通常(chang)反硝化可利用(yong)的(de)碳(tan)源(yuan)分為快速碳(tan)源(yuan)(如甲醇、乙(yi)酸、乙(yi)酸鈉等)、慢速碳(tan)源(yuan)(如淀粉、蛋白質(zhi)、葡萄糖(tang)等)和細(xi)胞物質(zhi)。不(bu)同的(de)外加(jia)碳(tan)源(yuan)對系統的(de)反硝化影響不(bu)同，即使(shi)外加(jia)碳(tan)投加(jia)量(liang)相同，反硝化效(xiao)果(guo)也不(bu)同。

與(yu)慢速碳源和細胞(bao)物(wu)質相比，甲(jia)醇、乙醇、乙酸(suan)(suan)、乙酸(suan)(suan)鈉等快(kuai)(kuai)速碳源的(de)反硝化速率最(zui)快(kuai)(kuai)，因此應用較多。表1 對(dui)比了(le)四(si)種快(kuai)(kuai)速碳源的(de)性能。

1）氮平衡(heng)

進(jin)水(shui)總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)和出(chu)水(shui)總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)均包括各種(zhong)形態的氮(dan)(dan)(dan)(dan)。進(jin)水(shui)總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)主要是氨氮(dan)(dan)(dan)(dan)和有(you)機氮(dan)(dan)(dan)(dan)，出(chu)水(shui)總(zong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)主要是硝態氮(dan)(dan)(dan)(dan)和有(you)機氮(dan)(dan)(dan)(dan)。

進水總(zong)氮(dan)進入(ru)到生(sheng)物反應池(chi)，一部(bu)分通過反硝(xiao)化(hua)(hua)作用(yong)排入(ru)大(da)氣，一部(bu)分通過同(tong)化(hua)(hua)作用(yong)進入(ru)活性污(wu)泥中，剩(sheng)余的(de)出水總(zong)氮(dan)需滿足相關水質排放要求。

2）碳(tan)源投(tou)加量(liang)計(ji)算(suan)

同化作(zuo)用進入(ru)污泥中的(de)(de)(de)氮按BOD5去(qu)除量的(de)(de)(de)5%計，即0.05(Si-Se)，其中Si、Se分別為(wei)進水和(he)出水的(de)(de)(de)BOD5濃(nong)度。

反硝化(hua)作(zuo)用去除的氮與反硝化(hua)工藝(yi)缺(que)氧池容大小和(he)進水BOD5濃度有關(guan)。

反硝(xiao)化設(she)計參數的概念(nian)，是將其定義為反硝(xiao)化的硝(xiao)態氮濃度與進水BOD5濃度之(zhi)比(bi)，表示為Kde(kgNO3--N/kgBOD5)。

由此可算出反硝(xiao)化去除的(de)硝(xiao)態氮

[NO3--N]=KdeSi。

從(cong)理論上(shang)講(jiang)，反硝(xiao)化1kg 硝(xiao)態氮消耗2.86kgBOD5，即(ji)：

Kde=1/2.86(kg NO3--N/kgBOD5)

=0.35(kg NO3--N/kgBOD5)

污水處(chu)理廠需(xu)消耗外加碳源對應氮(dan)量的計算公式(shi)為(wei)：

N=Ne計(ji)-NsNe計(ji)=Ni-KdeSi-0.05(Si-Se)

式中：

N—需消(xiao)耗外加碳源對(dui)應氮量，mg/L；

Ne 計(ji)—根據(ju)設計(ji)的(de)污(wu)水水質和設計(ji)的(de)工(gong)藝參數計(ji)算出能達到的(de)出水總氮(dan)，mg/L；

Ns— 二沉池(chi)出水總氮(dan)排放標準，mg/L； 

Kde—0.35，kg

NO3--N/kgBOD5；

Si—進水BOD5濃度(du)，mg/L；

Se—出水BOD5濃(nong)度，mg/L；

Ne計需通過(guo)建立氮(dan)(dan)平衡方程計算，生(sheng)化反應系統的氮(dan)(dan)平衡見(jian)圖1。

國內較常(chang)用的是鐵(tie)鹽或鋁鹽，它們與磷的化學反應如(ru)式(1)?(2)?

