碳源構(gòu)成微生物細(xì)胞碳水化合物中碳架的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，供給微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需能量。含有碳元素且能被微生物生長(zhǎng)繁殖所利用的一類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為碳源。
碳源物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的一系列化學(xué)變化，被微生物用于合成各種代謝產(chǎn)物。微生物對(duì)碳 素化合物的需求是極為廣泛的，根據(jù)碳素的來(lái)源不通，可將碳源物質(zhì)分為無(wú)機(jī)碳源物質(zhì)和有機(jī)碳源物質(zhì)。因污水中自帶無(wú)機(jī)碳源及曝氣會(huì)補(bǔ)充無(wú)機(jī)碳源（CO2），在實(shí)際生產(chǎn)中并不需要投加無(wú)機(jī)碳源，污水處理中所稱(chēng)的碳源為有機(jī)碳源！
在污水處理過(guò)程中，外加碳源應(yīng)用工藝主要包括：①活性污泥培養(yǎng)；②脫氮系統(tǒng)；③除磷系統(tǒng)。三大污水凈化工藝中外加碳源投加量計(jì)算簡(jiǎn)述如下。
一、如何計(jì)算活性污泥培養(yǎng)碳源投加量？
活性污泥培養(yǎng)過(guò)程中，C/N/P=100/5/1，在實(shí)際污水處理中 TP 往往是過(guò)量的，很多需要配合化學(xué)除磷達(dá)標(biāo)，所以以 TP 計(jì)算的碳源往往會(huì)偏大，實(shí)際中以氨氮的量來(lái)計(jì)算碳源的投 加量。
01 活性污泥培養(yǎng)碳源投加量統(tǒng)一的計(jì)算式為：
Cm=20 ΔN-ACOD……………（公式①）
式中：
Cm— 外部碳源投加量（以 COD 計(jì)）mg/L；
20 — C/N 比值常數(shù)；
N — 需要去除的 TKN 的量，mg/L；
ΔCOD — 進(jìn)出水的碳源差值（以 COD 計(jì)）mg/L；
需用去除的氮量計(jì)算式為：
ΔN=NL-NP……………（公式②）
式中：
NL— 進(jìn)水實(shí)際 TKN 濃度 mg/L；
NP— 二沉池 TKN 排放指標(biāo) mg/L；
進(jìn)出水的碳源差值的計(jì)算式為：
ΔCOD = CODL- CODP……………（公式③）
式中：
CODL—進(jìn)水實(shí)際 COD 濃度 mg/L；
CODP—二沉池 COD 排放指標(biāo) mg/L。
02 案例說(shuō)明
某城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模 Q=20000m3/d，已建成穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)水 COD：100mg/L，進(jìn)水氨：50mg/L，進(jìn)水 TP：2mg/L，二沉池出水 COD≤10mg/L，氨氮 N 排放標(biāo)準(zhǔn)≤10mg/L，求外加碳源量。
解：
按公式②計(jì)算：
ΔN=NL-NP=50-10=40(mg/L)
代入公式③得：
ΔCOD = CODL- CODP=100-10=90mg/L
代入公式①得：
Cm=20 ΔN - ΔCOD=20×40-90=710(mg/L)
則每日需外加 COD 量：
Cd= Q•Cm=20000m3/d×710×10-3=14200(kgCOD/d)
若選用乙酸為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.07kgCOD/kg 乙酸， 乙酸投加量為：14200/1.07=13271 kg/d。
若選用甲醇為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.5kgCOD/kg 甲醇， 甲醇投加量為：14200/1.5=9466.7 kg/d。
若選用乙酸鈉為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 0.78kgCOD/kg 乙酸鈉， 乙酸鈉投加量為：14200/0.78=18205 kg/d。
若選用葡萄糖為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.06kgCOD/kg 葡萄糖， 葡萄糖投加量為：14200/1.06=13396 kg/d。
二、如何計(jì)算脫氮系統(tǒng)碳源投加量？
在硝化反硝化脫氮系統(tǒng)中，因內(nèi)回流攜帶 DO 的影響，實(shí)際中外加碳源投加量和理論值相差較大，運(yùn)營(yíng)中常按照經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算，脫氮系統(tǒng)的 C/N=4~6 為經(jīng)驗(yàn)值，多采用中間值計(jì)算或者通過(guò)對(duì)化驗(yàn)出水 TN 來(lái)調(diào)整投加量！
01 脫氮系統(tǒng)外加碳源投加量統(tǒng)一的計(jì)算式為：
Cm=5 ΔN……………（公式④）
式中：
Cm—外部碳源投加量（以 COD 計(jì)）mg/L；
