新式碳源生产厂家乙酸钠涨至4500!污水厂如何减少碳源投加量，降低成本?

　　新式碳源生产厂家乙酸钠涨至4500!污水厂如何减少碳源投加量，降低成本?

　　新式碳源厂家乙酸钠涨至4500!污水厂如何减少碳源投加量，降低成本?近期，多地相继下发能耗双控的政策文件，各类高耗能高污染的行业纷纷错峰轮休。

　　其中，化工行业更是第一个被提出“限电停产”的行业。当限电遇上原材料涨价，化工企业在碳源等各品类药剂上，均进行了价格调整来应对成本上涨带来的压力。

　　而随着药剂价格的上涨，污水处理厂正面临着必须投加碳源以及碳源成本高的现实。

　　因此，为响应国家“节能降耗”号召，降低运行成本并保证出水水质达标，中小型污水厂相关工作人员应明晰碳源投加成本组成、投加量计算及降本措施。

　　01

　　碳源投加成本与投加量

　　投加成本是碳源的当量COD价格+投加量的综合算法，需要理论计算加实际运行的投加量确定。

　　碳源吨水运行成本=C×P/Q

　　式中：

　　C——碳源投加量，t/d;

　　P——碳源药品价格，RMB/t;

　　Q——进水量，m3/d;

　　1、碳源的COD当量值

　　可能有小伙伴会问COD当量是什么?其实目前对碳源的COD当量并没有官方定义，小编仅以实际使用习惯做一个总结性定义。

　　碳源的COD当量可以理解为单位体积或单位质量的碳源全部被氧化后，需要的氧的毫克数，单位mg/L、mg/g或kg/kg。

　　目前污水厂常用的碳源分别为：甲醇、乙酸钠、乙酸、以葡萄糖为代表的糖类物质(面粉、蔗糖、葡萄糖)等。

　　它们所对应的COD当量如下表所示：

　　2、碳源投加量计算

　　进水有机物消耗的氮量的计算公式：

　　Ns=Kde×S0+0.05×(S0-Se)

　　式中：

　　Ns——进水有机物消耗的氮浓度，mg/L;

　　Kde——反硝化速率，根据VD/V查表确定;

　　S0——进水中BOD5浓度，mg/L;

　　Se——出水中BOD5浓度，mg/L;

　　需要外加碳源反硝化去除的氮量的计算公式：

　　N=Nt0-Ns-Nte

　　式中：

　　N——需要外加碳源反硝化去除的氮量，mg/L;

　　Nt0——进水中总氮的浓度，mg/L;

　　Nte——出水中总氮的浓度，mg/L;

　　碳源投加量的计算公式为：

　　C=5×N×Q/COD当量值

　　值得一提的是，各类碳源单价价格变动大，计算时以实际采购为准。

　　其中，甲醇——是最具性价比的碳源，但当冬天来临采暖用甲醇时，甲醇的单价也可能上升;

　　乙酸——价格市场变化大，高价时做碳源价格昂贵，将乙酸应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能;

　　乙酸钠——单价价格贵，也是目前污水处理厂碳源投加成本高的主要原因;

　　葡萄糖——工业葡萄糖含杂质多，食品葡萄糖价格贵。

　　02

　　降低碳源投加量

　　某污水处理厂采用A2/O工艺，污水来源全部为生活污水，在系统运行过程中存在碳源不足的问题。

　　为提高脱氮效率，保证出水总氮浓度达标，采用甲醇作为外加碳源，投加点位于厌氧段进水口，实际运行证明出水水质能稳定达标，弊端是甲醇药耗高，运行成本偏高。

　　经调查研究后，该污水厂决定从调整碳源投加点与量、以及通过改变内回流流向、内回流比来提高脱氮除磷效果这2个方面入手，降低碳源投加量，减少污水厂运行成本。

　　1、调整碳源投加点

　　外加碳源主要保证缺氧段有充足的有机物供反硝化细菌利用，从而提高脱氮效率。

　　基于此，该厂运行人员将甲醇投加点从A2/O池厌氧段进水口调整至缺氧段，并对甲醇用量进行合理调节(当进水浓度以及 C /N值低、出水 TN 值出现上升趋势时，加大投加量，反之则减少投加量)，同时进行相应的工艺调控以满足生产运行需求，确保出水水质达标。

