查看原文
其他

【答疑讨论】你知道多少关于反硝化碳源选择及计算问题?

2016-11-06 水世界社区 水世界订阅号


提问者:shizhimin82&13695897907

参与答疑讨论者:20121221(水世界球球)、ak47sun2、zcmzcm、hulijin3、goldinfire等等一众水污师们

整理:星若羽天  |  排版:漠潇  |  统筹:潘鹏

 

水世界写在前面

过多氮磷引起水环境恶化众人皆知,故去除污水中氮磷是必须的。污水的生物脱氮过程分为 硝化 反硝化 两个过程,其中反硝化过程必须具备两个条件:

  • 一是污水中应含有充足的电子供体(一般BOD5/TKN>4)

  • 二是厌氧或缺氧条件

当污水中的可降解有机物不足时,则需要额外投加营养物。

对于反硝化碳源投加,有甲醇,实际应用中也常采用生活污水或其他易降解含碳化合物,但是安全性、成本等方面都需综合考虑。

下面的仁兄就遇到了类似情况,于水世界社区求教中,水友们就反硝化碳源计算&选择问题献计献策,对知识的渴求度爆棚。


Question:关于以甲醇为反硝化碳源的计算

1、以甲醇为碳源,反硝化反应为 6NO3-+ 5CH3OH → 3N2+ 5CO2 + 7H2O + 6OH- ,根据此反应去除1mg NO3-N 需要1.9mg CH3OH。另有以甲醇为碳源的投加量公式为C=2.47N0+1.53 N +0.87D (其中N0为硝酸盐氮浓度,N为亚硝酸盐氮浓度,D为溶解氧),这里面去除1mg NO3-N 就需要2.47mg甲醇,为何区别甚大?


Answer:

zcmzcm:甲醇的B:C=0.78:1,反硝化需要的是BOD;要反硝化1g硝酸盐(以N计)需要甲醇2.47g,需要BOD=2.47*0.78=1.93g,其中的碳是BOD。




20121221:你的计算未考虑同化作用。作为异养菌的反硝化菌,污泥产率是蛮高的。实际当中需要按照此来计算:



投加一般按照3倍来加。

 

2、还有2个疑问求教一下,反硝化所需碳源还有另一计算公式,

BOD=2.85 N0+1.71 N + DO(1)

- 1 - 按照1g甲醇相当于1.5gCOD,B/C=0.78,C(甲醇)=2.47 N0+1.53 N +0.87DO计算,去除1g硝酸盐氮所需BOD=2.47*1.5*0.78= 2.89,与(1)的系数略有差别,是否可认为是实验精度所致?

- 2 - 对照2个公式的系数而言,亚硝酸盐氮的系数比列与其他两项的比列不同:2.47 / 2.85=0.87 / 1 ≠ 1.53 / 1.71 为何?当然其差值也相当小,是否也是可以忽略的?


Answer:

20121221:1、BOD那个是按照氧来计算的根据得失电子数:氧:(5*16)/氮(2*14)=2.857不是2.85,那上面写错了,1g甲醇对应1.5的COD没错,但B/C这个就不那么准确了,所以计算有误差 2、公式的系数不同是因为牵扯了同化,二者的同化系数污泥产率不同,怎么能让它对等,不可以忽略。对于这个问题,不能仅看数字,要看出原理。BOD的公式仅仅是化学反应式,没有包含同化部分。

shizhimin82(LZ):球版说,2个公式系数比值不同是由于硝酸根与亚硝酸根的污泥产率不同产生的,但是我认为,对同一个系统而言,反硝化所需总碳源BOD总是可以转化为甲醇量,假设甲醇的B/C=a,那么C(甲醇)=BOD/1.5/a 即某个系统的反硝化碳源BOD=C(甲醇)*1.5*a,即2.85 N0 +1.71 N+ DO =1.5*a*(2.47 N0 +1.53 N +0.87D ),其相关系数的比值应该是一个常数。当仅发生反硝化时,降解1g的硝酸盐氮和1g亚硝酸盐氮所需的BOD比值应该是5:3,而正是由于产泥系数的不同,使得反硝化及同化作用共同作用时,降解相同的硝酸盐氮与亚硝酸盐氮所需的BOD比值不是5:3,而是2.47/1.53。不知以上有何缺陷或错误,亦或比值不同仍是试验误差所致。

