碳源构成微生物细胞碳水化合物中碳架的营养物质，供给微生物生长发育所需能量。含 有碳元素且能被微生物生长繁殖所利用的一类营养物质统称为碳源。 

碳源物质通过细胞内的一系列化学变化，被微生物用于合成各种代谢产物。微生物对碳 素化合物的需求是极为广泛的，根据碳素的来源不通，可将碳源物质分为无机碳源物质和有机碳源物质。因污水中自带无机碳源及曝气会补充无机碳源（CO₂），在实际生产中并不需要投加无机碳源，污水处理中所称的碳源为有机碳源！ 

在污水处理过程中，外加碳源应用工艺主要包括：①活性污泥培养；②脱氮系统；③除磷系统。三大污水净化工艺中外加碳源投加量计算简述如下。

一

活性污泥培养碳源投加量统一的计算式为：

C_m=20 ΔN-ACOD……………（公式①）

式中：

C_m — 外部碳源投加量（以 COD 计）mg/L； 

20 — C/N 比值常数； 

N — 需要去除的 TKN 的量，mg/L； 

ΔCOD — 进出水的碳源差值（以 COD 计）mg/L；

需用去除的氮量计算式为：

ΔN=N_L-N_P……………（公式②）

式中：

N_L — 进水实际 TKN 浓度 mg/L； 

N_P — 二沉池 TKN 排放指标 mg/L；

进出水的碳源差值的计算式为：

ΔCOD = COD_L - COD_P……………（公式③）

式中：

COD_L—进水实际 COD 浓度 mg/L； 

COD_P—二沉池 COD 排放指标 mg/L。

案例说明

某城镇污水处理厂规模 Q=20000m³/d，已建成稳定运行，进水 COD：100mg/L，进水氨：50mg/L，进水 TP：2mg/L，二沉池出水 COD≤10mg/L，氨氮 N 排放标准≤10mg/L，求外加碳源量。

解：

按公式②计算： 

ΔN=N_L-N_P=50-10=40(mg/L) 

代入公式③得： 

ΔCOD = COD_L - COD_P =100-10=90mg/L 

代入公式①得： 

C_m=20 ΔN - ΔCOD =20×40-90=710(mg/L) 

则每日需外加 COD 量： 

C_d = Q?C_m =20000m³/d×710×10^-3=14200(kgCOD/d) 

若选用乙酸为外加碳源，其 COD 当量为 1.07kgCOD/kg 乙酸， 乙酸投加量为：14200/1.07=13271 kg/d。 

若选用甲醇为外加碳源，其 COD 当量为 1.5kgCOD/kg 甲醇， 甲醇投加量为：14200/1.5=9466.7 kg/d。 

若选用乙酸钠为外加碳源，其 COD 当量为 0.78kgCOD/kg 乙酸钠， 乙酸钠投加量为：14200/0.78=18205 kg/d。 

若选用葡萄糖为外加碳源，其 COD 当量为 1.06kgCOD/kg 葡萄糖， 葡萄糖投加量为：14200/1.06=13396 kg/d。

二

脱氮系统外加碳源投加量统一的计算式为：

C_m=5 ΔN……………（公式④）

式中：

C_m—外部碳源投加量（以 COD 计）mg/L； 

5 — 反硝化 1kgNO-3-N 需投加外部碳源(以 COD 计)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计算：

ΔN=N_e-N_p……………（公式⑤）

式中：

N_e — 二沉池出水实际 TN 浓度 mg/L； 

N_P — 二沉池 TN 排放标准 mg/L。

案例说明

某城镇污水处理厂规模 Q=20000m³/d，已建成稳定运行，二沉池出水排放标准总N_P≤15mg/L，氨氮≤5mg/L，运行数据表明氨氮已达标，而出水总氮 Ne 超标，经统计分析 Ne=20  mg/L，求外加碳源量。

解：

按公式⑤计算： 

ΔN=N_e-N_P =20-15=5(mg/L) 

代入公式④得： 

C_m=5 ΔN =5×5=25(mg/L)

则每日需外加 COD 量： 

C_d = Q?C_m =V20000×25×10^-3=500(kgCOD/d)

若选用乙酸为外加碳源，其 COD 当量为 1.07kgCOD/kg 乙酸， 乙酸投加量为：500/1.07=466 kg/d。 

若选用甲醇为外加碳源，其 COD 当量为 1.5kgCOD/kg 甲醇， 甲醇投加量为：500/1.5=332 kg/d。 

若选用乙酸钠为外加碳源，其 COD 当量为 0.78kgCOD/kg 乙酸钠， 乙酸钠投加量为：500/0.78=640 kg/d。 

若选用葡萄糖为外加碳源，其 COD 当量为 1.06kgCOD/kg 葡萄糖， 葡萄糖投加量为：500/1.06=470 kg/d。

三

除磷系统外部碳源投加量统一的计算式为：

C_m=15 ΔP - ΔCOD=5……………（公式⑥）

式中：

C_m—外部碳源投加量（以 COD 计）mg/L； 

15—C/P 比值常数； 

ΔP—需要外部碳源去除的 TP 量，mg/L；

ΔCOD—进出水的碳源差值（以 COD 计）mg/L。

需用外部碳源去除 TP 量的计算式为：

ΔP=P_L - P_P……………（公式⑦）

式中：

P_L — 进水 TP 浓度 mg/L； 

P_P — 二沉池 TP 排放标准 mg/L；

进出水的碳源差值的计算式为：

ΔCOD = COD_L - COD_P……………（公式⑧）

式中：

COD_L—进水实际 COD 浓度 mg/L； 

COD_P—二沉池 COD 排放指标 mg/L。

案例说明

某城镇污水处理厂规模 Q=20000m³/d，已建成稳定运行，进水 COD：100mg/L，进水 TP：10.5mg/L，二沉池出水 COD≤10mg/L，TP 排放标准≤0.5mg/L，求外加碳源量。

解：

按公式⑦计算： 

ΔP=P_L - P_P =10.5-0.5=10(mg/L)

代入公式⑧得： 

ΔCOD = COD_L - COD_P =100-10=90(mg/L)

代入公式⑥得： 

C_m=15 ΔP - ΔCOD =15×10-90=60(mg/L)

则每日需外加 COD 量： 

C_d = Q?C_m =20000×60×10^-3=1200(kgCOD/d)

若选用乙酸为外加碳源，其 COD 当量为1.07kgCOD/kg 乙酸， 乙酸量为：1200/1.07=1120 kg/d。 

若选用甲醇为外加碳源，其 COD 当量为 1.5kgCOD/kg 甲醇， 甲醇量为：1200/1.5=800 kg/d。 

若选用乙酸钠为外加碳源，其 COD 当量为 0.78kgCOD/kg 乙酸钠， 乙酸钠量为：1200/0.78=1538 kg/d。 

若选用葡萄糖为外加碳源，其 COD 当量为 1.06kgCOD/kg 葡萄糖， 葡萄糖量为：1200/1.06=1132 kg/d。