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除碳工艺 如何计算氮磷投加量?

2022-05-10信息来源 : 环保工程师

【社区案例】请教一下,我们是除碳工艺,COD1500-2000mg/L,请问氨氮和总磷维持在多少呢,买的是尿素和磷酸二氢钾,怎么计算投加量呢?

氮、磷营养元素投加量的确定是合理投加营养剂的前提。在除碳工艺过程中确认投加氮、磷营养元素的量的时候,通常采用如下的经验比例进行计算,即有机物:氮:磷=100:5:1。比例式中,有机物可以用 C 来表示,氮可以用 N 来表示,磷用 P 来表示,表达式可以转变为:C:N:P=100:5:1。此比值可以理解为每分解 100g 有机物,对应需要消耗 5g氮和 1g 的磷,才能保证活性污泥分解有机物时对营养剂的需求是平衡的。

在实际的工程应用中往往发现,通过理论计算出的N、P投加量往往较实际需求量大,分析其主要原因是:进流污水、废水中或多或少还是含有营养元素的,如果忽略了这部分营养元素的含量,按理论投加量投加,就会出现排放水氮、磷超标了。因此,要对进流污水、废水中氮、磷值引起足够重视,将此部分氮磷含量计算出来,从理论计算值中扣除掉,这样投加的氮、磷含量就不会过量了。

一、氮源添加量计算方法

目前对N的争议比较少,一般认同为TKN,除了特定的工业污水,实际进水中有机氮很少,所以投加中按氨氮投加计算居多,N源的投加量为:

N=V*G/Y

式中:

N—N源投加量

V—池内水量

G—需要补充N的差值

Y—N源换算成的N量

1、尿素作为添加N源(CH4N2O 分子量:60.06 g/mol)

尿素含N量46.7%,若需添加1g N源,则需添加尿素 Y=1/0.467=2.14 g

2、硫酸铵做为添加N源((NH4)2·SO4 分子量:132.14)

硫酸铵含N量 21.2%,若需添加1g N 源,则需添加硫酸铵 Y=1/0.212=4.72 g

3、硝酸铵做为添加N源(NH4NO3 分子量80g/mol)

硝酸铵含N量 35%,若需添加1g N 源,则需添加硝酸铵 Y=1/0.35= 2.86 g

二、 磷酸盐添加量计算

普通污泥培养一般按CNP比100:5:1计算,目前对TP是没有争议的一般认同为磷酸盐,除了特定的有机磷与次磷的工业污水,实际投加中按磷酸盐计算,P源的投加量为:

P=V*G/Z

式中:

P—P源投加量

V—池内水量

G—需要补充N的差值

Z—P源换算成的磷酸盐的量

1、磷酸二氢钠作为添加P源(Na2HPO4.7H2O,分子量268.07 g/mol)

磷酸二氢钠含P量 11.57%,若需添加1g P 源,则需添加磷酸二氢钠 Z=1/ 0.1157= 8.64 g

2、磷酸氢二钾做为添加P源(K2HPO4-3H2O,分子量 228.22

g/mol)

磷酸氢二钾含P量13.6%,若需添加1g P源,则需添加磷酸氢二钾 Z=1/ 0.136 = 7.35 g

3、磷肥过磷酸钙做为添加P源

磷肥中有效磷为可溶性的五氧化二磷(P₂O5,分子量141.94g/mol)

磷肥中有效磷含量为12%,P₂O5 的含P 量为 43.66%,若需添加1g P源,则需添加磷肥 Z=1/(0.12×0.4366)=19.09 g

三、实例计算

我们以社区帖子为案例,系统能够利用的碳源COD按2000mg/L计,按照CNP比100:5:1计算,那么需要氨氮:100mg/L,TP:20mg/L!1吨水需要氨氮100g,TP20g!

尿素作为添加N源,若需添加1g N源,则需添加尿素 2.14 g,所以,1吨水需要200*2.14=428g!

磷酸二氢钾KH2PO4做为添加P源,若需添加1g P源,则需添加磷酸二氢钾 4.38 g,所以,1吨水需要20*4.38=87.6g!

然后减去系统中自带的氮磷的含量,就是投加量了!