201212221:对于亚硝态氮而言,电子数:BOD是3*16/2*14=1.71 对于硝态氮而言,电子数:BOD是5*16/2*14=2.86 由此2.86N0+1.71N。而对于实际中为1.53和2.47,由此计算出2.47N0+1.53N。



由于污泥产率的不同,1个为0.04摩细胞,一个为0.056摩细胞。

高手在民间呐,暂先不管甲醇作为外加碳源的可选择性有多高,也不说探讨这种计算公式对设计&工程的指导意义到底有多大,所谓学无止境,小编要再看看帖子好好补补课的说

http://bbs.chinacitywater.org/thread-510884-2.html

 

Question2:关于反硝化碳源选择

城镇污水处理厂,COD150 mg/L,TN50 mg/L,常规的A/O。出水总氮超标(35 mg/L左右),达标为20mg/L,氨氮已经达标(不到1 mg/L),现在求关于外加碳源的方法,用什么比较好?俺也知道加甲醇好,1g硝态氮投加3g甲醇,但是好像操作起来有点不安全,因为甲醇有毒,易挥发,怎样才能又安全又有效?有什么有机酸、碳水化合物等可以代替甲醇?


Discussion集锦:

Mojake:建议用葡萄糖,我们用葡萄糖,效果还是不错的,面粉效果比葡萄糖差。当然如果有合适的污水可以超越到A池进行反硝化,成本会降低。

13695897907(LZ):以葡萄糖为碳源,C6H12O6:NO3 -N 大约为7左右,以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇高。实际应用中,若利用反硝化处理废水中有机物,则碳氮值可略高于最佳碳氮比,以便充分利用硝酸盐并同时去除更多的有机物,反之,若以脱氮(控制总氮)为主要目的,则碳氮比应略低于最佳碳氮比,这样既能保证较高的除碳率,同时也能达到较好的除氮效果。

 

Haifeng521gdg:厌氧营养盐的配合比应该是C:N:P=350:5:1,在实际运行当中营养盐采用固体投加的比较多,如果溶液投加三中营养元素都要进行液体投加,较为麻烦,直接固体投加,用淀粉还是比较划算的。

 

goldinfire:这是个古老而又年轻的问题,说起古老,一些老专家都认为,碳原子数目越少越容易被利用,甲醇是首选。说真的,我是持怀疑态度的,只是大家都这么认为(一些专家也不知其所以然),在专家论证会上,你要是有不同看法,人家还认为你太嫩。说其年轻,我认为有必要当作一个新的问题在实践中反复摸索。毕竟实践才是检验真理的唯一标准。从微生物化学的角度来看,应该首选乙酸,因为乙酸会转变成三羧酸循环,迅速得到有效利用,A2O工艺中厌氧池聚磷菌利用挥发性脂肪酸就是这个道理。而后来的丙酸,丁酸等多碳原子最后都要转变成乙酰辅酶A才能直接进入三羧酸循环。我是坚决反对用甲醇,理由如下:

  • 一、可以杀菌,常用作蛋白质的变性剂,对微生物生长不利;

  • 二、易燃,易爆,一旦发生安全事故,后果难以设想;

  • 三,价格较贵。

 

ctshly:可投加些鸡粪等这些东西,成本低廉,而且里面营养物种类丰富,对活性污泥的新陈代谢特别的好,虽在脱氮上没有用过,但以前在帮一个生产环氧树脂的客户做改造时,由于原废水营养单一,他们以前就是经常向生化池中投加鸡粪的,效果还是不错的,对此,我曾对他们投加鸡粪做过比较长的跟踪。以前所做一个化肥废水脱氮时,在反硝化时,也是投加甲醇,主要是因为该厂的甲醇是生产上的下脚料。

 

panjinpei772:有一个碳源对反硝化率是最高的,混合挥发性脂肪酸(VFA)=甲酸:乙酸:丙酸:丁酸:戊酸=1:6:5:4:2,实用最多的碳源还是甲醇与乙酸。

若是条件运行的话,建议不要外加碳源,适当延长泥龄,减少进水也可以得到很好的效果。

yuroba:这是靠内源呼吸提供反硝化碳源?

