生化池营养物质投加计算.docx

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1、生化池营养物质投加计算目录前言11 .氮、磷投加量11.1. 1.N、P对活性污泥的必要性11.2. N、P的投加量对活性污泥的影响21.3. 1.N、P投加量的不足21.4. 2.N、P投加量过多31.5. N、P投加量的计算42 .氮源添加量42.1. 氮源添加量计算方法42.2. 尿素作为添加N源（CH4N2O分子量：60.06gmo1）52.3. 硫酸筱做为添加N源KNH4）2SO4分子量：132.1452.4. 4.硝酸镂做为添加N源（NH4NO3分子量80gmo1）63 .磷源添加量73. 1.璘酸盐添加量计算74. 2.璘酸二氢钠作为添加P源（NaH2PO47H2O,分子量268

2、.07gmo1）75. 3.磷酸二氢钾做为添加P源（KH2PO43H2O,分子量228.22gmo1）86. 4.磷肥过磷酸钙做为添加P源8前言氮、磷等营养元素是维持微生物生长、繁殖的重要因素，如果不能满足微生物对营养元素（N、P）的需要，微生物就不能正常生长繁殖，那么活性污泥对废水的净化功能也将随着微生物生命的结束而消失，因此，对于成分单一，氮、磷营养元素比较缺乏的工业废水来说，氮、磷营养元素的及时、适量投加就显得尤为重要了。1.氮、磷投加量1.1. N、P对活性污泥的必要性n、P是活性污泥的主体-微生物的重要组成部分，因此，了解微生物营养需要的基础是了解细胞的化学组成。细胞的化学分析表明：

3、微生物细胞含有大量水分（约80%）,其余为干物质（约20%）,干物质由有机物质（约90%）和无机物质（约10%）组成。在有机物质中碳占到了首位（约53.1%）,氮位居第三（约12.4%）；在无机物质中磷居首位（50%）,其余为硫、钠等。通常，微生物细胞可表示为C6OH87O23N12P，由此可见，N、P对微生物来说是必不可少的。另一方面，大多数的废水成分庞杂，一般能提供微生物所需的各种营养成分，但是对于那些成分比较单一的工业污水来说，废水中N、P的相对含量非常的少。根据最小因子定律微生物生长受相对含量最低而不是绝对含量最少的营养物质的限制-可以看出，用生物法处理工业废水的时候，N、P易成为限制

4、性因子。因此，在活性污泥法处理成分单一的工业污水时，氮、磷的投加是必要的。1.2. NvP的投加量对活性污泥的影响营养元素（N、P）在活性污泥培菌和正常运行阶段都是非常重要的，因此，氮、磷的投加量对活性污泥法处理成分单一的工业污水产生的影响：1.3. 1.N、P投加量的不足在活性污泥法处理污水的过程中，氮、磷的投加不足对污水处理的影响主要表现在以下几个方面：（1）活性污泥絮凝性差活性污泥在分解有机物时需要配合比例的氮、磷营养元素投加，当氮、磷出现不足的时候，就不能产生足量的微生物分解有机物了。在缺乏营养剂的状态下，活性污泥合成过程中得不到氮磷的足量的配合，絮凝性随即转差。（2）活性污泥沉降性差

5、由于活性污泥絮凝性较差，过量细小的活性污泥絮团就更不能发挥较好的沉降性了，丝状菌膨胀就是氮、磷营养元素投加不足的一个表现，同样，由于没能合成足够的微生物来应对进流相对高浓度的有机物，活性污泥处于高负荷状态，在污泥负荷较高的状态下，出现活性污泥沉降性差就成了必然现象了。活性污泥会发生解体或絮凝不佳，所导致的液面浮渣及泡沫现象也就随之而来。（3）活性污泥处理效率下降处理效率的下降还是因为合成细菌体的时候营养剂的不足而导致，不能有效和足量的合成。同时.，活性污泥结构的松散和因沉降性差而流失是导致活性污泥处理效率差的另一个原因。(4)二沉池放流出水带呈棕黄色二沉池放流出水呈现棕黄色有多种原因，其中因为

