 
                以除碳公式計算:15*20-200=100
                 
                以脫氮公式計算:15*6-200=-110
                 
                2、碳源本身不缺
                 
                碳源本身不缺,但是因為某些控制原因,去除效果不理想,認為是碳源不足導致的,例如生物除磷工藝需要剩余污泥的排放量來達到磷的排放,碳源只是其中的一個原因,假如剩余污泥排放少,磷的去除效果自然差,實例:
                 
                這個是一位粉絲小伙伴問的問題:總磷不到20(我們按19計算),cod300左右,公式算出負數了,我想去除磷!
                 
                根據除磷工藝計算:19*15-300=-15
                 
                看結果,其實系統不缺碳源的,為什么除磷效果差,大概率是我上面說的原因,剩余污泥排放的問題(也就是泥齡控制的問題)!
                 
                3、選值不對
                 
                進水碳源在流程中去除掉了一部分,但是選值卻以進水碳源為基準!例如在有氣浮預處理的脫氮工藝中,氣浮本身可以去除一部分膠體碳源,但是計算時卻沒有扣除!實例:
                 
                進水COD:2000mg/L,氨氮:300mg/L,氣浮去除率20%
                 
                按進水COD計算:300*6-2000=-200
                 
                按氣浮出水COD計算:300*6-2000*(1-20%)=200
                 
                在這個工藝中TN的去除率是不達標,如果按進水COD計算,碳源是足夠的,計算結果為負數,實際上碳源是不足的,只有按氣浮出水COD計算才是正確的!脫氮工藝前加氣浮或者其他去除COD的筆者見過很多,一般建議是省略預處理!
                 
                二、碳源投加的最強思路總結
                 
                碳源投加量怎么才能計算正確?筆者從最深處入手層層剝繭來看本質,只要你看懂了本文,以后那些所謂的碳源投加計算的文章都不需要看了!當然僅供參考!
                 
                1、工藝的判斷
                 
                很多小伙伴對于碳源的投加認知,還停留在初學階段,只認識CNP比100:5:1,CN比控制在4-6,但是,這些比例到底啥時候用?啥工藝用呢?可能分不清楚!所以,碳源投加首先必須分清楚自己是什么工藝!除碳?脫氮?除磷?還是脫氮除磷?
                 
                如何區分?
                 
                很簡單!記住這幾個判斷點:除碳工藝就是單純的曝氣(例如單純的曝氣池、單純的MBR、接觸氧化、經典SBR等);脫氮是經歷的缺氧和好氧的交替(例如AO帶內回流,氧化溝、AAO等);除磷是經歷的厭氧與好氧的交替(AO不帶內回流、AAO、氧化溝等);脫氮除磷是經歷了厭氧、缺氧、好氧環境的交替(AAO、氧化溝等)。
                 
                脫氮工藝碳源一定要投加到缺氧池進口,除磷工藝碳源一定是投加到厭氧池進口!脫氮除磷工藝可以分布投加!
                 
                除碳工藝為什么加碳源?
                 
                這里必須啰嗦幾句,要不等理解計算后會有疑問,除碳工藝不只是除COD,還協同除氮除磷,就如同筆者雖然看著很帥,其實,心靈也是很美的!所以,除碳工藝中你只要負責把這幾個營養比例配齊就行了,本文是碳源投加,設定的是N、TP充足的情況下,但在正常情況下,TP往往太多了,實際上不會以TP的數值去配平的,這一點要關注一下!
                 
                2、營養比例的選擇
                 
                分清自己是什么工藝之后,就要選著營養比例了!
                 
                除碳工藝:CNP比100:5:1
                 
                脫氮工藝:CN比4-6,取中間值5
                 
                除磷工藝:CP比15:1
                 
                3、碳的數值選擇
                 
                很多同行對碳源計算使用COD還是BOD比較疑惑,個人的思路是工程中使用COD計算,這樣就有一個余量的緩沖,不至于碳源投加的過量,既然一切為實際服務,那什么情況下計算都選擇COD是錯不了的!
                 
                所以,選擇COD還是BOD?
                 
                那就COD吧!
                 
                4、氮的數值選擇
                 
                對于氮的數值選擇,大部分小伙伴是分不清的,也常常忽略這一點!
                 
                記住一點!
                 
                除碳工藝選擇TKN(凱氏氮,氨氮+有機氮的值),不過對于市政污水,沒有工業廢水混合的情況下,有機氮很少的,可以直接用氨氮,反正你自己的來水有沒有有機氮自己清楚,自己判斷!
                 
                脫氮工藝選擇TN(總氮,氨氮+硝態氮+有機氮的值),為什么除碳工藝沒有硝態氮,這里說清楚一下,大家理解后就能記住了,因為單純的除碳工藝,微生物無法利用硝態氮代謝(合成+分解)只能利用氨氮,而硝態氮對于脫氮工藝的反硝化階段恰恰是必須的電子受體(受氫體)!
                 
                5、 磷的數值選擇
                 
                沒什么好說的,數值多少就是多少!不過前面說過TP一般過量,這個數值不用!
                 
                6、單位換算
                 
                對于碳源投加的計算,我一直強調其實就是單位的換算,這一步,很多小伙伴會算出錯,這個考驗的是高中的物理知識。
                 
                不過,筆者把換算過程寫下來,記住這個比例以后就不會出錯了
                 
                1PPM=1mg/L=1g/m^3=0.001kg/m^3
                 
                7、通用公式
                 
                平常碳源投加公式都不詳細且不統一,本文給大家統一一下:
                 
                1)除碳工藝:
                 
                X=進水量*(20*N差值1-C差值)/碳源COD當量
                 
                其中:
                 
                X——除碳工藝碳源投加量
                 
                N差值1——進水氨氮(或TKN)-排放要求的氨氮
                 
                C差值——進水COD-出水COD
                 
                2)脫氮工藝:
                 
                Y=進水量*(5*N差值2-C差值)/碳源COD當量
                 
                其中:
                 
                Y——脫氮工藝碳源投加量
                 
                N差值2——進水TN-排放要求的TN
                 
                C差值——進水COD-出水COD
                 
                3)除磷工藝:
                 
                Z=進水量*(15*TP差值-C差值)/碳源COD當量
                 
                其中:
                 
                Z——除磷工藝碳源投加量
                 
                TP差值——進水TP-排放要求的TP
                 
                C差值——進水COD-出水COD
                 
                脫氮除磷工藝:
                 
                W=進水量*(5*N差值2+15*TP差值-C差值)/碳源COD當量
                 
                其中:
                 
                W——脫氮除磷工藝碳源投加量
                 
                N差值2——進水TN-排放要求的TN
                 
                TP差值——進水TP-排放要求的TP
                 
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