panjinpei772:不是靠内源呼吸来提供碳源!这只是其中的一个办法而已。

 

baogang:投加淀粉,或者投加赤砂糖还有废糖蜜效果也不错。

 

mxcazw09:我觉得最好的方法就是投加生活污水,这样既可以解决碳源问题,同时也可以处理这部分污水,岂不一举两得。

 

Craig77:可以投加乙酸钠,C/N按4.125计,1000mg乙酸钠相当于520mgBOD5。

ak47sun2:乙酸钠用乙酸钙与纯碱制备或用醋酸与烧碱制备;乙酸用发酵法或人工合成法制备,原料为粮食或乙炔或木材或甲醇。因此可想而知乙酸钠作为反硝化碳源是不经济的。实验用可以考虑,工程上最好不要用。

zxtony:乙酸钠为结晶体,其极易吸水,很容易受潮结块,同时产生的酸味很大,影响操作环境。

 

20121221:TN达标需要投加大量碳源,反硝化滤池前置或者后置可以考虑。

hulijin3:如果不是实验室定向培养,建议都还是根据微生物生长需要来投加,实际现场分不到那么细。

 

Elevenn:自己加过乙醇、甲醇、白糖、淀粉、啤酒废渣、黄酒废渣,看别人用过醋酸钠、牛粪发酵物。COD高点、可生化行好点、便宜点都可以用作外碳源。

大家对于反硝化应该投加何种碳源,以及在实际工程中使用过何种碳源均给出了自己的意见和建议。一起与LZ探讨碳源选择,可前往此地址哟:

http://bbs.chinacitywater.org/forum.php?mod=viewthread&tid=152076

 

自从坛子升级为社区,最近这个活跃度啊,那叫一个高啊;这个功能变化,那叫一个大啊,而且听说手机版已经开通,APP即将上线,快来瞅瞅吧~~~

更多扩展阅读:

13个污水调试经验分享+5个常见问题释疑

【完整记录】卡鲁塞尔2000氧化沟调试日志

看完这个,想说:BOD、COD我真的了解你么?

关于膜的十个问题,你能回答几个?-老王第三期

细节决定成败,污水处理工程施工图设计应该注意的小细节

我与氨氮干一发后,一些不得不说的秘密

【重磅】葵花宝典之EGSB厌氧反应罐

【求教】去除氨氮和硝化回流有关系吗?




欢迎加入水世界,写出你的故事!更有现金打赏!

-

你是环保网红?

或是技术大拿?

还是初入职场小兵?

水世界社区,总有一块属于你的地盘


告诉我们,你的故事在哪里发生,又在哪里继续?

在水世界社区总有你的一片天地!



如何进入水世界社区?

方法一:关注微信公众号,左下角水世界互动社区;

怎么关注微信公众号,据说99%的人都会。点上面蓝色字或者扫下方二维码!


方法二:网址

PC网页网址:

http://www.chinacitywater.org/bbs

移动端网址:

http://www.chinacitywater.org/bbs

现金打赏要不要?请加入水世界,一切皆有可能!

备注:文章分享基于让更多人学习与交流,作为知识参考,不代表本公众号立场。

水世界发布在本微信公众平台的文章,除了特殊注明外,均系水世界原创作品,依照《中华人民共和国著作权法》的规定享有著作权。任何机构或个人如需转载,请注明出处,否则即构成侵权。一经发现,将依法追究有关机构或个人的法律责任。


相关精彩阅读


直接点击文字!


最值得您关注与期待的水行业盛会—中国城镇水务发展国际研讨会与新技术设备博览会,2016年12月,广州!

水世界·微水会】第四季强势到来 村镇污水大幕开启!

【微水会·第38期】正渗透膜分离技术应用研究与展望

【微水会·第37期】假期归来,你看所不知道的,玉米深加工废水,如何变废为宝!

【微水会·第36期】姗姗来迟的加拿大膜电容技术正式出炉!

Ω——来自美国宇航局的未来污水处理黑科技

【重磅】葵花宝典之EGSB厌氧反应罐

【读书会】水处理专业书籍推荐——厌氧生物技术篇



阅读原文,直接访问“水世界社区”!

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存