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编辑|胖先生的水处理日记
来源|讨论
大家好，我是胖哥，欢迎阅读我的日记。
前些天，我认识的几个污水处理厂运营人员，坐到一起组了个局，相互聊了聊有关污水厂运营方面的事情。
这几位负责运营的都是生活污水处理厂，所以对于他们来说，其实没有什么技术上的难题亟待解决。
大家最关心的，还是如何降低平日的运营成本。
而污水厂的运营，最大的两部分就是电费和药剂，说占到整个水厂支出的70%，都不为过。
在降低电费方面，大家普遍的解决方案就是升级设备，旧的换新的，工频变变频。
再厉害一点的，在厂区做个太阳能光伏发电，顺道还能申请个节能降碳标兵什么的。
药剂方面的，一方面自然也得升级设备，尽量让加药量和进水量、指标相匹配。
另一方面就是尽量降低加药量，精打细算的花好每一分钱。
说道降低加药量这个话题，大家首先想到的就是碳源了。
为了节约在碳源方面的支出，大家伙也是绞尽脑汁，怪招频出，行的不行的都准备拿来试试效果。
有把乙酸钠换复合碳源的，也有升级加药系统的。
这时候有人就提出了这样一个问题：
“我其实一直就不明白，为啥咱们得反硝化C/N就非得控制在4~6呢？明明反硝化的理论C/N只需2.86就行啊！”
“如果真要能按照2.86投加碳源的话，那不就能降低一半左右的成本了？”
“是不是我们的工艺控制，做的还不到位呢？”
我接话说道：
“你说的没错，的确是我们的工艺控制做的不到位。”
“但也没法做到位，尤其是C/N这块，还真就没办法降到2.86这个理论值！”
听我这么一说，大家纷纷转头看过来。
我一看这架势，估计不止那一位有这个疑问，在场的人们大概率都是琢磨着如何降低C/N的比值呢！
哈哈，接下来我就又要当恶人了，就来亲手打碎他们的幻想吧。
我先是问了一个问题：
“各位，对于反硝化单元来说，总的需碳量，应该包括哪几部分呢？”
一人回答说道：
“就是反硝化脱氮的碳源消耗量啊！”
我摇摇头，说道：
“你说的不对，那只是我们的主要任务目标。”
“但为了达成这个目标，我们还需要考虑下其他方面的代价，例如溶解氧！”
说罢，我附身低头，拿起桌上纸笔，写了一个方程式：
COD=2.86×c(NO₃⁻-N)+1.71×c(NO₃⁻-N)+DO
式中：
c(NO₃⁻-N)为水中硝酸盐氮的质量浓度，单位mg/L。
c(NO₂⁻-N)为水中亚硝酸盐氮的质量浓度，单位mg/L。
写完后，我指着这个公式对大家说：
“从这个公式中能看出，缺氧A池内碳源的消耗，很明显是由3部分组成的。”
“硝酸盐反硝化消耗+亚硝酸盐反硝化消耗+溶解氧消耗。”
我刚说完，有人就提出了疑问：
“不对啊胖工，反硝化的碳源消耗，不就是2.86吗，怎么你这里又冒出来一个1.71呢？”
我说：
“咱们平时计算反硝化脱氮的碳源需求量，都是默认水中为NO₃⁻，说白了就是好氧硝化作用很彻底，不含NO₂⁻。”
“但实际上，很多时候O池的回流液也是含有NO₂⁻的，也即缺氧池的总氮成分中，同时含有NH₄⁺-N、NO₂⁻-N和NO₃⁻-N。”
“当然，如果你并不区分NO₂⁻还是NO₃⁻的话，都按照NO₃⁻-N计算，那算出来的C/N，肯定也是够用的。”
“不过你自己不也说了吗，你就是想把缺氧池的碳源消耗降到最低，那咱就完全按照实际情况来。”
“毕竟NO₂⁻-N对于碳源的消耗，要比NO₃⁻-N更低！”
说完，我继续低头书写起来。
NO₃⁻+5H(电子供给体-有机物)→0.5N₂+2H₂O+OH⁻
NO₂⁻+3H(电子供给体-有机物)→0.5N₂+H₂O+OH⁻
O₂+4H(电子供给体-有机物)→2H₂O
写罢，我继续说到：
“先看方程式1，可知去除1mol的NO₃⁻，需要5mol的H(电子供给体-有机物)。”
“再看方程式2，可知去除1mol的NO₂⁻，需要3mol的H(电子供给体-有机物)。”
“而根据方程式3可知，4mol的H(电子供给体-有机物)，对应1mol的O₂。”
“同理，去除1mg/L的NO₂⁻-N，需要消耗的碳源COD=1.71mg/L。”
“计算过程是这样的。”
说完，我接着写道：
COD=1÷14×3÷4×1×32=1.71
“至于溶解氧，那和消耗的COD比例关系，就是1:1，这个就没什么好说的了。”
等我这一连串的话说完，哥几个总算是回过味儿来了：
“你说的也有道理啊，就算再怎么经验丰富的高手来调，他也不可能保证好氧池的回流液中不携带一点溶解氧，所以也就不可能一点碳源都不浪费了！”
我点点头说：
“是啊，毕竟好氧池是个承前启后的单元。”
“你不能光看缺氧池，它后面还有二沉池呢，如果好氧池出水溶解氧太低了，二沉池又容易浮泥了。”
“所以一点溶解氧不带，那几乎就是不可能的。”
“而带回来溶解氧，势必就会增大缺氧池的碳源消耗，自然就不能按照2.86这个最低比例投加碳源了。”
“更何况如果你真的按照这个最低比例投加碳源的话，那要想实现硝态氮的彻底去除，停留时间就必然得做得高高的，这也不现实。”
“所以我们不得不按照C/N=4~6的比例去投加碳源，说白了就是一种以碳源换空间的打法，不得已而为之的妥协罢了！”
我说完后，又有人质疑道：
“胖工，我觉得你这里用COD来代表碳源的投加量，不对啊，不应该是BOD吗？”
对于这个问题，我也是挺无奈。
因为不止一个人总是揪着我文章里面的COD不放了。
他们的大致观点就是：
“COD并不能完全被生化利用，因此必须用BOD来表示！”
咱们以前也说过这个事儿，如果用BOD来表示的话，你到底是用BOD5，还是BODu呢？
如果是BOD5的话，对应溶解氧，还能是1:1的关系吗？
对应碳源的换算系数，例如乙酸钠，还能是0.78吗？
很明显都不是了。
那如果是BODu的话，对于碳源来说，和COD有别吗？
反正都能被利用！
所以您各位就别再COD和BOD这个问题上纠结了。
好了，关于今天去除总氮，为啥不能按照理论最低C/N比例投加碳源的话题，说到这就结束了。
如果您各位还有其他意见的话，咱们留言区见。
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