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某猪场老板求助：“1吨污水处理成本高达12元！怎么优化工艺才能便宜点？”
每天上午11点，关注我学习更多水处理知识！
编辑|胖先生的水处理日记
来源|学员提问
文章头图和内容无关，是我网上搜索来凑数的。
如果您要觉得不方便使用，请联系我删除，感谢。
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咱闲话少说，书归正文。
周一晚上，一位水友咨询我，说他是做生猪养殖的，目前废水处理成本居高不下，想问问我是不是他们工艺设计的问题，如果是，该怎么优化？
说完，水友给我发了一系列的资料。
我当时正在直播，所以没来得及回复人家，过后我看了看，觉得可以作为一篇日记的素材，干脆就来个一箭双雕，既回答了水友提问，又完成了今天的发文任务。
简直不要太nice！
接下来简单说下水友的工艺流程和基本参数。
▲水友污水处理站的大概工艺流程图
仔细梳理这个流程，别看方块超多，其实工艺并不复杂，就是个厌氧+2级AO工艺。
主要池子的容积如下所示：
（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。
超越流量和内外回流流量如下所示：
（1）1#调节池超越到1#A池的流量Q=0.5m³/h；
（2）1#调节池超越到2#A池的流量Q=0.2m³/h；
（3）1#调节池到厌氧池的流量Q=3m³/h，相当于总进水量Q=3.7m³/h；
（4）4#O池到1#A池的内回流流量Q=10m³/h，相当于内回流比R=2.86；
（5）1#二沉池到1#A池的外回流流量Q=3m³/h，相当于外回流比r=0.86；
（6）7#O池到2#A池的内回流流量Q=13m³/h，相当于内回流比R=3.51；
（7）2#二沉池到2#A池的外回流流量Q=3m³/h，相当于外回流比r=0.81。
根据水友发来的数据，基本如下所示：
（1）1#调节池出水COD=11000mg/L，氨氮=1800mg/L。
（2）2#调节池出水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：水友外排标准没有总氮要求，因此都没测。
水友的问题是运行成本太高，算人工成本，都12元/m³了，他想往下降一降。
我继续询问了这12元的构成，如下所示：
（1）电费510元/天，包括水泵和风机；
（2）药剂费110元/天，主要是NaOH的钱；
Ps：1级AO系统中5个池子的pH值依次是7.71、7.69、7.01、6.54、5.89。
2级AO系统中4个池子的pH值依次是6.31、6.13、5.78、5.41。
可见水友的这套2级AO系统，对碱度的消耗非常之大。
（3）末端芬顿氧化系统折算的吨水药剂成本为3.5元/m³。
这样算下来，平均一吨水的运行成本=(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。
那水友这个项目，要想降本增效，该怎么搞呢？
首先，人工肯定是动不了的。
把人全裁了，你总不能让水友自己亲自下场吧，人家好歹也是个老板啊......
其次，电费这方面，因为氨氮的去除量是固定的，肯定没办法降了，最多也就是现场调节下溶解氧，能省一点是一点。
能做文章的地方，就只有水泵和药剂了。
因为水友现场的两个AO系统，都设置有内回流泵，但他的出水却不要求总氮，按理说可以取消内回流，这样就可以至少节约10+13=23m³/h流量电费的消耗。
但这里面有两个问题值得注意：
（1）彻底取消内回流的话，硝酸盐全跑到二沉池去了，非常有可能导致二沉池跑泥；
（2）反硝化能够回收碱度，可以降低NaOH的消耗，如果彻底取消内回流的话，NaOH的消耗还会更大。
如此一消一涨，不见得就省钱。
所以内回流不能取消，虽说现场出水不考核总氮，但我们依然不能让反硝化菌闲着，也得让它发光发热。
既然不能取消，那降一降回流量行不行？
呵呵，瞧瞧这原水的氨氮值，将近2000mg/L的水平，就仅回流了不到4倍的总流量......
