什么是碳源的COD当量?

   日期:2021-06-24     来源:环保工程师    作者:颜胖子    

1、什么是碳源cod当量?


前段时间有小伙伴问cod当量到底是什么?查阅了很多资料发现目前对碳源的cod当量并没有官方上的定义,所以根据实际中的使用习惯做一个总结性的定义,碳源的cod当量可以理解为单位体积或者单位质量的碳源全部被氧化后,需要的氧的毫克数,单位mg/l、mg/g或mg/kg。


碳源分干剂和液体两种,对于干剂碳源,咱们一般以单位质量来计算,一般是以克或者千克为单位,例如,1kg干粉葡萄糖的cod当量是1kg,换算成常用的mg的单位是100万mg/kg。对于液体碳源来说,行业中是以升(l)作为单位的,很多碳源厂家所宣称的液体碳源cod当量几十万,就是1l的液体碳源的cod的量,我们感觉很厉害的样子,其实换算一下还不如98%的葡萄糖cod当量高(密度按1kg/l算)!


当然,碳源的好坏cod当量不是唯一一个评价指标,利用率、性价比、脱氮效率、碳源残留等等都要考虑的(后期如果有时间会写一下这些指标),所以,cod当量低不一定不是好碳源!例如乙酸钠是公认的好碳源,但是其干剂的cod当量也只有78万mg/kg,液体的乙酸钠很多才30万mg/l左右,cod当量比不过葡萄糖,价格还是葡萄糖的数倍,但是人家确实是比葡萄糖好的碳源!


2、碳源投加量计算的思路总结


碳源投加计算的思路需要从最深处入手层层剥茧来看本质,只要你看懂了本文,以后那些所谓的碳源投加计算的文章都不需要看了!


2.1、工艺的判断


很多小伙伴对于碳源的投加认知,还停留在初学阶段,只认识cnp比100:5:1,cn比控制在4-6,但是,这些比例到底啥时候用?啥工艺用呢?可能分不清楚!所以,碳源投加首先必须分清楚自己是什么工艺!除碳?脱氮?除磷?还是脱氮除磷?


如何区分?


很简单!记住这几个判断点:除碳工艺就是单纯的曝气(例如单纯的曝气池、单纯的mbr、接触氧化、经典sbr等);脱氮是经历的缺氧和好氧的交替(例如ao带内回流,氧化沟、aao等);除磷是经历的厌氧与好氧的交替(ao不带内回流、aao、氧化沟等);脱氮除磷是经历了厌氧、缺氧、好氧环境的交替(aao、氧化沟等)。


脱氮工艺碳源一定要投加到缺氧池进口,除磷工艺碳源一定是投加到厌氧池进口!脱氮除磷工艺可以分布投加!


除碳工艺为什么加碳源?


这里必须啰嗦几句,要不等理解计算后会有疑问,除碳工艺不只是除cod,还协同除氮除磷,就如同笔者虽然看着很帅,其实,心灵也是很美的!所以,除碳工艺中你只要负责把这几个营养比例配齐就行了,本文是碳源投加,设定的是n、tp充足的情况下,但在正常情况下,tp往往太多了,实际上不会以tp的数值去配平的,这一点要关注一下!


2.2、营养比例的选择


分清自己是什么工艺之后,就要选着营养比例了!


除碳工艺:cnp比100:5:1


脱氮工艺:cn比4-6,取中间值5


除磷工艺:cp比15:1


2.3、碳的数值选择


很多同行对碳源计算使用cod还是bod比较疑惑,个人的思路是工程中使用cod计算,这样就有一个余量的缓冲,不至于碳源投加的过量,既然一切为实际服务,那什么情况下计算都选择cod是错不了的!


所以,选择cod还是bod?


那就cod吧!


2.4、氮的数值选择


对于氮的数值选择,大部分小伙伴是分不清的,也常常忽略这一点!


记住一点!


除碳工艺选择tkn(凯氏氮,氨氮+有机氮的值),不过对于市政污水,没有工业废水混合的情况下,有机氮很少的,可以直接用氨氮,反正你自己的来水有没有有机氮自己清楚,自己判断!


脱氮工艺选择tn(总氮,氨氮+硝态氮+有机氮的值),为什么除碳工艺没有硝态氮,这里说清楚一下,大家理解后就能记住了,因为单纯的除碳工艺,微生物无法利用硝态氮代谢(合成+分解)只能利用氨氮,而硝态氮对于脱氮工艺的反硝化阶段恰恰是必须的电子受体(受氢体)!


2.5、磷的数值选择


没什么好说的,数值多少就是多少!不过前面说过tp一般过量,这个数值不用!


2.6、单位换算


对于碳源投加的计算,我一直强调其实就是单位的换算,这一步,很多小伙伴会算出错,这个考验的是高中的物理知识。


不过,笔者把换算过程写下来,记住这个比例以后就不会出错了


1ppm=1mg/l=1g/m^3=0.001kg/m^3


2.7、通用公式


平常碳源投加公式都不详细且不统一,本文给大家统一一下:


2.7.1、除碳工艺:


x=进水量*(20*n差值1-c差值)/碳源cod当量


其中:


x——除碳工艺碳源投加量


n差值1——进水氨氮(或tkn)-排放要求的氨氮


c差值——进水cod-出水cod


2.7.2、脱氮工艺:


y=进水量*(5*n差值2-c差值)/碳源cod当量


其中:


y——脱氮工艺碳源投加量


n差值2——进水tn-排放要求的tn


c差值——进水cod-出水cod


2.7.3、除磷工艺:


z=进水量*(15*tp差值-c差值)/碳源cod当量


其中:


z——除磷工艺碳源投加量


tp差值——进水tp-排放要求的tp


c差值——进水cod-出水cod


2.7.4、脱氮除磷工艺:


w=进水量*(5*n差值2+15*tp差值-c差值)/碳源cod当量


其中:


w——脱氮除磷工艺碳源投加量


n差值2——进水tn-排放要求的tn


tp差值——进水tp-排放要求的tp


c差值——进水cod-出水cod

 
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