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

目前，絕大多數(shù)污水廠通過硝化—反硝化來實(shí)現(xiàn)氮達(dá)標(biāo)。先將氨氮氧化成硝酸鹽氮，再將硝酸鹽氮還原成氮?dú)?。而這些污水處理廠正面臨著必須投加碳源以及碳源成本高的現(xiàn)實(shí)。碳源背后的那本經(jīng)濟(jì)賬，有必要拿出來同大家一起“算算賬”。

一、碳源投加成本計(jì)算

投加成本是碳源的當(dāng)量COD價(jià)格+投加量的綜合算法，需要理論計(jì)算加實(shí)際運(yùn)行的投加量確定。

碳源噸水運(yùn)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(dāng)量值

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

碳源的COD當(dāng)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(shù)，單位mg/L、mg/g或kg/kg。

目前污水廠常用的碳源分別為：甲醇、乙酸鈉、乙酸、以葡萄糖為代表的糖類物質(zhì)（面粉、蔗糖、葡萄糖）等。

它們所對應(yīng)的COD當(dāng)量如下表所示：

2、碳源投加量計(jì)算

進(jìn)水有機(jī)物消耗的氮量的計(jì)算公式：

Ns=Kde×S0＋0.05×（S0-Se）

式中：

Ns——進(jìn)水有機(jī)物消耗的氮濃度，mg/L；Kde——反硝化速率，根據(jù)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(jì)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(jì)算公式為：

C=5×N×Q/COD當(dāng)量值

值得一提的是，各類碳源單價(jià)價(jià)格變動(dòng)大，計(jì)算時(shí)以實(shí)際采購為準(zhǔn)。

其中：

甲醇——是最具性價(jià)比的碳源，但當(dāng)冬天來臨采暖用甲醇時(shí)，甲醇的單價(jià)也可能上升；乙酸——價(jià)格市場變化大，高價(jià)時(shí)做碳源價(jià)格昂貴，將乙酸應(yīng)用于污水處理廠的大規(guī)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(xù)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的運(yùn)行穩(wěn)定，避免處理費(fèi)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，對污水廠的污泥處置會(huì)帶來了一定的壓力。

以葡萄糖為代表的糖類物質(zhì)作為外加碳源使得脫氮效果良好，可是，糖類作為多分子化合物，容易引起細(xì)菌的大量繁殖，導(dǎo)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)，與醇類碳源相比，更容易產(chǎn)生亞硝態(tài)氮積累的現(xiàn)象。

甲醇作為外碳源雖然具有運(yùn)行費(fèi)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(xiàn)象。并且如果投加量控制不好，或者系統(tǒng)來水變化波動(dòng)太大，容易造成生化系統(tǒng)中毒，好氧區(qū)域絲狀菌膨脹。

三、碳源的運(yùn)輸、儲存等

1、甲醇

甲醇易燃，為甲類危化品，使用和儲存均有嚴(yán)格要求。

使用甲醇必須取得危險(xiǎn)品使用許可證，并配有相關(guān)防爆設(shè)備，因此固定資產(chǎn)投資大，后期運(yùn)維成本高。同時(shí)，使用甲醇的企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物很難達(dá)標(biāo)，受政府部門監(jiān)管成本高。

更重要的是，企業(yè)要想儲存甲醇需報(bào)當(dāng)?shù)毓膊块T備案審批，手續(xù)繁瑣，儲存量超過一定數(shù)值，屬于重大危險(xiǎn)源。

2、乙酸

乙酸為乙類危化品，也是揮發(fā)性酸，是大氣污染揮發(fā)性有機(jī)化合物的重要組成部分，環(huán)保部門監(jiān)管多，儲存條件要求高。多數(shù)污水處理廠遠(yuǎn)離乙酸廠，運(yùn)輸費(fèi)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(dāng)量COD低，運(yùn)輸費(fèi)用高，不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

4、糖類

糖類外加碳源，需要現(xiàn)場配置成溶液，勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)成本高。