Al3++PO3-4→AlPO4↓(1)

Fe3++PO3-4→FePO4↓(2)

與沉淀(dian)反應(ying)相競(jing)爭的反應(ying)是金屬(shu)離(li)子(zi)與OH-的反應(ying)，反應(ying)式如(ru)式(3)?(4)?

Al3++3OH-→Al(OH)3↓(3)

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(4)

由式(1)和式(2)可知去除(chu)1mol的磷(lin)酸鹽(yan)，需要1mol的鐵離子或鋁離子?

由于在實際工程中，反應并不是100%有效進行的，加之OH-會參與競爭，與金屬離子反應，生成相應的氫氧化物，如式(3) 和式(4)，所以實際化學沉淀藥劑一般需要超量投加，以保證達到所需要的出水 P濃度?

《給(gei)水排(pai)水設計(ji)手冊(ce)》第5冊(ce)和德(de)國設計(ji)規范中都提到(dao)了同步沉(chen)淀化學(xue)除(chu)磷可按1mol磷需(xu)投加1.5mol的鋁(lv)鹽(yan) (或鐵鹽(yan))來考(kao)慮?

為了計算方便，實際計算中(zhong)將摩(mo)爾換算成質量單位?如：

1molFe=56gFe，1 molAl=27gAl，1molP=31gP。

也就是說去(qu)除1kg磷(lin)，當采用鐵鹽時需要投(tou)加:

1.5×(56/31)=2.7 kgFe/kgP；

當采用鋁鹽時需投加:1.5×(27/31)= 1.3kgAl/kgP?

同(tong)步沉淀化學(xue)除磷(lin)系統中，想要計(ji)算出除磷(lin)藥劑的(de)投加(jia)量，關鍵是先求得需要輔助(zhu)化學(xue)除磷(lin)去除的(de)磷(lin)量?對(dui)于已經運行的(de)污水(shui)處理(li)廠及設計(ji)中的(de)污水(shui)處理(li)廠其算法有(you)所不同(tong)?

1）已經(jing)運行的污水處理廠 PPrec=PEST-PER 

(5) 式中 

PPrec——需要輔助化學除磷去除的磷量，mg/L；
PEST——二沉池出水總磷實測濃度，mg/L；
PER——污水處理廠出水允許總磷濃度，mg/L? 

2）設計中的污(wu)水處(chu)理廠(chang)

根據磷(lin)的(de)物料(liao)平(ping)衡可得: PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP 

(6) 式(shi)中 

PIAT——生化系統進水中總磷設計濃度，mg/L； 
PBM ——通過生物合成去除的磷量，PBM= 0.01CBOD，IAT，mg/L；
CBOD，IAT——生化系統進水中BOD5實測濃度，mg/L； 
PBioP——通過生物過量吸附去除的磷量，mg/L?

PBioP值(zhi)(zhi)與多種因素有關，德國 ATV-A131標準中推薦PBioP的取值(zhi)(zhi)可(ke)根(gen)據如下(xia)幾種情(qing)況進行(xing)估算：

(1)當生化系(xi)統(tong)中(zhong)設有前置厭氧池(chi)時(shi)，PBioP可(ke)按(an)(0.01~0.015)CBOD，IAT進行估(gu)算? 

(2)當水溫較(jiao)低(di)?出水中硝態氮濃度≥15mg/L，即(ji)使設有前置(zhi)厭氧池(chi)，生物除磷的效果也將(jiang)受到一定的影(ying)響，PBioP可按(0.005~0.01)CBOD，IAT進(jin)行(xing)估算? 

(3)當生化(hua)系統中(zhong)設有前置反(fan)硝化(hua)或多級反(fan)硝化(hua)池，但未(wei)設厭氧池時，PBioP可(ke)按≤0.005CBOD，IAT進行估算?