说实话，我甚至都怀疑好氧池里400多的氨氮值，pH但凡高一点，那游离氨不得把硝化菌给摁的死死的？
尤其是1级AO，肯定是不能再降了，再降就怕要出事儿了。
2级AO还可以商量，至于原因，咱们看后文。
内回流下降的空间有限，那就剩药剂这一块了。
而整个AO系统，投加的药剂，只有NaOH一种。
那NaOH能不能少用点呢？
能！
不知道您各位注意到没有，其实水友1#调节池，也就是固液分离后的原水C/N是＞5的，是比较合适反硝化脱氮的。
Ps：1#调节池C/N=11000÷1800=6。
反而是经过厌氧后，C/N变得＜5了，说明厌氧工艺用力过猛了，导致后续整个AO系统处于缺碳源的状态。
Ps：2#调节池C/N=5700÷1900=3。
又由于外排不考核总氮，水友不可能还单独加碳源。
这就导致其AO系统，尤其是2级AO系统，反硝化功能是受到抑制的，根本发挥不出来应有的作用。
那该怎么发挥反硝化补充碱度的作用呢？
很简单，就是适当增大1#调节池超越进入1#A池和2#A池的水量，同时降低进入厌氧单元的水量。
实际操作时，进水可以每次涨一点，同时密切关注各单元的COD、氨氮数据，以不出现较大波动为准。
同时把2#调节池和3#调节池改造成缺氧池，分别并入1#A池和2#A池中去，用以强化两个缺氧段内反硝化的效率。
这么做的好处是，对于后续O池来说，氨氮的负荷并没有增加，因此曝气量并不用增加。
但由于缺氧效果增强，会强化回收碱度的效果，从而降低好氧池NaOH的用量。
能节约多少呢？
我尝试计算了下。
按照水友现在的工艺参数，他1#A池内NO3⁻-N的质量浓度，应为309mg/L。
怎么计算的呢？
首先看1级AO的总回流比：R=2.86+0.86=3.72。
然后再看一级AO出水的硝酸盐氮：NO3⁻-N=(1900-50)÷(1+3.72)=392mg/L。
最后再反推1#A池内硝酸盐氮：
NO3⁻-N=392×(3+10)÷(3+10+3.5)=309mg/L。
而1#A池内COD的质量浓度，仅为1179mg/L，计算方法如下所示：
COD=(11000-900)×0.5+(5700-900)×3÷(3+10+3.5)=1179mg/L。
按照反硝化反应所需C/N=5计算，实际上1#A池能去除的NO3⁻-N，为236mg/L，也就是总量的76.38%。
如果多超越一部分原水，补全COD缺口，让NO3⁻-N去除率达到正常应该达到的值，也就是309mg/L的话，NaOH投加量势必能降低！
已知氧化1mol的NH4⁺-N，产生2mol的H⁺，反硝化1mol的NO3⁻-N，产生1mol的OH⁻，具体方程式如下所示：
硝化反应：NH4⁺+2O2→NO3⁻+H2O+2H⁺
反硝化反应：5C+2H2O+4NO3⁻→2N2↑+4OH⁻+5CO2↑
根据上述原理计算，1#A池内每方水多去除73mg/L的NO3⁻-N，理论上就能回收209mg/L的NaOH。
1#A池内的流量为16.5m³/h，那就是83kg/d的NaOH。
再看2级AO。
首先计算2#A池内的COD质量浓度：
COD=[(11000-800)×0.2+(900-800)×3.5]÷(0.2+3.5+13+3)=121mg/L。
就这点量，全发挥了也才去除121÷5=24.2mg/L硝态氮，而光1级AO流过来的硝态氮，就高达392mg/L了。
这说明，就算不用2级AO系统的内回流，也足够2#A池里面的反硝化菌忙活了。
所以如果不打算要2级AO系统回收碱度了，那完全可以把那16m³/h的内回流取消掉。
那如果不想取消内回流，还打算要尽可能多的回收碱度呢？
可以接着计算2#A池内的氨氮值：
(1900×0.2+50×3.5+40×16)÷(3.5+0.2+16)=61mg/L
