碳源投加過量后 我才搞清CNP比100:5:1和CN比4~6的區別!
【谷騰環保網訊】【社區案例】活性污泥中微生物生長的C:N:P比值為100:5:1;而脫氮時要求C:N在4~6?100:5:1和4~6這個數據是怎么來的,為什么?
一、CNP比100:5:1是怎么來的?
CNP比100:5:1的比例是針對于好氧除碳工藝的營養比!而非厭氧與脫氮工藝的CNP比!
100:5:1比例的來源:
說法一:Mc Carty于1970年將細菌原生質分子式定為C5H7O2N,若包括磷為C60H87N12O23P,其中C、N、P所占的百分數分別為52.4%、12.2%、2.3%。對于好氧生物處理過程來說,在被降解的BOD5中,約有20%的物質被用于細胞物質的合成,80%被用來進行能量代謝所以進水中BOD:N:P=(52.4%/20%):12.2%:2.3%=100:5:1。
說法二:細菌C:N=4-5,真菌C:N=10,活性污泥系統中的C:N=8(介于二者之間),同時由于只有40%的碳源進入到細胞中,所以這個比例就是20,即100:5磷的比例參照一。
二、CN比4~6是怎么來的?
CN比4~6的比例是針對于脫氮工藝的營養比!
假設C為甲醇,甲醇氧化的過程可用(1)式所示,
CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O(1)
1、反硝化的時候,如果不包含微生物自身生長,方程式非常簡單,通常以甲醇為碳源來表示。
6NO3-+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)
由(1)式可以得到甲醇與氧氣(即COD)的對應關系:1mol甲醇對應1.5mol氧氣,由(2)式可以得到甲醇與NO3-的對應關系,1mol甲醇對應1.2molNO3-,兩者比較可以得到,1molNO3--N對應1.25molO2,即14gN對應40gO2,因此C/N=40/14=2.86。
2、反硝化的時候,如果包含微生物自身生長,如(3)式所示。
NO3-+1.08CH3OH→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)
同樣的道理,我們可以計算出C/N=3.70。
理論上只要CN比為2.86時,就可以完全脫氮,如果在加上微生物自身生長,CN比為3.70時可以完全脫氮,但是理論終究是理論,并沒有考慮內回流所攜帶的氧氣。
正常情況下,反硝化菌只有在消耗完內回流攜帶的氧氣之后才進行反硝化,所有,這一部分的氧氣也是消耗了碳源,所以在一些手冊中也給予了規定,要求AO脫氮工藝的CN比控制大于4,一般控制在4-6之間!
三、碳氮磷投加的通用公式
投加量的計算的前提是單位換算,筆者一直強調這一點,很多小伙伴算錯主要還是單位沒有換算或者換算錯誤!把換算過程寫下來,記住這個比例以后就不會出錯了:
1PPM=1mg/L=1g/m^3=0.001kg/m^3
按照上面的轉換關系,以下投加量的計算,必須將各個變量的單位轉化成統一單位才能代入計算!
1、碳源投加
1)除碳工藝:
X=進水量*(20*N差值1-C差值)/碳源COD當量其中:X——除碳工藝碳源投加量N差值1——進水氨氮(或TKN)-排放要求的氨氮C差值——進水COD-出水COD
2)脫氮工藝:
Y=進水量*(5*N差值2-C差值)/碳源COD當量其中:Y——脫氮工藝碳源投加量N差值2——進水TN-排放要求的TNC差值——進水COD-出水COD
3)除磷工藝:
Z=進水量*(15*TP差值-C差值)/碳源COD當量其中:Z——除磷工藝碳源投加量TP差值——進水TP-排放要求的TPC差值——進水COD-出水COD脫氮除磷工藝:
W=進水量*(5*N差值2+15*TP差值-C差值)/碳源COD當量其中:
W——脫氮除磷工藝碳源投加量N差值2——進水TN-排放要求的TNTP差值——進水TP-排放要求的TPC差值——進水COD-出水COD
2、氮源的投加
氮源的投加都是在除碳工藝中,碳源充足,氮源缺少,這種情況我們用到的CN比就是除碳工藝的100:5,也就是20:1了!公式:N=進水量*(C差值1/20-N差值1)/氮源中的TKN含量其中:N——氮源投加量
C差值1——進水COD-排放要求的CODN差值1——進水氨氮(或TKN)-排放要求的氨氮
3、磷鹽的投加
磷鹽的投加和氮源的投加一樣,都是在除碳工藝中,碳源充足,磷源缺少,這種情況我們用到的CP比就是除碳工藝的100:1了!公式:
P=進水量*(C差值1/100-TP差值)/磷鹽中的磷含量其中:
P——磷鹽投加量
C差值1——進水COD-排放要求的CODTP差值——進水TP-排放要求的TP
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