(4)當水溫較(jiao)低，回流(liu)至反硝化區(qu)的內回流(liu)混合液(ye)部分回流(liu)至厭氧池(chi)(chi)時(shi)(此時(shi)為改善反硝化效果將(jiang)厭氧池(chi)(chi)作(zuo)為缺氧池(chi)(chi)使用)，PBioP可(ke)按≤0.005CBOD，IAT進行(xing)估算? ;

泵(beng)的(de)揚程計(ji)(ji)算是(shi)選(xuan)擇(ze)泵(beng)的(de)重要依據(ju)，這是(shi)由管(guan)網系(xi)統(tong)的(de)安裝和操作條件(jian)決定的(de)。計(ji)(ji)算前應首(shou)先繪制流程草(cao)圖，平、立面布置圖，計(ji)(ji)算出管(guan)線(xian)的(de)長度、管(guan)徑(jing)及管(guan)件(jian)型式和數量(liang)。

一般管網(wang)如下圖所(suo)示，（更多圖例可參考化工(gong)工(gong)藝設計手冊）。

D——排出幾何(he)高度，m；

取值：高(gao)于泵入(ru)口中心線：為(wei)正；低于泵入(ru)口中心線：為(wei)負(fu)；

S——吸入幾(ji)何高度，m；

取(qu)值：高(gao)于(yu)泵(beng)入(ru)口中心(xin)線：為負；低(di)于(yu)泵(beng)入(ru)口中心(xin)線：為正；

Pd、Ps——容器內操作壓力，m液柱(zhu)（表壓）；

取(qu)值：以表(biao)壓正負為準(zhun)

Hf1——直管阻力損(sun)失，m液(ye)柱；

Hf2——管件阻力(li)損失，m液柱(zhu)；

Hf3——進出(chu)口(kou)局部阻(zu)力損(sun)失，m液柱(zhu)；

h ——泵的揚程，m液柱。

h＝D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps

h= D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps

h= D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps

計算式中各參數符號(hao)的意義(yi)

某些工業管材的ε約值見下(xia)表

管網局部阻力計算

常用管件和閥件底局部阻力系數ζ

過水(shui)斷面(mian)積A：A=Q/v，m2（1）式中：

Q——處(chu)理水量，m3/min;

v——水平流(liu)速，m/min;

v≤15u （2）

式中 

G——重(zhong)力加速度，980cm/s2

ρ油——油的密度，g/cm3

ρ水——水的密度，g/cm3

d——油滴粒徑(jing)，一般取0.015cm

μ——動力粘度系數，(g·s)/cm2，當水溫為20℃時μ=0.0102

u——油(you)滴上浮速度，m/min

池子(zi)寬度B和(he)有(you)效水深h1，按(an)設計基準(zhun)取(qu)下限值，然后校核Bh1≥A，否則重新設定B、h1值。

池總長度 L=L1+L2+L3+L4

式中(zhong) 

L1——布(bu)水槽(cao)寬度，一般取0.5～0.8m;

L2——油(you)水分離(li)區有效長度，m;

L2＝kvt，m (3-5-39)

式中 

t——沉淀時間，min

t=h1/u (3-5-40)

其他符號同前

L3——集(ji)水(shui)槽寬度，一(yi)般取0.8m;

L4——吸水井寬(kuan)度，m。

吸水(shui)井有效(xiao)容積大(da)于排水(shui)泵5min排水(shui)量。

浮(fu)油(you)(you)(you)(you)經撇油(you)(you)(you)(you)管(guan)收集，自流出水(shui)外(wai)。在浮(fu)油(you)(you)(you)(you)量不 大(da)，來水(shui)比較穩定時，可(ke)在池外(wai)用油(you)(you)(you)(you)桶(tong)接受(shou)，否則 需(xu)設貯(zhu)(zhu)油(you)(you)(you)(you)坑(keng)，坑(keng)頂面高度(du)與隔油(you)(you)(you)(you)池頂相(xiang)平。對溫度(du) 低時粘度(du)較大(da)的浮(fu)油(you)(you)(you)(you)，貯(zhu)(zhu)油(you)(you)(you)(you)坑(keng)里可(ke)設蒸汽加熱(re)。

1—料斗；2—定量給料器；3—溶解溶液桶；

 4—攪拌機；5—計量泵；6—Y型過濾器(qi)

來源：工業廢水圈