为什么CNP比控制在100：5：1？

2021/12/29 10:51:46 来源：环保工程师作者：阅读数：2316次

为什么要求碳氮比100：5：1？高氨氮废水，处理氨氮主要是硝化菌起作用，要想提高污泥浓度为什么要加碳源，硝化菌不是自养菌么？

对应CNP比的数值，很多小伙伴都存在误区，其实工艺不同CNP比也不同，好氧除碳工艺要求CN比100:5:1，脱氮工艺要求CN比4～6，除磷工艺要求CP比15:1，厌氧除碳工艺要求CNP比300:5:1，可以看出CNP比100:5:1只是好氧除碳工艺的要求，那这个比例是怎么来的？本文做一下介绍及不同工艺碳源的投加计算！

1、CNP比100：5：1是怎么来的？

1）CNP比100：5：1的比例是针对于好氧除碳工艺的营养比！而非厌氧与脱氮工艺的CNP比！

2）碳氮磷代表的值，Ｃ目前争议最多，代表COD或者BOD各有支持人群（其实工程应用比较灵活，多了少加，少了多加，营养源的计算只是一个大体的估值,笔者颜胖子个人偏重于COD的说法，这样的计算结果不会使碳源投加过量，毕竟一切服务于实际）；N一般指总凯氏氮（TKN），包括有机氮和氨氮，但不包括亚硝氮和硝态氮；而磷最没有争议性一般为正磷酸盐。

3）100：5：1比例的来源：

说法一：Mc Carty于1970年将细菌原生质分子式定为C5H7O2N，若包括磷为C60H87N12O23P，其中C、N、P所占的百分数分别为52.4%、12.2%、2.3%。对于好氧生物处理过程来说，在被降解的BOD5中，约有20%的物质被用于细胞物质的合成，80%被用来进行能量代谢所以进水中BOD：N：P=（52.4%/20%）：12.2%：2.3%=100：5：1。

说法二：细菌C:N=4-5，真菌C:N=10，活性污泥系统中的C:N=8（介于二者之间），同时由于只有40%的碳源进入到细胞中，所以这个比例就是20，即100：5磷的比例参照一。

2、除碳工艺的碳源投加简易计算

除碳工艺（例如普通活性污泥法，只是单纯为了脱除COD的工艺）中CNP比100:5:1，在实际污水处理中TP往往是过量的，很多需要配合化学除磷达标，所以以TP计算的碳源往往会偏大，实际中以氨氮的量来计算碳源的投加量。

1）外部碳源投加量简易计算方法

统一的计算式为：

Cm=20N-C （式1）

式中：

Cm—必须投加的外部碳源量（以COD计）mg/l；

20—CN比；

N—需要去除的TKN的量，mg/l

C—进出水的碳源差值（以COD计）mg/l

需用去除的氮量计算：

N=Ne-Ns （式2）

式中：

Ne—进水实际TKN浓度mg/l；

Ns—二沉池TKN排放指标mg/l

进出水的碳源差值的计算：

C=Ce-Cs （式3）

式中：

Ce—进水实际COD浓度mg/l；

Cs—二沉池COD排放指标mg/l

2）案例计算

某城镇污水处理厂规模Q=1万m3／d，已建成稳定运行，进水COD：100mg／L,进水氨氮15mg／L，进水TP：2mg／L，二沉池出水COD≤10mg／L，氨氮N排放标准≤5mg／L，求外加碳源量。

解：按式(2)计算：

N=Ne-Ns=15-5=10(mgN／L)

代入式(3)得：

C=Ce-Cs=100-10=90mg／L

代入式(1)得：

Cm=20N-C=20×10-90=110(mgCOD/L)

则每日需外加COD量：

Cd=QCm=1×10^4×110×10^-3=1100(kgCOD/d)

若选用乙酸为外加碳源，其COD当量为1.07kgCOD/kg乙酸，乙酸量为：

1100/1.07=1028kg/d

若选用甲醇为外加碳源，其COD当量为1.5kgCOD/kg甲醇，甲醇量为：1100/1.5=733kg/d

若选用乙酸钠为外加碳源，其COD当量为0.78kgCOD/kg乙酸钠，乙酸钠量为：1100/0.78=1410kg/d

若选用葡萄糖为外加碳源，其COD当量为1.06kgCOD/kg葡萄糖，葡萄糖量为：1100/1.06=1037kg/d

3、脱氮工艺碳源投加简易计算

在硝化反硝化系统中，因内回流携带DO的影响，实际中投加碳源的量并和理论值相差很大，运营中往往是按照经验公式来计算的，简单方便快捷，脱氮系统的CN比的经验值一般控制在4~6，很多时间会采用中间值计算或者通过对化验出水TN来调整投加量！

