目前國(guó)內(nèi)對(duì)于總氮指標(biāo)控制非常嚴(yán)格，在實(shí)際運(yùn)行中總氮的控制也相對(duì)滯后，在線硝態(tài)氮儀表還沒有普及，往往出現(xiàn)出水TN升高，大量投加碳源，但出水TN仍然上升，甚至COD還會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，而在幾個(gè)小時(shí)或者十幾個(gè)小時(shí)后，出水TN開始大幅下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)，這不僅導(dǎo)致了總氮指標(biāo)的不穩(wěn)定性，而且外加碳源浪費(fèi)，今天咱們就探討總氮控制過程中，最重要的控制變量：內(nèi)循環(huán)回流量和外碳源類型。

一、內(nèi)循環(huán)回流量

通過內(nèi)循環(huán)將好氧段產(chǎn)生的硝態(tài)氮回流到缺氧區(qū)，反硝化才能順利進(jìn)行，過高或過低的回流量都會(huì)造成不利影響，過低的回流量會(huì)導(dǎo)致好氧段產(chǎn)生的硝態(tài)氮不能及時(shí)回流到缺氧區(qū)，同時(shí)缺氧區(qū)的反硝化潛力發(fā)揮不出來，而外加的碳源由于沒有硝態(tài)氮而進(jìn)入好氧區(qū)，即浪費(fèi)了碳源，又會(huì)消耗了溶解氧，人為提高了系統(tǒng)的負(fù)荷；過高的回流量會(huì)導(dǎo)致大量的溶解氧帶到缺氧區(qū)，破壞缺氧區(qū)環(huán)境。

在污水系統(tǒng)運(yùn)行過程中，有兩種總氮控制思路，分別做介紹：

1、低內(nèi)循環(huán)量，低缺氧區(qū)出水TN

根據(jù)理論脫氮率確定出最低內(nèi)循環(huán)量，執(zhí)行最低的內(nèi)循環(huán)量，外加碳源后，確保缺氧區(qū)出水的硝態(tài)氮在1-2mg/L，此時(shí)由于內(nèi)循環(huán)量不高，此時(shí)缺氧區(qū)出水的TN在15mg/L左右，在好氧段和二沉池會(huì)有一部分同化或反硝化去除效果，保證出水TN小于15mg/L。

2、高內(nèi)循環(huán)量，高缺氧區(qū)出水TN

根據(jù)理論脫氮率確定出內(nèi)循環(huán)量，執(zhí)行內(nèi)循環(huán)量+1，比如計(jì)算出內(nèi)循環(huán)量為200%，即執(zhí)行300%，外加碳源后，確保缺氧區(qū)出水的硝態(tài)氮在7-8mg/L，缺氧區(qū)出水的TN在15mg/L以內(nèi)，好氧區(qū)的硝態(tài)氮在8-12mg/L，確保出水的TN在15mg/L以內(nèi)。

咱們對(duì)比一下這兩種方式，第一種運(yùn)行方式適合進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)小，同樣的缺氧區(qū)池容的情況下，缺氧區(qū)的實(shí)際水力停留時(shí)間相對(duì)于第二種模式要長(zhǎng)，因此對(duì)于一些反硝化速率低的碳源也會(huì)有比較好的效果，比如葡萄糖類的碳源，該方式的優(yōu)點(diǎn)是盡可能的降低了好氧區(qū)的溶解氧對(duì)于缺氧段的環(huán)境的破壞，會(huì)降低碳源的額外消耗，咱們簡(jiǎn)單舉例，比如內(nèi)回流增加100%，好氧段DO控制在3mg/L，以葡萄糖為例，1kg固體葡萄糖消耗0.44kg氧，相當(dāng)于額外增加了1.5mg/L的TN，這1.5是3除以0.44折算出葡萄糖的量再除以4.66，需要額外投加7mg/L的固體葡萄糖。該方式的缺點(diǎn)是當(dāng)進(jìn)水波動(dòng)的時(shí)候，特別是進(jìn)水TN大幅上升的時(shí)候，由于內(nèi)回流量不足，好氧回流的硝態(tài)氮不足，雖然缺氧區(qū)出水硝態(tài)氮仍然控制在1-2mg/L，但TN會(huì)超過15mg/L，會(huì)出現(xiàn)出水TN的波動(dòng)，因此這種方式雖然非常節(jié)省碳源，但并不適用于進(jìn)水波動(dòng)大的水質(zhì)。

