通常(chang)反硝化(hua)可利用的碳源(yuan)分為快(kuai)速碳源(yuan)(如甲醇、乙酸(suan)、乙酸(suan)鈉等(deng))、慢速碳源(yuan)(如淀(dian)粉、蛋(dan)白(bai)質、葡萄糖等(deng))和(he)細胞物質。不同(tong)(tong)(tong)的外加碳源(yuan)對系(xi)統的反硝化(hua)影響不同(tong)(tong)(tong)，即使外加碳投(tou)加量相(xiang)同(tong)(tong)(tong)，反硝化(hua)效果(guo)也不同(tong)(tong)(tong)。

與慢速碳(tan)源和細胞物質相比，甲醇(chun)、乙(yi)醇(chun)、乙(yi)酸、乙(yi)酸鈉(na)等(deng)快(kuai)速碳(tan)源的反硝化(hua)速率最快(kuai)，因(yin)此應用較多。表(biao)1 對比了四種快(kuai)速碳(tan)源的性能。

1）氮平衡

進水總(zong)(zong)氮(dan)(dan)(dan)和出水總(zong)(zong)氮(dan)(dan)(dan)均包括各種(zhong)形態(tai)的氮(dan)(dan)(dan)。進水總(zong)(zong)氮(dan)(dan)(dan)主要是(shi)氨氮(dan)(dan)(dan)和有(you)機氮(dan)(dan)(dan)，出水總(zong)(zong)氮(dan)(dan)(dan)主要是(shi)硝態(tai)氮(dan)(dan)(dan)和有(you)機氮(dan)(dan)(dan)。

進(jin)水總(zong)(zong)氮(dan)進(jin)入到生物反應池，一(yi)部(bu)分通(tong)(tong)過反硝化作用(yong)排入大氣，一(yi)部(bu)分通(tong)(tong)過同化作用(yong)進(jin)入活性污泥中，剩余的出(chu)水總(zong)(zong)氮(dan)需滿足(zu)相關水質排放要求。

2）碳源投加量計算

同化作用進入污泥中(zhong)的氮按BOD5去除量的5%計，即0.05(Si-Se)，其中(zhong)Si、Se分(fen)別為進水(shui)和出水(shui)的BOD5濃度。

反(fan)硝化作用去除的氮與反(fan)硝化工(gong)藝缺氧池容大小和進水BOD5濃度有關。

反硝(xiao)化設(she)計(ji)參數的概(gai)念，是將其(qi)定義為反硝(xiao)化的硝(xiao)態氮濃(nong)度與進水BOD5濃(nong)度之比，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。

從理論上講，反硝化1kg 硝態氮消耗2.86kgBOD5，即：

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

=0.35(kg NO3--N/kgBOD5)

污水處(chu)理廠(chang)需(xu)消耗外加碳源對應氮量的(de)計(ji)算公式(shi)為：

N=Ne計-NsNe計=Ni-KdeSi-0.05(Si-Se)

式(shi)中：

N—需消耗外加碳源(yuan)對(dui)應氮(dan)量，mg/L；

Ne 計(ji)—根據(ju)設計(ji)的污水水質和設計(ji)的工藝參數(shu)計(ji)算出能達(da)到(dao)的出水總氮(dan)，mg/L；

Ns— 二沉池出水總氮排放標準，mg/L； 

Kde—0.35，kg

NO3--N/kgBOD5；

Si—進水BOD5濃度，mg/L；

Se—出水BOD5濃(nong)度，mg/L；

Ne計(ji)需通過建(jian)立氮(dan)平衡方程計(ji)算，生化反應系(xi)統的氮(dan)平衡見圖1。

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

Al3++PO3-4→AlPO4↓(1)

Fe3++PO3-4→FePO4↓(2)

與(yu)沉(chen)淀反(fan)應(ying)相競(jing)爭的反(fan)應(ying)是金屬離子(zi)與(yu)OH-的反(fan)應(ying)，反(fan)應(ying)式(shi)(shi)如(ru)式(shi)(shi)(3)?(4)?

Al3++3OH-→Al(OH)3↓(3)

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(4)

由(you)式(1)和(he)式(2)可知去除(chu)1mol的磷酸鹽，需要1mol的鐵(tie)離(li)子(zi)或鋁離(li)子(zi)?

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?

《給水排水設計手(shou)冊(ce)》第5冊(ce)和德國(guo)設計規范(fan)中都提到(dao)了同步沉淀化(hua)學除磷可按1mol磷需投加1.5mol的鋁鹽 (或(huo)鐵鹽)來(lai)考慮?

為了計算方便，實(shi)際計算中將(jiang)摩爾換算成質量(liang)單(dan)位(wei)?如：

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

也就(jiu)是說去除1kg磷，當采用(yong)鐵鹽時需要投加:

1.5×(56/31)=2.7 kgFe/kgP；

當(dang)采用鋁鹽(yan)時需投加(jia):1.5×(27/31)= 1.3kgAl/kgP?

同(tong)(tong)步(bu)沉淀化學除磷(lin)(lin)系統中，想要(yao)計算出(chu)除磷(lin)(lin)藥劑的投加(jia)量，關鍵是(shi)先求(qiu)得(de)需要(yao)輔助化學除磷(lin)(lin)去(qu)除的磷(lin)(lin)量?對于已經運(yun)行(xing)的污水處理廠(chang)及設計中的污水處理廠(chang)其(qi)算法有所(suo)不(bu)同(tong)(tong)?