再计算2#A池内的硝态氮值：
(392×3.5+60.66-121÷5)÷（0.2+3.5+16）=99.42mg/L。
要是能把这99.42mg/L也去除掉的话，就能回收284mg/L的NaOH。
2#A池流量为19.7m³/h，那就是134kg/d的NaOH。
可见如此调整之后，这部分回收的NaOH，足以弥补水友目前投加的量。
Ps：水友目前一天加50kg的NaOH，但好氧池pH明显偏低，尤其是5#、6#、7#池。
以上内容，就是如何降低NaOH用量的分析。
但无论如何，回收碱度和降低内回流，是没办法同时做到的，只能在不断调整中找到最低的费用。
看到这，我估计咱们得学员要问了：
“胖哥，我记得你在多级AO计算的课上讲过，像这种高氨氮废水，完全可以做到零内回流啊，为啥这次就不行了？”
不是不行，是比较难搞，尤其这种已经建好了的项目，各级池容都要重新核算，然后大拆大建，这个是水友接受不了的。
所以就算是勉强改动，咱也只能是在现有2级基础上稍微改改，具体措施如下：
（1）把2#调节池，改成A池，加进1#A池中去，增大缺氧反硝化区域的容积，强化反硝化反应的效率。
（2）把3#调节池，改成A池，加进2#A池中去，增大缺氧反硝化区域的容积，强化反硝化反应的效率。
（3）通过旁路管道，取消1#二沉池，同时取消1#二沉池内的回流泵，让2级AO共用一个二沉池，也即最终的2#二沉池。
（4）2#二沉池外回流点位往前挪，一直到1#A池，回流量不用变。
（5）7#O池内回流点位往前挪，一直到1#A池，回流量可以适当降低。
但这里有个问题，那就是降低到多少合适？
说实话，因为水友也没有一个明确的出水总氮标准，因此原则上肯定是越小越好。
但越小，出水总氮就越高，反硝化效果就越差，回收的碱度就越少。
在一个就是二沉池浮泥的风险也越大。
所以到底降低到多少才行，这还真没法算，只能通过现场运行的情况一点点调。
（6）调整1#调节池超越进1#A池的流量，要满足1#A池内碳源的需求量。
（7）调整1#调节池超越进2#A池的流量，要满足2#A池内碳源的需求量。
这两个到底调到多少合适，同样没法计算，因为一切都是未知数，要靠现场一点点调。
总之，这个方案的风险比较大，我还是建议水友慎重，就考虑第一种就行了。
好了，今天的内容就说到这吧。
那么关于这个话题，屏幕前的您各位还有什么不同的意见吗？
欢迎留言区留言交流！
最后，再说说污废水处理工程师证书的事儿、
这两天，胖哥给十几位水友办了《污废水处理工程师》这本证书，价格绝对是全网最低，几百块钱就能全部搞定，包下证。
不过我在给人办理之前，都会详细说明这本证书的适用人群和价值分析，毕竟很多水友其实是不了解这其中的门道的。
这本证书是由行业协会颁发的一个培训合格证书，并非是由国家级部委颁发的注册类证书，其含金量自然比不上注册类和职称类证书。
所以你要是指望着拿证后，能和注册类一样去申请技能补贴、退税或者挂靠取酬，那就别想了，没戏。
这本证书的价值，也就是做个求职、投标、上岗时使用。
所以如果你心怀大志，我建议一定要去评职称、考注册，这两类证书的含金量才最高，才是全行业通用的。
但现实是，很多水友并不具备考注册或者评职称的条件。
或者可以考，但因为个人学习能力不足，屡考不中。
如果你属于这种情况，那可以考虑办个简单的污废水处理工证书。
虽说其价值含金量比不得上述两种，但有总比没有强，在同等条件下你有证，那就比没有的能多加点分，在最终的PK中胜出。
所以如果你觉得的确有需要，可以扫码加我微信好友咨询，别的不敢说，绝对给你全网最低价。
-完-
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