第二種運(yùn)行方式適合進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大的情況，通過大比例的內(nèi)回流量，將好氧段的硝態(tài)氮盡可能回流到缺氧段，缺氧區(qū)硝態(tài)氮的控制在7-8mg/L，好氧段的硝態(tài)氮控制在8-12mg/L左右，這種控制方式會(huì)最大程度的減少了進(jìn)水波動(dòng)帶來的不利影響，由于內(nèi)循環(huán)量比較大，會(huì)導(dǎo)致缺氧段的實(shí)際水力停留時(shí)間大幅下降，比如以常規(guī)的缺氧區(qū)4小時(shí)的名義停留時(shí)間來看，當(dāng)內(nèi)循環(huán)量在300%，外回流量在100%，缺氧區(qū)的實(shí)際停留時(shí)間在4/(1+3+1)=0.8小時(shí)，從前面咱們看到的反硝化速率來看，葡萄糖類的碳源由于反硝化速率慢，會(huì)導(dǎo)致在缺氧段不能完全反應(yīng)，其他類碳源相對(duì)要好些，但也會(huì)造成一部分碳源進(jìn)入好氧段，這也說明了為什么碳源投加到缺氧段，第一種方式可以實(shí)現(xiàn)缺氧區(qū)出水硝態(tài)氮在1-2mg/L，而第二種方式只能實(shí)現(xiàn)出水硝態(tài)氮在7-8mg/L，因此第二種方式實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定達(dá)標(biāo)而犧牲了碳源投加成本。

二、外碳源類型

當(dāng)進(jìn)水碳源明顯不足時(shí)，必須外加碳源，碳源的選型非常重要，除小規(guī)模系統(tǒng)使用固體碳源外，目前絕大部分都在使用液體碳源，液體碳源不僅節(jié)省溶藥投資成本和人工成本，而且濃度均一，不存在濃度波動(dòng)。常用的液體碳源有乙酸鈉、葡萄糖、新型碳源，少數(shù)地方會(huì)選擇甲醇、乙酸。

液體乙酸鈉：COD當(dāng)量在20萬(wàn)左右（乙酸鈉的有效量在25%），含量繼續(xù)升高的情況下，會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。

液體葡萄糖：以食品級(jí)為主，COD當(dāng)量在60萬(wàn)左右，（單糖有效含量85%以上）

新型碳源：COD當(dāng)量20萬(wàn)-40萬(wàn)之間，以小分子醇類、酸類復(fù)配。

生物質(zhì)碳源：COD當(dāng)量100萬(wàn)左右，含有較多大分子物質(zhì)。

四種類型碳源各有優(yōu)劣勢(shì)：

反硝化速率：新型碳源≥乙酸鈉＞液體葡萄糖或生物質(zhì)碳源

污泥產(chǎn)量：液體葡萄糖或生物質(zhì)碳源≥乙酸鈉＞新型碳源

性價(jià)比：新型碳源＞液體葡萄糖或生物質(zhì)碳源＞乙酸鈉

在安全性有保障的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇甲醇、乙酸，常用的碳源類型中，醇類產(chǎn)泥量最小，其次是酸類，再次是糖類或生物質(zhì)碳源類。

具體到項(xiàng)目上：活性污泥法工藝、低負(fù)荷系統(tǒng)，需要良好的污泥活性可以考慮使用葡萄糖類，反硝化濾池工藝應(yīng)優(yōu)先選擇新型碳源、乙酸鈉類，活性污泥法工藝、常規(guī)負(fù)荷系統(tǒng)可以考慮選擇新型碳源類，反硝化速率快，產(chǎn)泥量少。

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