1）已經運行的(de)污水(shui)處理廠(chang) 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

根據(ju)磷的(de)物料(liao)平衡可得: PPrec=PIAT-PER-PBM-PBioP 

(6) 式中 

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值與多(duo)種因素有關，德(de)國(guo) ATV-A131標準(zhun)中推薦(jian)PBioP的(de)取值可根(gen)據如下幾種情況進行估算(suan)：

(1)當生化系統(tong)中設有前置厭氧池時，PBioP可按(0.01~0.015)CBOD，IAT進行估算? 

(2)當水(shui)溫較(jiao)低?出水(shui)中(zhong)硝態(tai)氮濃度≥15mg/L，即使設有前置厭(yan)氧池，生物除磷的效果也將(jiang)受到一定的影響，PBioP可按(0.005~0.01)CBOD，IAT進行(xing)估算? 

(3)當生化系統(tong)中(zhong)設有前(qian)置(zhi)反硝(xiao)化或多級反硝(xiao)化池，但未設厭氧池時，PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進行(xing)估算(suan)?

(4)當水(shui)溫較低，回(hui)流(liu)(liu)至反硝(xiao)化區的內(nei)回(hui)流(liu)(liu)混(hun)合(he)液(ye)部分回(hui)流(liu)(liu)至厭氧(yang)池(chi)時(shi)(此時(shi)為改善反硝(xiao)化效果將厭氧(yang)池(chi)作為缺氧(yang)池(chi)使用)，PBioP可按≤0.005CBOD，IAT進行估算(suan)? 

泵的揚程計算(suan)是選(xuan)擇泵的重要依據，這是由管(guan)(guan)(guan)網系統(tong)的安裝和操作條(tiao)件決定(ding)的。計算(suan)前應(ying)首先繪制流程草圖(tu)，平(ping)、立面布置(zhi)圖(tu)，計算(suan)出管(guan)(guan)(guan)線的長度、管(guan)(guan)(guan)徑及管(guan)(guan)(guan)件型式和數量。

一般管網如下(xia)圖所示，（更多圖例可參考化工工藝(yi)設(she)計(ji)手冊(ce)）。

D——排(pai)出幾何高度(du)，m；

取值(zhi)：高于泵(beng)入口(kou)中(zhong)心線：為正；低于泵(beng)入口(kou)中(zhong)心線：為負；

S——吸入(ru)幾何高度，m；

取(qu)值：高(gao)于泵入(ru)口中(zhong)心線：為負；低于泵入(ru)口中(zhong)心線：為正(zheng)；

Pd、Ps——容(rong)器(qi)內(nei)操作(zuo)壓力，m液柱(zhu)（表壓）；

取(qu)值：以表壓(ya)正負(fu)為準

Hf1——直管(guan)阻力(li)損(sun)失，m液柱；

Hf2——管(guan)件阻力損失，m液柱；

Hf3——進(jin)出口局(ju)部阻力(li)損失，m液柱；

h ——泵的(de)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(ji)算式中(zhong)各參數符(fu)號的意義

某些工業管(guan)材(cai)的ε約(yue)值(zhi)見下表

管網局部阻力計算

常(chang)用管件和(he)閥件底局(ju)部阻力系數ζ

過(guo)水斷面積A：A=Q/v，m2（1）式中：

Q——處理水量，m3/min;

v——水平流(liu)速，m/min;

v≤15u （2）

式中 

G——重力加速度，980cm/s2

ρ油——油的密度，g/cm3

ρ水——水的密度，g/cm3

d——油(you)滴粒(li)徑(jing)，一般取0.015cm

μ——動(dong)力粘度系(xi)數，(g·s)/cm2，當水溫為20℃時μ=0.0102

u——油(you)滴上浮(fu)速度，m/min

池(chi)子寬度B和(he)有效水(shui)深h1，按設計(ji)基準取下限值(zhi)，然(ran)后校核Bh1≥A，否則重新(xin)設定B、h1值(zhi)。

池總長度 L=L1+L2+L3+L4

式中(zhong) 

L1——布水(shui)槽寬度，一般取0.5～0.8m;

L2——油水分離區有效長度，m;

L2＝kvt，m (3-5-39)

式中 

t——沉淀(dian)時間，min

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

其(qi)他符號(hao)同(tong)前(qian)

L3——集(ji)水槽寬度，一般(ban)取0.8m;

L4——吸水井(jing)寬度，m。

吸水井有效容積大于排水泵5min排水量。

浮油(you)(you)(you)經撇(pie)油(you)(you)(you)管收集(ji)，自(zi)流出水(shui)外。在(zai)浮油(you)(you)(you)量不 大(da)，來水(shui)比較穩定時，可(ke)在(zai)池(chi)外用油(you)(you)(you)桶接(jie)受，否則(ze) 需設貯(zhu)油(you)(you)(you)坑(keng)，坑(keng)頂面(mian)高(gao)度與隔(ge)油(you)(you)(you)池(chi)頂相(xiang)平。對溫度 低時粘度較大(da)的浮油(you)(you)(you)，貯(zhu)油(you)(you)(you)坑(keng)里可(ke)設蒸汽(qi)加熱。

1—料斗；2—定量給料器；3—溶解溶液桶；

 4—攪拌機；5—計量泵(beng)；6—Y型過濾(lv)器(qi)

來源：工業廢水圈