6、活性污泥缺乏氮、磷营养元素的足够补充而导致活性污泥合成和代谢的故障，就会发生活性污泥的解体，当解体的活性污泥溶解到水体中时便发现二沉池放流出水的异常了。(5)活性污泥浓度提升困难在活性污泥法处理污水的前期，对活性污泥的培养、驯化阶段，如果氮、磷营养元素投加不足，就会严重的影响活性污泥的浓度的提升。表现为：活性污泥的浓度低，很长一段时间后挂膜不成功。活性污泥的培菌阶段，营养元素(N、P)的投加要求和正常培菌一样，需要严格掌握，但是相对于正常运行时投加营养元素的量而言，是需要略高一点的，基本上要高过正常值的15%左右，目的也是在于为活性污泥的快速培菌启动成功提供必要的外围条件，同时也为活性污泥的培

7、菌过程中快速增殖的活性污泥浓度提供必要的保证。1.2. 2.N、P投加量过多氮、磷营养元素投加过量同样对活性污泥沉降不利的，其在活性污泥法处理污水的过程中对系统的不良影响主要表现在以下几个方面：(1)二沉池滋长青苔或藻类青苔和藻类一样，利用光合作用进行繁殖，需要营养元素(N、P)作为必要元素。当营养剂投加过量时，极易导致在二沉池出水堰口滋生青苔。在水质处理较好时也可发现藻类的踪迹。其原因是由于投入生化系统的氮、磷过量，活性污泥不能全部利用，就会出现相对的富营养化现象。由此也会降低生物滤池的处理效率，通常会降低10%的去除效率，其原因在于滋生的藻类并不具备降解废水中有机物的能力，其只需要营养剂及

8、阳光作为生长繁殖所需的能量。(2)二沉池出现浮泥二沉池发生污泥上浮的原因很多，但由于氮、磷营养元素投加过多导致的活性污泥上浮，多半是活性污泥中存在过量的氮而导致活性污泥在厌氧状态下发生了活性污泥的反硝化现象。反硝化过程中产生的气体携活性污泥絮团上浮，其上浮状态常呈雪花样片状上浮。(3)活性污泥系统中生物相的变化氮、磷营养元素投加过量还会导致活性污泥系统中生物相的变化。这些变化可以从观察原生动物种类中得到印证，主要表现在爬行类纤毛虫的数量变化上，如：累枝虫代替钟形虫占优势等活性污泥原生动物的变化。从这个方面可以发现氮、磷营养元素投加过多，在一定时期内对活性污泥中的微生物影响不大，但是长期过量投加

9、，微生物种群将发生变化，对处理的效果也会产生比较严重的影响。(4)出水氮、磷含量过高活性污泥中微生物的量是一定的，微生物生长所需要的营养元素(N、P)的量也是一定的。如果投加的营养元素(N、P)的量太多，就会有一部分的N、P未被利用，它们就会随着处理过的污水一起排放出二沉池，造成二沉出水中的N、P含量过高，会使污水的处理效果变差，在一定程度上会加剧水体的富营养化。1.3. NvP投加量的计算氮、磷营养元素投加量的确定是合理投加营养剂的前提。在好氧过程中确认投加氮、磷营养元素的量的时候，通常采用如下的经验比例进行计算，即有机物:氮:磷=Ioo51。比例式中，有机物可以用C来表示，氮可以用N来表示

10、，磷用P来表示，表达式可以转变为：C:N:P=100:5:1o此比值可以理解为每分解IOOg有机物，对应需要消耗5g氮和Ig的磷，才能保证活性污泥分解有机物时对营养剂的需求是平衡的。在实际的工程应用中往往发现，通过理论计算出的N、P投加量往往较实际需求量大，分析其主要原因是：进流污水、废水中或多或少还是含有营养元素的，如果忽略了这部分营养元素的含量，按理论投加量投加，就会出现排放水氮、磷超标了。因此，要对进流污水、废水中氮、磷值引起足够重视，将此部分氮磷含量计算出来，从理论计算值中扣除掉，这样投加的氮、磷含量就不会过量了。2.氮源添加量2.1.氮源添加量计算方法目前对N的争议比较少，一般认同为

