某豬場老板求助：“1噸污水處理成本高達(dá)12元！怎么優(yōu)化工藝才能便宜點(diǎn)？”
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編輯|胖先生的水處理日記
來源|學(xué)員提問
文章頭圖和內(nèi)容無關(guān)，是我網(wǎng)上搜索來湊數(shù)的。
如果您要覺得不方便使用，請聯(lián)系我刪除，感謝。
另外今晚（10月17日周四）7:30，咱們接著講AAO系列課程的第8個(gè)板塊內(nèi)容，SV30的觀測要點(diǎn)。
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最重要的是，以后遇到任何水處理實(shí)際問題，自己搞不定了也可以隨時(shí)找我咨詢，但凡我懂，知無不言言無不盡！
總之，胖哥別的不敢承諾你們什么，但我準(zhǔn)保證，讓您這300塊，花的超值！
咱閑話少說，書歸正文。
周一晚上，一位水友咨詢我，說他是做生豬養(yǎng)殖的，目前廢水處理成本居高不下，想問問我是不是他們工藝設(shè)計(jì)的問題，如果是，該怎么優(yōu)化？
說完，水友給我發(fā)了一系列的資料。
我當(dāng)時(shí)正在直播，所以沒來得及回復(fù)人家，過后我看了看，覺得可以作為一篇日記的素材，干脆就來個(gè)一箭雙雕，既回答了水友提問，又完成了今天的發(fā)文任務(wù)。
簡直不要太nice！
接下來簡單說下水友的工藝流程和基本參數(shù)。
▲水友污水處理站的大概工藝流程圖
仔細(xì)梳理這個(gè)流程，別看方塊超多，其實(shí)工藝并不復(fù)雜，就是個(gè)厭氧+2級AO工藝。
主要池子的容積如下所示：
（1）V1#A池=80m³；
（2）V1#O池=100m³；
（3）V2#O池=100m³；
（4）V3#O池=100m³；
（5）V4#O池=400m³；
（6）V1#A池=80m³；
（7）V1#O池=100m³；
（8）V2#O池=100m³；
（9）V3#O池=100m³。
超越流量和內(nèi)外回流流量如下所示：
（1）1#調(diào)節(jié)池超越到1#A池的流量Q=0.5m³/h；
（2）1#調(diào)節(jié)池超越到2#A池的流量Q=0.2m³/h；
（3）1#調(diào)節(jié)池到厭氧池的流量Q=3m³/h，相當(dāng)于總進(jìn)水量Q=3.7m³/h；
（4）4#O池到1#A池的內(nèi)回流流量Q=10m³/h，相當(dāng)于內(nèi)回流比R=2.86；
（5）1#二沉池到1#A池的外回流流量Q=3m³/h，相當(dāng)于外回流比r=0.86；
（6）7#O池到2#A池的內(nèi)回流流量Q=13m³/h，相當(dāng)于內(nèi)回流比R=3.51；
（7）2#二沉池到2#A池的外回流流量Q=3m³/h，相當(dāng)于外回流比r=0.81。
根據(jù)水友發(fā)來的數(shù)據(jù)，基本如下所示：
（1）1#調(diào)節(jié)池出水COD=11000mg/L，氨氮=1800mg/L。
（2）2#調(diào)節(jié)池出水COD=5700mg/L，氨氮=1900mg/L。
（3）1#二沉池出水COD=900mg/L，氨氮=50mg/L。
（4）2#二沉池出水COD=800mg/L，氨氮=40mg/L。
Ps：水友外排標(biāo)準(zhǔn)沒有總氮要求，因此都沒測。
水友的問題是運(yùn)行成本太高，算人工成本，都12元/m³了，他想往下降一降。
我繼續(xù)詢問了這12元的構(gòu)成，如下所示：
（1）電費(fèi)510元/天，包括水泵和風(fēng)機(jī)；
（2）藥劑費(fèi)110元/天，主要是NaOH的錢；
Ps：1級AO系統(tǒng)中5個(gè)池子的pH值依次是7.71、7.69、7.01、6.54、5.89。
2級AO系統(tǒng)中4個(gè)池子的pH值依次是6.31、6.13、5.78、5.41。
可見水友的這套2級AO系統(tǒng)，對堿度的消耗非常之大。
（3）末端芬頓氧化系統(tǒng)折算的噸水藥劑成本為3.5元/m³。
這樣算下來，平均一噸水的運(yùn)行成本=(510+110)÷(3.7×24)+3.5=10.48元/m³。
再算上人工成本，基本就在12元/m³左右了。
那水友這個(gè)項(xiàng)目，要想降本增效，該怎么搞呢？
首先，人工肯定是動(dòng)不了的。
把人全裁了，你總不能讓水友自己親自下場吧，人家好歹也是個(gè)老板啊......