1）外部碳源投加量简易计算方法

统一的计算式为：

Cm=5N （式4）

式中：

Cm—必须投加的外部碳源量（以COD计）mg/l；

5—反硝化1kgNO-3-N需投加外部碳源(以COD计)5kg；

N—需要外部碳源去除的TN量，mg/l

需用外部碳源反硝化去除的氮量计算：

N=Ne-Ns （式5）

式中：

Ne—二沉池出水实际TN浓度mg/l；

Ns—二沉池TN排放标准mg/l

2）案例计算：

某城镇污水处理厂规模Q=1万m3／d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总氮Ns≤15mg／L，氨氮N≤5mg／L，运行数据表明氨氮已达标，而出水总氮Ne超标，经统计分析Ne=20 mg／L，求外加碳源量。

解：按式(5)计算：

N=Ne-Ns=20-15=5(mgN／L)

代入式(4)得：

Cm=5N=5×5=25(mgCOD/L)

则每日需外加COD量：

Cd=QCm=1×10^4×25×10^-3=250(kgCOD/d)

若选用乙酸为外加碳源，其COD当量为1.07kgCOD/kg乙酸，乙酸量为：

250/1.07=233kg/d

若选用甲醇为外加碳源，其COD当量为1.5kgCOD/kg甲醇，甲醇量为：250/1.5=166kg/d

若选用乙酸钠为外加碳源，其COD当量为0.78kgCOD/kg乙酸钠，乙酸钠量为：250/0.78=320kg/d

若选用葡萄糖为外加碳源，其COD当量为1.06kgCOD/kg葡萄糖，葡萄糖量为：250/1.06=235kg/d

4、除磷工艺碳源投加量简易计算

聚磷菌在厌氧阶段释磷所产生的能量，主要用于其吸收低分子有机基质以作为厌氧条件下生存的基础。因此，进水中是否含有足够的有机质，是关系到聚磷菌能否在厌氧条件下顺利生存的重要因素。一般认为，进水中COD/TP要大于15，才能保证聚磷菌有足够的基质，从而获得理想的除磷效果。

1）外部碳源投加量简易计算方法

统一的计算式为：

Cm=15P-C （式6）

式中：

Cm—必须投加的外部碳源量（以COD计）mg/l；

15—CP比；

P—需要外部碳源去除的TP量，mg/l

C—进出水的碳源差值（以COD计）mg/l

2）需用外部碳源去除的TP量计算

P=Pe-Ps （式7）

式中：

Pe—进水TP浓度mg/l；

Ps—二沉池TP排放标准mg/l

进出水的碳源差值的计算：

C=Ce-Cs （式8）

式中：

Ce—进水实际COD浓度mg/l；

Cs—二沉池COD排放标准mg/l

3）案例计算：

某城镇污水处理厂规模Q=1万m3／d，已建成稳定运行，进水COD：100mg／L，进水TP：11mg／L，二沉池出水COD≤10mg／L，TP排放标准≤1mg／L，求外加碳源量。

解：按式(7)计算：

P=Pe-Ps=11-1=10(mgN／L)

代入式(8)得：

C=Ce-Cs=100-10=90mg／L

代入式(6)得：

Cm=15P-C=15×10-90=60(mgCOD/L)

则每日需外加COD量：

Cd=QCm=1×10^4×60×10^-3=600(kgCOD/d)

若选用乙酸为外加碳源，其COD当量为1.07kgCOD/kg乙酸，乙酸量为：600/1.07=560kg/d

若选用甲醇为外加碳源，其COD当量为1.5kgCOD/kg甲醇，甲醇量为：600/1.5=400kg/d

若选用乙酸钠为外加碳源，其COD当量为0.78kgCOD/kg乙酸钠，乙酸钠量为：600/0.78=769kg/d

若选用葡萄糖为外加碳源，其COD当量为1.06kgCOD/kg葡萄糖，葡萄糖量为：600/1.06=566kg/d