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什么是碳源的COD当量?

1、什么是碳源的COD当量?


前段时间有小伙伴问COD当量到底是什么?查阅了很多资料发现目前对碳源的COD当量并没有官方上的定义,所以根据实际中的使用习惯做一个总结性的定义,碳源的COD当量可以理解为单位体积或者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mg/kg。


碳源分干剂和液体两种,对于干剂碳源,咱们一般以单位质量来计算,一般是以克或者千克为单位,例如,1Kg干粉葡萄糖的COD当量是1Kg,换算成常用的mg的单位是100万mg/Kg。对于液体碳源来说,行业中是以升(L)作为单位的,很多碳源厂家所宣称的液体碳源COD当量几十万,就是1L的液体碳源的COD的量,我们感觉很厉害的样子,其实换算一下还不如98%的葡萄糖COD当量高(密度按1kg/L算)!


当然,碳源的好坏COD当量不是唯一一个评价指标,利用率、性价比、脱氮效率、碳源残留等等都要考虑的(后期如果有时间会写一下这些指标),所以,COD当量低不一定不是好碳源!例如乙酸钠是公认的好碳源,但是其干剂的COD当量也只有78万mg/Kg,液体的乙酸钠很多才30万mg/L左右,COD当量比不过葡萄糖,价格还是葡萄糖的数倍,但是人家确实是比葡萄糖好的碳源!


2、碳源投加量计算的思路总结


碳源投加计算的思路需要从最深处入手层层剥茧来看本质,只要你看懂了本文,以后那些所谓的碳源投加计算的文章都不需要看了!


1、工艺的判断


很多小伙伴对于碳源的投加认知,还停留在初学阶段,只认识CNP比100:5:1,CN比控制在4-6,但是,这些比例到底啥时候用?啥工艺用呢?可能分不清楚!所以,碳源投加首先必须分清楚自己是什么工艺!除碳?脱氮?除磷?还是脱氮除磷?


如何区分?


很简单!记住这几个判断点:除碳工艺就是单纯的曝气(例如单纯的曝气池、单纯的MBR、接触氧化、经典SBR等);脱氮是经历的缺氧和好氧的交替(例如AO带内回流,氧化沟、AAO等);除磷是经历的厌氧与好氧的交替(AO不带内回流、AAO、氧化沟等);脱氮除磷是经历了厌氧、缺氧、好氧环境的交替(AAO、氧化沟等)。


脱氮工艺碳源一定要投加到缺氧池进口,除磷工艺碳源一定是投加到厌氧池进口!脱氮除磷工艺可以分布投加!


除碳工艺为什么加碳源?


这里必须啰嗦几句,要不等理解计算后会有疑问,除碳工艺不只是除COD,还协同除氮除磷,就如同笔者虽然看着很帅,其实,心灵也是很美的!所以,除碳工艺中你只要负责把这几个营养比例配齐就行了,本文是碳源投加,设定的是N、TP充足的情况下,但在正常情况下,TP往往太多了,实际上不会以TP的数值去配平的,这一点要关注一下!


2、营养比例的选择


分清自己是什么工艺之后,就要选着营养比例了!


除碳工艺:CNP比100:5:1


脱氮工艺:CN比4-6,取中间值5


除磷工艺:CP比15:1


3、碳的数值选择


很多同行对碳源计算使用COD还是BOD比较疑惑,个人的思路是工程中使用COD计算,这样就有一个余量的缓冲,不至于碳源投加的过量,既然一切为实际服务,那什么情况下计算都选择COD是错不了的!


所以,选择COD还是BOD?


那就COD吧!


4、氮的数值选择


对于氮的数值选择,大部分小伙伴是分不清的,也常常忽略这一点!


记住一点!


除碳工艺选择TKN(凯氏氮,氨氮+有机氮的值),不过对于市政污水,没有工业废水混合的情况下,有机氮很少的,可以直接用氨氮,反正你自己的来水有没有有机氮自己清楚,自己判断!


脱氮工艺选择TN(总氮,氨氮+硝态氮+有机氮的值),为什么除碳工艺没有硝态氮,这里说清楚一下,大家理解后就能记住了,因为单纯的除碳工艺,微生物无法利用硝态氮代谢(合成+分解)只能利用氨氮,而硝态氮对于脱氮工艺的反硝化阶段恰恰是必须的电子受体(受氢体)!


5、磷的数值选择


没什么好说的,数值多少就是多少!不过前面说过TP一般过量,这个数值不用!


6、单位换算


对于碳源投加的计算,我一直强调其实就是单位的换算,这一步,很多小伙伴会算出错,这个考验的是高中的物理知识。


不过,笔者把换算过程写下来,记住这个比例以后就不会出错了


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详细且不统一,本文给大家统一一下:


1、除碳工艺:


X=进水量*(20*N差值1-C差值)/碳源COD当量


其中:


X——除碳工艺碳源投加量


N差值1——进水氨氮(或TKN)-排放要求的氨氮


C差值——进水COD-出水COD


2、脱氮工艺:


Y=进水量*(5*N差值2-C差值)/碳源COD当量


其中:


Y——脱氮工艺碳源投加量


N差值2——进水TN-排放要求的TN


C差值——进水COD-出水COD


3、除磷工艺:


Z=进水量*(15*TP差值-C差值)/碳源COD当量


其中:


Z——除磷工艺碳源投加量


TP差值——进水TP-排放要求的TP


C差值——进水COD-出水COD


4、脱氮除磷工艺:


W=进水量*(5*N差值2+15*TP差值-C差值)/碳源COD当量


其中:


W——脱氮除磷工艺碳源投加量


N差值2——进水TN-排放要求的TN


TP差值——进水TP-排放要求的TP


C差值——进水COD-出水COD


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