其次，電費(fèi)這方面，因?yàn)榘钡娜コ渴枪潭ǖ模隙]辦法降了，最多也就是現(xiàn)場調(diào)節(jié)下溶解氧，能省一點(diǎn)是一點(diǎn)。
能做文章的地方，就只有水泵和藥劑了。
因?yàn)樗熏F(xiàn)場的兩個(gè)AO系統(tǒng)，都設(shè)置有內(nèi)回流泵，但他的出水卻不要求總氮，按理說可以取消內(nèi)回流，這樣就可以至少節(jié)約10+13=23m³/h流量電費(fèi)的消耗。
但這里面有兩個(gè)問題值得注意：
（1）徹底取消內(nèi)回流的話，硝酸鹽全跑到二沉池去了，非常有可能導(dǎo)致二沉池跑泥；
（2）反硝化能夠回收堿度，可以降低NaOH的消耗，如果徹底取消內(nèi)回流的話，NaOH的消耗還會(huì)更大。
如此一消一漲，不見得就省錢。
所以內(nèi)回流不能取消，雖說現(xiàn)場出水不考核總氮，但我們依然不能讓反硝化菌閑著，也得讓它發(fā)光發(fā)熱。
既然不能取消，那降一降回流量行不行？
呵呵，瞧瞧這原水的氨氮值，將近2000mg/L的水平，就僅回流了不到4倍的總流量......
說實(shí)話，我甚至都懷疑好氧池里400多的氨氮值，pH但凡高一點(diǎn)，那游離氨不得把硝化菌給摁的死死的？
尤其是1級AO，肯定是不能再降了，再降就怕要出事兒了。
2級AO還可以商量，至于原因，咱們看后文。
內(nèi)回流下降的空間有限，那就剩藥劑這一塊了。
而整個(gè)AO系統(tǒng)，投加的藥劑，只有NaOH一種。
那NaOH能不能少用點(diǎn)呢？
能！
不知道您各位注意到?jīng)]有，其實(shí)水友1#調(diào)節(jié)池，也就是固液分離后的原水C/N是＞5的，是比較合適反硝化脫氮的。
Ps：1#調(diào)節(jié)池C/N=11000÷1800=6。
反而是經(jīng)過厭氧后，C/N變得＜5了，說明厭氧工藝用力過猛了，導(dǎo)致后續(xù)整個(gè)AO系統(tǒng)處于缺碳源的狀態(tài)。
Ps：2#調(diào)節(jié)池C/N=5700÷1900=3。
又由于外排不考核總氮，水友不可能還單獨(dú)加碳源。
這就導(dǎo)致其AO系統(tǒng)，尤其是2級AO系統(tǒng)，反硝化功能是受到抑制的，根本發(fā)揮不出來應(yīng)有的作用。
那該怎么發(fā)揮反硝化補(bǔ)充堿度的作用呢？
很簡單，就是適當(dāng)增大1#調(diào)節(jié)池超越進(jìn)入1#A池和2#A池的水量，同時(shí)降低進(jìn)入?yún)捬鯁卧乃俊?/span>
實(shí)際操作時(shí)，進(jìn)水可以每次漲一點(diǎn)，同時(shí)密切關(guān)注各單元的COD、氨氮數(shù)據(jù)，以不出現(xiàn)較大波動(dòng)為準(zhǔn)。
同時(shí)把2#調(diào)節(jié)池和3#調(diào)節(jié)池改造成缺氧池，分別并入1#A池和2#A池中去，用以強(qiáng)化兩個(gè)缺氧段內(nèi)反硝化的效率。
這么做的好處是，對于后續(xù)O池來說，氨氮的負(fù)荷并沒有增加，因此曝氣量并不用增加。
但由于缺氧效果增強(qiáng)，會(huì)強(qiáng)化回收堿度的效果，從而降低好氧池NaOH的用量。
能節(jié)約多少呢？
我嘗試計(jì)算了下。
按照水友現(xiàn)在的工藝參數(shù)，他1#A池內(nèi)NO3⁻-N的質(zhì)量濃度，應(yīng)為309mg/L。
怎么計(jì)算的呢？
首先看1級AO的總回流比：R=2.86+0.86=3.72。
