污水进行反硝化时,需要一定的碳源,教科书、文献中都有参考数据,但是具体怎么得出的,很多人不清楚。
我们说的C,其实大多数时候指的是COD(化学需氧量),即所谓C/N实际为COD/N,COD是用需氧量来衡量有机物含量的一种方法,如甲醇氧化的过程可用(1)式所示,二者并不相同,但二者按照比例增加,有机物越多,需氧量也越多。因此,我们可以用COD来表征有机物的变化。
CH3OH 1.5O2→CO2 2H2O(1)
1. 反硝化的时候,如果不包含微生物自身生长,方程式非常简单,通常以甲醇为碳源来表示。
6NO3- 5CH3OH→3N2 5CO2 7H2O 6OH-(2)
由(1)式可以得到甲醇与氧气(即COD)的对应关系:1mol甲醇对应1.5mol氧气,由(2)式可以得到甲醇与NO3-的对应关系,1mol甲醇对应1.2molNO3-,两者比较可以得到,1molNO3--N对应1.25molO2,即14gN对应40gO2,因此C/N=40/14=2.86。
2. 反硝化的时候,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。
NO3- 1.08CH3OH→0,065C5H7NO2 0.47N2 1.68CO2 HCO3-(3)
同样的道理,我们可以计算出C/N=3.70。
3. 附注:本来事情到这里已经算完了,但是偶还想发挥一下第一种情况,以下计算只是一种化学方程式的数学计算,不代表真的发生这样的反应。
如果我们把(1)、(2)两式整理,
N2 2.5O2 2OH-→2NO3- H2O
有负离子不方便,我们在两边减去2OH-,
N2 2.5O2→N2O5
其中,N源于NO3-,O可以代表有机物,因此,对应不含微生物生长的反硝化的理论碳源的需求量,实际就是相当于把N2氧化成N2O5的需氧量,进一步说就是N2O5分子中O/N的质量比。
这样就更简单了,C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86
依次可以类推出NO2--N的纯反硝化的理论C/N比是N2O3分子中O/N的质量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71
稳定塘设计参数以及计算公式稳定塘一般是利用天然湖塘洼地加以整修,用塘内生长的微生物处理城市污水和工业废水的构筑物。
稳定塘可以分为4种:好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘。各种类型塘的比较和适用条件见表1。
一般规定
1、根据城市规划,在有湖塘洼地可供污水处理利用,气候适宜和日照良好的地方,可采用稳定塘。
2、稳定塘的分格数不应少于两格。
3、污水在进入稳定塘前宜经过沉淀处理。
4、稳定塘可接在其他生物处理流程后作深度处理,也可用来单独处理污水。
5、多级稳定塘宜布置为可按并联运行,也可按串联运行。
6、采用多种类型的稳定塘串联方式,可以是厌氧塘 好氧塘,或是厌氧塘 兼性塘 好氧塘等。
7、稳定塘一般采用的串联级:污水经过初次沉淀后,不少于4-5级;污水经过生化处理后,为2-3级。每级面积一般采用1.5-2.5公顷。
8、稳定塘一般采用矩形,其长宽比不宜大于3, 也可采用方形或圆形。
9、稳定塘堤坝采用下列规定:
堤顶最小宽度1.8-2.4米,外坡为4:1-5:1(横:竖),内坡为3:1-2:1(横:竖)。
应在内坡上堆放冲乱石,加衬砌或铺砌。建议衬砌的最小值,在稳定塘的水面以上和水面以下,均为0.5米。
10、稳定塘的超高不应小于0.9米。
11、稳定塘的进水口位置:对于圆形或方形稳定塘,宜设在接近中心处;对于矩形稳定塘宜设在1/3池长处。
12、稳定塘出水口的布置,应考虑能适应塘内水深的变化,宜在不同高度的断面上设置可调节的出流孔口或堰板。
13、各级稳定塘的每个进出水口均应设置单独的闸门;各级生物之间应考虑超越设施,以便轮换清除塘内污泥。
14、塘底应略具坡度,坡向出口方向;拐角处应做成圆角。
15、在稳定塘出口前,宜设置浮渣挡板。但在精制塘(接受二级出水)出口前,不应设置挡板,以避免截留藻类的可能性。
16、采用多级稳定塘串联时,宜设置回流设置,回流比(回流水量:进水水量)为1:6。
17、采用稳定塘作为三级处理时,停留时间一般为1.5~3天,长宽比尽可能大。
18、应防止污染地下水源和周围大气,妥善处置塘内底泥,一般应考虑塘底止水的衬里处理。
19、在多级稳定塘后可设计养鱼塘,其水质必须符合《渔业水体水质标准》。
设计数据
1、城市污水稳定塘的设计数据,应根据污水浓度、气候和当地具体条件等因素确定。当无实际资料时,可参考表2。
2、工业污水稳定塘的设计负荷宜经过试验确定。
计算公式
1、好氧塘和兼性塘的设计,按照BOD5面积负荷率计算,计算公式见表3。