污水处理时，氮源投加量该如何计算？

2022-06-27 14:42:01

在污水处理中营养的投加很重要，投加量的计算为营养的投加提供了参考，所以计算的正确性尤为重要！

一般来说，除碳工艺选择TKN（凯氏氮，氨氮+有机氮的值）的量来计算，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！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。

脱氮工艺选择TN（总氮，氨氮+硝态氮+有机氮的值）的值进行计算，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），反硝化中反硝化菌可以还原硝态氮成氨氮，为细菌的合成代谢提供氮源，所以，就算是纯硝酸盐的N，反硝化计算同样适合！

不过要说一个关键点是，不管是氨氮还是有机氮我们测定的数值的值都是N元素的含量，是以原子量14来计算的，所以大家计算投加量的时候一定要注意！

氮、磷营养元素投加量的确定是合理投加营养剂的前提。

在除碳工艺过程中确认投加氮、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=100:5:1。

比例式中，有机物可以用 C 来表示，氮可以用 N 来表示，磷用 P 来表示，表达式可以转变为：C:N:P=100:5:1。

此比值可以理解为每分解 100g 有机物，对应需要消耗 5g氮和 1g 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。

一、氮元素之间的关系

进入水体中的氮主要有无机氮和有机氮之分。

无机氮包括氨态氮（简称氨氮）和硝态氮。

氨氮包括游离氨态氮NH3-N和铵盐态氮NH4+-N；

硝态氮包括硝酸盐氮NO3--N和亚硝酸盐氮NO2--N；

有机氮主要有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物；

可溶性有机氮主要以尿素和蛋白质形式存在，它可以通过氨化等作用转换为氨氮；

凯氏氮包括有机氮与氨氮，不包括硝态氮。

二、氮源添加量计算方法

目前对N的争议比较少，一般认同为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*G/Y

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

1、尿素作为添加N源（CH4N2O 分子量：60.06 g/mol）

尿素含N量46.7%，若需添加1g N源，则需添加尿素 Y=1/0.467=2.14 g

2、硫酸铵做为添加N源（(NH4)2·SO4 分子量：132.14）

硫酸铵含N量 21.2%，若需添加1g N 源，则需添加硫酸铵 Y=1/0.212=4.72 g

3、硝酸铵做为添加N源（NH4NO3 分子量80g/mol）

硝酸铵含N量 35%，若需添加1g N 源，则需添加硝酸铵 Y=1/0.35= 2.86 g

三、 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*G/Z

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量

1、磷酸二氢钠作为添加P源（Na2HPO4.7H2O，分子量268.07 g/mol）

磷酸二氢钠含P量 11.57%，若需添加1g P 源，则需添加磷酸二氢钠 Z=1/ 0.1157= 8.64 g

2、磷酸氢二钾做为添加P源（K2HPO4-3H2O，分子量 228.22

g/mol）

磷酸氢二钾含P量13.6%，若需添加1g P源，则需添加磷酸氢二钾 Z=1/ 0.136 = 7.35 g

3、磷肥过磷酸钙做为添加P源

磷肥中有效磷为可溶性的五氧化二磷(P₂O5，分子量141.94g/mol)

磷肥中有效磷含量为12%，P₂O5 的含P 量为 43.66%，若需添加1g P源，则需添加磷肥 Z=1/(0.12×0.4366)=19.09 g

四、实例计算

我们以社区帖子为案例，系统能够利用的碳源COD按2000mg/L计，按照CNP比100:5:1计算，那么需要氨氮：100mg/L，TP：20mg/L！1吨水需要氨氮100g，TP20g！

尿素作为添加N源，若需添加1g N源，则需添加尿素 2.14 g，所以，1吨水需要200*2.14=428g！

磷酸二氢钾KH2PO4做为添加P源，若需添加1g P源，则需添加磷酸二氢钾 4.38 g，所以，1吨水需要20*4.38=87.6g！

然后减去系统中自带的氮磷的含量，就是投加量了！