近年來(lái)，多地污水處理準排放標準相繼從一級B標提升至一級A，甚至更高，總氮含量作為污水排放標準中重要的指標之一，如果要對其達到較高的去除標準，就需要在污水處理過(guò)程中添加碳源。

目前，絕大多數污水廠(chǎng)通過(guò)硝化—反硝化來(lái)實(shí)現氮達標。先將氨氮氧化成硝酸鹽氮，再將硝酸鹽氮還原成氮氣。而這些污水處理廠(chǎng)正面臨著(zhù)必須投加碳源以及碳源成本高的現實(shí)。碳源背后的那本經(jīng)濟賬，有必要拿出來(lái)同大家一起“算算賬”。

一、碳源投加成本計算

投加成本是碳源的當量COD價(jià)格+投加量的綜合算法，需要理論計算加實(shí)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(jià)格，RMB/t；Q——進(jìn)水量，m3/d；

1、碳源的COD當量值

可能有小伙伴會(huì )問(wèn)COD當量是什么？其實(shí)目前對碳源的COD當量并沒(méi)有官方定義，筆者僅以實(shí)際使用習慣做一個(gè)總結性定義。

碳源的COD當量可以理解為單位體積或單位質(zhì)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(chǎng)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(lèi)物質(zhì)（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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(lèi)碳源單價(jià)價(jià)格變動(dòng)大，計算時(shí)以實(shí)際采購為準。

其中：

甲醇——是最具性?xún)r(jià)比的碳源，但當冬天來(lái)臨采暖用甲醇時(shí)，甲醇的單價(jià)也可能上升；乙酸——價(jià)格市場(chǎng)變化大，高價(jià)時(shí)做碳源價(jià)格昂貴，將乙酸應用于污水處理廠(chǎng)的大規模投加幾乎不可能；乙酸鈉——單價(jià)價(jià)格貴，也是目前污水處理廠(chǎng)碳源投加成本高的主要原因；葡萄糖——工業(yè)葡萄糖含雜質(zhì)多，食品葡萄糖價(jià)格貴。

二、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(shí)，也要兼顧污水處理廠(chǎng)的運行穩定，避免處理費用增加。

1、污泥產(chǎn)量

首先，投加碳源必會(huì )增加污泥的產(chǎn)量，而污泥處理成本很高。常用的碳源中乙酸、乙酸鈉價(jià)格較貴，產(chǎn)泥率高，對污水廠(chǎng)的污泥處置會(huì )帶來(lái)了一定的壓力。

以葡萄糖為代表的糖類(lèi)物質(zhì)作為外加碳源使得脫氮效果良好，可是，糖類(lèi)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(huì )影響出水COD值和亞硝基氮累積。

以糖類(lèi)作為碳源，會(huì )增加出水中COD的值，影響出水水質(zhì)。同時(shí)，與醇類(lèi)碳源相比，更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)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(chǎn)量小的優(yōu)勢，但在甲醇碳源不足時(shí)，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(lái)水變化波動(dòng)太大，容易造成生化系統中毒，好氧區域絲狀菌膨脹。

三、碳源的運輸、儲存等

1、甲醇

甲醇易燃，為甲類(lèi)?；?，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(guān)防爆設備，因此固定資產(chǎn)投資大，后期運維成本高。同時(shí)，使用甲醇的企業(yè)揮發(fā)性有機化合物很難達標，受政府部門(mén)監管成本高。

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

2、乙酸

乙酸為乙類(lèi)?；?，也是揮發(fā)性酸，是大氣污染揮發(fā)性有機化合物的重要組成部分，環(huán)保部門(mén)監管多，儲存條件要求高。多數污水處理廠(chǎng)遠離乙酸廠(chǎng)，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(shí)，由于當量COD低，運輸費用高，不能遠距離運輸。

4、糖類(lèi)

糖類(lèi)外加碳源，需要現場(chǎng)配置成溶液，勞動(dòng)強度大，勞動(dòng)成本高。