然后再看一級AO出水的硝酸鹽氮：NO3⁻-N=(1900-50)÷(1+3.72)=392mg/L。
最后再反推1#A池內(nèi)硝酸鹽氮：
NO3⁻-N=392×(3+10)÷(3+10+3.5)=309mg/L。
而1#A池內(nèi)COD的質(zhì)量濃度，僅為1179mg/L，計(jì)算方法如下所示：
COD=(11000-900)×0.5+(5700-900)×3÷(3+10+3.5)=1179mg/L。
按照反硝化反應(yīng)所需C/N=5計(jì)算，實(shí)際上1#A池能去除的NO3⁻-N，為236mg/L，也就是總量的76.38%。
如果多超越一部分原水，補(bǔ)全COD缺口，讓NO3⁻-N去除率達(dá)到正常應(yīng)該達(dá)到的值，也就是309mg/L的話，NaOH投加量勢必能降低！
已知氧化1mol的NH4⁺-N，產(chǎn)生2mol的H⁺，反硝化1mol的NO3⁻-N，產(chǎn)生1mol的OH⁻，具體方程式如下所示：
硝化反應(yīng)：NH4⁺+2O2→NO3⁻+H2O+2H⁺
反硝化反應(yīng)：5C+2H2O+4NO3⁻→2N2↑+4OH⁻+5CO2↑
根據(jù)上述原理計(jì)算，1#A池內(nèi)每方水多去除73mg/L的NO3⁻-N，理論上就能回收209mg/L的NaOH。
1#A池內(nèi)的流量為16.5m³/h，那就是83kg/d的NaOH。
再看2級AO。
首先計(jì)算2#A池內(nèi)的COD質(zhì)量濃度：
COD=[(11000-800)×0.2+(900-800)×3.5]÷(0.2+3.5+13+3)=121mg/L。
就這點(diǎn)量，全發(fā)揮了也才去除121÷5=24.2mg/L硝態(tài)氮，而光1級AO流過來的硝態(tài)氮，就高達(dá)392mg/L了。
這說明，就算不用2級AO系統(tǒng)的內(nèi)回流，也足夠2#A池里面的反硝化菌忙活了。
所以如果不打算要2級AO系統(tǒng)回收堿度了，那完全可以把那16m³/h的內(nèi)回流取消掉。
那如果不想取消內(nèi)回流，還打算要盡可能多的回收堿度呢？
可以接著計(jì)算2#A池內(nèi)的氨氮值：
(1900×0.2+50×3.5+40×16)÷(3.5+0.2+16)=61mg/L
再計(jì)算2#A池內(nèi)的硝態(tài)氮值：
(392×3.5+60.66-121÷5)÷（0.2+3.5+16）=99.42mg/L。
要是能把這99.42mg/L也去除掉的話，就能回收284mg/L的NaOH。
2#A池流量為19.7m³/h，那就是134kg/d的NaOH。
可見如此調(diào)整之后，這部分回收的NaOH，足以彌補(bǔ)水友目前投加的量。
Ps：水友目前一天加50kg的NaOH，但好氧池pH明顯偏低，尤其是5#、6#、7#池。
以上內(nèi)容，就是如何降低NaOH用量的分析。
但無論如何，回收堿度和降低內(nèi)回流，是沒辦法同時(shí)做到的，只能在不斷調(diào)整中找到最低的費(fèi)用。
看到這，我估計(jì)咱們得學(xué)員要問了：
“胖哥，我記得你在多級AO計(jì)算的課上講過，像這種高氨氮廢水，完全可以做到零內(nèi)回流啊，為啥這次就不行了？”
不是不行，是比較難搞，尤其這種已經(jīng)建好了的項(xiàng)目，各級池容都要重新核算，然后大拆大建，這個(gè)是水友接受不了的。
所以就算是勉強(qiáng)改動(dòng)，咱也只能是在現(xiàn)有2級基礎(chǔ)上稍微改改，具體措施如下：