5 — 反硝化 1kgNO-3-N 需投加外部碳源(以 COD 計(jì))5kg；
ΔN — 需要外部碳源去除的 TN 量，mg/L；
需用外部碳源反硝化去除的氮量計(jì)算：
ΔN=Ne-Np……………（公式⑤）
式中：
Ne— 二沉池出水實(shí)際 TN 濃度 mg/L；
NP— 二沉池 TN 排放標(biāo)準(zhǔn) mg/L。
02 案例說(shuō)明
某城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模 Q=20000m3/d，已建成穩(wěn)定運(yùn)行，二沉池出水排放標(biāo)準(zhǔn)總NP≤15mg/L，氨氮≤5mg/L，運(yùn)行數(shù)據(jù)表明氨氮已達(dá)標(biāo)，而出水總氮 Ne 超標(biāo)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析 Ne=20 mg/L，求外加碳源量。
解：
按公式⑤計(jì)算：
ΔN=Ne-NP=20-15=5(mg/L)
代入公式④得：
Cm=5 ΔN=5×5=25(mg/L)
則每日需外加 COD 量：
Cd= Q•Cm=V20000×25×10-3=500(kgCOD/d)
若選用乙酸為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.07kgCOD/kg 乙酸， 乙酸投加量為：500/1.07=466 kg/d。
若選用甲醇為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.5kgCOD/kg 甲醇， 甲醇投加量為：500/1.5=332 kg/d。
若選用乙酸鈉為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 0.78kgCOD/kg 乙酸鈉， 乙酸鈉投加量為：500/0.78=640 kg/d。
若選用葡萄糖為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.06kgCOD/kg 葡萄糖， 葡萄糖投加量為：500/1.06=470 kg/d。
三、如何計(jì)算除磷系統(tǒng)碳源投加量？
聚磷菌在厭氧階段釋磷所產(chǎn)生的能量，主要用于其吸收低分子有機(jī)基質(zhì)以作為厭氧條件下生存的基礎(chǔ)。因此進(jìn)水中是否含有足夠的有機(jī)質(zhì)，是關(guān)系到聚磷菌能否在厭氧條件下順利生存的重要因素。一般認(rèn)為，進(jìn)水中 COD/TP 要大于15，即可保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)， 從而獲得理想的除磷效果。
01 除磷系統(tǒng)外部碳源投加量統(tǒng)一的計(jì)算式為：
Cm=15 ΔP - ΔCOD=5……………（公式⑥）
式中：
Cm—外部碳源投加量（以 COD 計(jì)）mg/L；
15—C/P 比值常數(shù)；
ΔP—需要外部碳源去除的 TP 量，mg/L；
ΔCOD—進(jìn)出水的碳源差值（以 COD 計(jì)）mg/L。
需用外部碳源去除 TP 量的計(jì)算式為：
ΔP=PL- PP……………（公式⑦）
式中：
PL— 進(jìn)水 TP 濃度 mg/L；
PP— 二沉池 TP 排放標(biāo)準(zhǔn) mg/L；
進(jìn)出水的碳源差值的計(jì)算式為：
ΔCOD = CODL- CODP……………（公式⑧）
式中：
CODL—進(jìn)水實(shí)際 COD 濃度 mg/L；
CODP—二沉池 COD 排放指標(biāo) mg/L。
02 案例說(shuō)明
某城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模 Q=20000m3/d，已建成穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)水 COD：100mg/L，進(jìn)水 TP：10.5mg/L，二沉池出水 COD≤10mg/L，TP 排放標(biāo)準(zhǔn)≤0.5mg/L，求外加碳源量。
解：
按公式⑦計(jì)算：
ΔP=PL- PP=10.5-0.5=10(mg/L)
代入公式⑧得：
ΔCOD = CODL- CODP=100-10=90(mg/L)
代入公式⑥得：
Cm=15 ΔP - ΔCOD =15×10-90=60(mg/L)
則每日需外加 COD 量：
Cd= Q•Cm=20000×60×10-3=1200(kgCOD/d)
若選用乙酸為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為1.07kgCOD/kg 乙酸， 乙酸量為：1200/1.07=1120 kg/d。
若選用甲醇為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.5kgCOD/kg 甲醇， 甲醇量為：1200/1.5=800 kg/d。
若選用乙酸鈉為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 0.78kgCOD/kg 乙酸鈉， 乙酸鈉量為：1200/0.78=1538 kg/d。
若選用葡萄糖為外加碳源，其 COD 當(dāng)量為 1.06kgCOD/kg 葡萄糖， 葡萄糖量為：1200/1.06=1132 kg/d。