11、TKN,除了特定的工业污水，实际进水中有机氮很少，所以投加中按氨氮投加计算居多，N源的投加量为：N=V*GY式中：N-N源投加量V池内水量G需要补充N的差值Y-N源换算成的N量2.2.尿素作为添加N源(CH4N2O分子量：60.06gmo1尿素(urea),又称胭、碳酰胺，化学式是CH4N2O或CO(NH2)2，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，是一种白色晶体。最简单的有机化合物之一，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。尿素易溶于水，在20C时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强，吸湿后结块，吸湿速度比颗

12、粒尿素快12倍。粒状尿素为粒径12毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。20时临界吸湿点为相对湿度80%,但30。C时，临界吸湿点降至72.5%,故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。化学性质作为一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物。它易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是使用量较大的一种化学氮肥，也是含氮量最高的氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。尿素含N量46.7%,若需添加Ig的N源，则需添力口尿素Y=10.467=2.14g2.3.硫酸铁做为添加N源KNH4)2SO4分子量:132,14硫酸钱是一种无机物，化学

13、式为(NHQ2SO4,无色结晶或白色颗粒，无气味。280以上分解。水中溶解度：Oc时70.6g,IOOe时103.8g.不溶于乙醇和丙酮。0.1mo11水溶液的PH为5.5。相对密度1.77。折光率1.521。硫酸镂主要用作肥料，适用于各种土壤和作物。还可用于纺织、皮革、医药等方面。一种优良的氮肥（俗称肥田粉），适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥。能与食盐进行复分解反应制造氯化钱，与硫酸铝作用生成核明根，与硼酸等一起制造耐火材料。加入电镀液中能增加导电性。也是食品酱色的催化剂，鲜酵母生产中培养酵母菌的氮源，酸性染料染色助染

14、剂，皮革脱灰剂。此外，还用于啤酒酿造，化学试剂和蓄电池生产等。还有一重要作用就是开采稀土,开采以硫酸镂作原料，采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来，再收集浸出液除杂、沉淀、压榨、灼烧后即成稀土原矿，每开采生产1吨稀土原矿约需5吨硫酸铁。生物学上的用途也很多，多用于蛋白纯化工艺方面，因为硫酸钱属于惰性物质，不易与其他生物活性物质发生反应，在纯化过程中能最大程度的保护蛋白活性，另外，硫酸筱的可溶性极好，能形成高盐环境，对于蛋白沉淀与后续的高盐纯化做准备。硫酸核在0与常温25的溶解度有较大区别，以下是硫酸筱在两个温度下不同饱和度的摩尔浓度。硫酸钱含N量21.2%,若需添加Ig的N源，则需添加硫

15、酸镂Y=10.212=4.72g2. 4.硝酸铁做为添加N源（NH4NO3分子量80gmo1）硝酸镂，是一种镂盐，化学式为NH4NO3,呈白色结晶性粉末，极易溶于水，易吸湿结块，溶解时吸收大量热，是一种氧化剂，受猛烈撞击或受热爆炸性分解，遇碱分解，主要用作肥料及工业用和军用炸药。主要用作肥料及工业用和军用炸药，并可用于杀虫剂、冷冻剂、氧化氮吸收剂，制造笑气、烟火等。硝酸钱是极其钝感的炸药，比安全炸药C4更为钝感。一支工业8#雷管（起爆C4只是用6#就可以了）都不足以起爆混合了敏化剂的硝酸镂。硝酸镂是最难起爆的硝酸炸药，撞击感度是：50kg锤，50Cm落高，0%爆炸。相比起著名炸药硝化甘油的20Og锤，20Cm落高，100%爆炸的感度，可见硝酸筱的钝感。而且硝酸筱一旦溶于水，起爆感度更是大大下降，根本是人力不可能撞击引爆的。所以硝酸镂使用必须小心，最好是和其他N源或者物料掺和使用，不要单用。硝酸钱含N量35%,若需添加Ig的N源，则需添加硝酸镂Y=10.35=2.86g3.磷源添加量3.1. 磷酸盐添加量计算普通污泥培养一般按CNP比100：5：1计算，目前对TP是没有争议的一般认同为磷酸盐，除了特定的有机磷与次磷的工业污水，实际投加中按磷酸盐计算，P源的投加量为：P=V*GZ式中：P-P源投加量V池内水量G需要补充N的差值Z-P源换算成的磷酸盐的