（1）把2#調(diào)節(jié)池，改成A池，加進(jìn)1#A池中去，增大缺氧反硝化區(qū)域的容積，強(qiáng)化反硝化反應(yīng)的效率。
（2）把3#調(diào)節(jié)池，改成A池，加進(jìn)2#A池中去，增大缺氧反硝化區(qū)域的容積，強(qiáng)化反硝化反應(yīng)的效率。
（3）通過旁路管道，取消1#二沉池，同時(shí)取消1#二沉池內(nèi)的回流泵，讓2級AO共用一個(gè)二沉池，也即最終的2#二沉池。
（4）2#二沉池外回流點(diǎn)位往前挪，一直到1#A池，回流量不用變。
（5）7#O池內(nèi)回流點(diǎn)位往前挪，一直到1#A池，回流量可以適當(dāng)降低。
但這里有個(gè)問題，那就是降低到多少合適？
說實(shí)話，因?yàn)樗岩矝]有一個(gè)明確的出水總氮標(biāo)準(zhǔn)，因此原則上肯定是越小越好。
但越小，出水總氮就越高，反硝化效果就越差，回收的堿度就越少。
在一個(gè)就是二沉池浮泥的風(fēng)險(xiǎn)也越大。
所以到底降低到多少才行，這還真沒法算，只能通過現(xiàn)場運(yùn)行的情況一點(diǎn)點(diǎn)調(diào)。
（6）調(diào)整1#調(diào)節(jié)池超越進(jìn)1#A池的流量，要滿足1#A池內(nèi)碳源的需求量。
（7）調(diào)整1#調(diào)節(jié)池超越進(jìn)2#A池的流量，要滿足2#A池內(nèi)碳源的需求量。
這兩個(gè)到底調(diào)到多少合適，同樣沒法計(jì)算，因?yàn)橐磺卸际俏粗獢?shù)，要靠現(xiàn)場一點(diǎn)點(diǎn)調(diào)。
總之，這個(gè)方案的風(fēng)險(xiǎn)比較大，我還是建議水友慎重，就考慮第一種就行了。
好了，今天的內(nèi)容就說到這吧。
那么關(guān)于這個(gè)話題，屏幕前的您各位還有什么不同的意見嗎？
歡迎留言區(qū)留言交流！
最后，再說說污廢水處理工程師證書的事兒、
這兩天，胖哥給十幾位水友辦了《污廢水處理工程師》這本證書，價(jià)格絕對是全網(wǎng)最低，幾百塊錢就能全部搞定，包下證。
不過我在給人辦理之前，都會(huì)詳細(xì)說明這本證書的適用人群和價(jià)值分析，畢竟很多水友其實(shí)是不了解這其中的門道的。
這本證書是由行業(yè)協(xié)會(huì)頒發(fā)的一個(gè)培訓(xùn)合格證書，并非是由國家級部委頒發(fā)的注冊類證書，其含金量自然比不上注冊類和職稱類證書。
所以你要是指望著拿證后，能和注冊類一樣去申請技能補(bǔ)貼、退稅或者掛靠取酬，那就別想了，沒戲。
這本證書的價(jià)值，也就是做個(gè)求職、投標(biāo)、上崗時(shí)使用。
所以如果你心懷大志，我建議一定要去評職稱、考注冊，這兩類證書的含金量才最高，才是全行業(yè)通用的。
但現(xiàn)實(shí)是，很多水友并不具備考注冊或者評職稱的條件。
或者可以考，但因?yàn)閭�(gè)人學(xué)習(xí)能力不足，屢考不中。
如果你屬于這種情況，那可以考慮辦個(gè)簡單的污廢水處理工證書。
雖說其價(jià)值含金量比不得上述兩種，但有總比沒有強(qiáng)，在同等條件下你有證，那就比沒有的能多加點(diǎn)分，在最終的PK中勝出。
所以如果你覺得的確有需要，可以掃碼加我微信好友咨詢，別的不敢說，絕對給你全網(wǎng)最低價(jià)。
-完-
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