　　碳源投加点调整前，甲醇首先在厌氧段消耗一部分，再进入缺氧段进行反硝化;而调整后，甲醇全部用于反硝化，避免了厌氧段对甲醇的消耗，从而使甲醇用量大幅下降。

　　从结果数据来看，该厂甲醇日均用量减少约45.9%，大大降低了运行成本。同时，甲醇用量减少后，各项水质参数均能达标。

　　2、改变内回流流向

　　根据除磷理论可知，要得到较高的除磷率，释磷必须充分。同时，只有在严格的厌氧条件下，聚磷菌才能够从体内大量释磷而处于饥饿状态，为好氧段大量吸磷创造条件。

　　该污水厂的内回流分别进入厌氧段、缺氧段，

　　一方面，部分硝化液回流至厌氧段，使厌 氧段DO浓度升高，不利于释磷，且硝化液对聚磷菌的释磷具有抑制作用;

　　另一方面，为了保证反硝化的顺利进行，必须保证严格的缺氧状态，而硝化液部分回流至厌氧段，难以保证缺氧段环境。

　　因此，为提高除磷脱氮效率，该水厂关闭厌氧段内回流拍门，使硝化液全部回流至缺氧段。

　　总的来说，根据生物脱氮除磷理论调整内回流去向，要严格保持厌氧段、缺氧段的DO范围，使硝化液全部回流至缺氧段进行反硝化，提高了反硝化效率;且消除了硝酸盐对厌氧释磷的抑制，聚磷菌在厌氧段释磷、好氧段吸磷的能力明显增强，提高了生物除磷效果。

　　3、调节内回流比

　　内回流比r直接关系到脱氮效率，r值越大，系统总的脱氮率越高，出水TN值越低。

　　但r值过高时，对系统脱氮也会产生负面影响：

　　一方面，通过内回流带至缺氧段的DO较多，DO浓度较高时会干扰反硝化的进行;

　　另一方面，加大回流量使污水在缺氧段的实际停留时间缩短，使脱氮效率降低;

　　同时，加大回流量还增加了系统的能耗。

　　因此，必须找到适合污水厂生产运行的最佳内回流比，使脱氮效率最高，并尽量降低能耗。

　　该水厂通过对不同回流比时脱氮效果的分析，发现内回流比在200%、300%时出水TN值均能达到一级A标准，内回流比为300%时的TN去除效果较200%时的好，且反硝化时间充足，故300%的内回流比更适合该污水厂的生产运行需求。

　　03

　　碳源的运输、储存等

　　1、甲醇

　　甲醇易燃，为甲类危化品，使用和储存均有严格要求。

　　使用甲醇必须取得危险品使用许可证，并配有相关防爆设备，因此固定资产投资大，后期运维成本高。同时，使用甲醇的企业挥发性有机化合物很难达标，受政府部门监管成本高。

　　更重要的是，企业要想储存甲醇需报当地公安部门备案审批，手续繁琐，储存量超过一定数值，属于重大危险源。

　　2、乙酸

　　乙酸为乙类危化品，也是挥发性酸，是大气污染挥发性有机化合物的重要组成部分，环保部门监管多，储存条件要求高。多数污水处理厂远离乙酸厂，运输费用高。

　　3、乙酸钠

　　乙酸钠多为20%、25%、30%的液体，人工配置药剂工作量大。同时，由于当量COD低，运输费用高，不能远距离运输。

　　4、糖类

　　糖类外加碳源，需要现场配置成溶液，劳动强度大，劳动成本高。

　　04

　　投加碳源的后续处置困难

　　投加碳源目的是为了脱氮，但考虑脱氮效果的同时，也要兼顾污水处理厂的运行稳定，避免处理费用增加。

　　1、污泥产量

　　首先，投加碳源必会增加污泥的产量，而污泥处理成本很高。

　　常用的碳源中乙酸、乙酸钠价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。

　　以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源使得脱氮效果良好，可是，糖类作为多分子化合物，容易引起细菌的大量繁殖，导致污泥膨胀。

　　2、出水COD值、亚硝基氮累积

　　其次，部分碳源的投加也会影响出水COD值和亚硝基氮累积。

　　以糖类作为碳源，会增加出水中COD的值，影响出水水质。同时，与醇类碳源相比，更容易产生亚硝态氮积累的现象。

　　甲醇作为外碳源虽然具有运行费用低、污泥产量小的优势，但在甲醇碳源不足时，存在亚硝酸盐积累的现象。

　　并且如果投加量控制不好，或者系统来水变化波动太大，容易造成生化系统中毒，好氧区域丝状菌膨胀。

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