一、污水中的"碳家族"


有机物(甲醇、乙酸、蛋白质)→COD主力,可生物降解

无机碳酸盐(Na₂CO₃、CaCO₃)→硬度组成,不计入COD

CO₂气体→温室气体,水质指标中忽略

结论:COD≈有机碳,是污水处理厂要"消灭"的核心目标


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二、COD四条"逃亡路线"物质流


设进水COD=100%,出水四条路分配典型比例:


|途径|占比|形态|终点|


外排水带走    5-10%    溶解性难降解COD(腐殖酸、染料)    受纳水体    


排泥带走    15-25%    微生物同化+吸附+惰性颗粒    污泥脱水→填埋/焚烧    


生物氧化    60-75%    CO₂+H₂O+能量    大气    


尾气带走    1-3%    挥发性有机物(VOCs)    大气/除臭系统    


三、每条路的"拆解手术"


外排水带走(5-10%)


成分:木质素、合成洗涤剂、农药残留,B/C<0.1


控制:深度处理(臭氧+活性炭、膜过滤)可压到<5%


痛点:即使出水COD<50mg/L,其中30%仍是难降解有机物


排泥带走(15-25%)


机制:


同化:微生物合成自身细胞,1kgCOD→0.4kg污泥


吸附:胶体、油脂黏附絮体


惰性:进水SS裹挟的有机颗粒


优化:污泥龄SRT=10-15d,同化效率最高;厌氧消化可回收沼气


生物氧化(60-75%)——绝对主力


反应式:C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+能量


关键参数:


污泥负荷F/M=0.2-0.4kgCOD/(kgMLSS·d)


溶解氧DO=2-4mg/L


温度15-35℃


效率:BOD去除率>95%,但COD因含难降解物,去除率75-85%


尾气带走(1-3%)


成分:苯系物、醇类、硫化物, Henry常数>10⁻³atm·L/mol


场景:曝气池、污泥浓缩池、脱水机房


控制:加盖收集+生物滤池除臭,VOCs去除率>90%


四、物质流平衡验算


以10000m³/d污水厂,进水COD=400mg/L为例:


总COD负荷:4000kg/d


外排:50mg/L×10000m³=500kg(12.5%)


排泥:产泥率0.6kgDS/kgCOD×4000kg×20%=480kg(12%)


氧化:4000-500-480-80=2940kg(73.5%)


尾气:估算80kg(2%)

验算:12.5%+12%+73.5%+2%≈100%,物质守恒


五、优化调控"三板斧"


提高氧化占比:投加粉末活性炭PAC(10-20mg/L),难降解COD吸附后生物氧化,总去除率↑5-8%


减少外排占比:后置反硝化滤池,COD同时作为碳源,出水<30mg/L


回收排泥能量:厌氧消化产沼气0.5m³/kgVS,发电自给率可达30%


六、结论


COD不是"消失",而是分流——七成变CO₂排大气,两成进污泥待处置,一成随水走,微量挥发逃。搞清这四条路,才能算准碳足迹、优化能耗、守住排放限值。




本文标题:污水"碳"踪 COD去哪了 物质流拆解
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