污水处理厂的可变成本

一、固定成本和可变成本

二、可变成本的控制方法

三、药剂费

四、电费

五、清洗维护成本

六、水费和废物处置费

七、异常成本和事故成本

  1、定义

污水处理的总成本是由固定成本和可变成本组成的。对于污水处理企业来说，要控制总成本，需要尽可能降低可变成本的支出，同时确保固定成本的合理分摊。

1.1 固定成本

污水处理的固定成本是指在处理污水过程中，无论处理的水量多少，都必须支付的成本。这些成本通常包括污水处理厂的建设成本、设备购置费、维护和大修费用、人员工资、管理费用等。这些成本不会因为水量的增加或减少而发生变化，因此被称为固定成本。

1.2 可变成本

可变成本是指与处理水量直接相关的成本。这些成本包括化学品、电力、污泥处置、水泵和管道维护、清洗设备和池体等费用。随着水量的增加或减少，这些成本也会相应地上升或下降。因此，可变成本是动态变化的，与每时每刻的运行状态有关。

2、固定成本和可变成本的区分 （见右图）

  控制可变成本的几种方法：

1. 优化能源利用：能源消耗是污水处理的主要可变成本之一，因此优化能源利用是控制可变成本的一个重要方面。企业可以通过使用更高效率的设备、设备动态优化、改进工艺流程、优化运营管理等方法来降低能源消耗，从而控制成本。
2. 精细化管理：通过采用精细化管理的方法，企业可以更好地控制其可变成本。例如，通过建立更精细的生产计划、管理库存、控制用量等方法，可以有效地降低化学品和其他耗材的使用量。
3. 引入自动化和智能化技术：自动化和智能化技术可以帮助企业更好地控制可变成本。例如，通过引入自动化控制系统和智能化技术，企业可以实现更高效、更精确的生产过程控制，从而降低能源消耗、降低耗材使用量。
4. 优化维护和保养：设备维护和保养是控制可变成本的一个重要方面。企业可以通过实施定期保养计划、加强设备维护等方法，提高设备效率、延长设备使用寿命，降低设备更换成本。
5. 提升采购议价权：通过招投标、集采等手段，降低易耗品的采购价格。
6. 培训员工：员工的技能水平和知识水平对于控制可变成本也是至关重要的。企业可以通过培训员工，提高其技能水平和知识水平，从而更好地控制生产过程中的可变成本。

不同企业的污水处理过程和可变成本组成都有所不同，因此具体的控制方法也会有所差异。企业需要根据自身情况，制定适合自己的控制可变成本的策略。

3.1 药剂用量控制

为了最大限度地降低药剂用量，应采取以下措施：

3.1.1 优化反应条件：

化学或者生物反应的反应效率与反应条件息息相关。可调整的反应条件包括负荷率、停留时间、温度、压力、pH等。

3.1.2 制定药剂用量控制标准：

污水处理厂可以根据不同的水质指标和处理工艺，制定不同的药剂用量控制标准。通过对水质指标进行监测和分析，及时调整药剂用量标准，以监控药剂费用。

· 确定药剂用途和种类：根据污水处理工艺和污水性质，确定需要使用的药剂用途和种类。

· 确定药剂目标：确定药剂的使用效果目标，如悬浮物、总磷等污染物的去除量或者去除率、pH调节的目标范围等。

· 确定药剂初始用量：通过实验和数据分析，确定药剂的初始使用量，以达到预期的处理效果。

· 进行调整和优化：根据实际情况，对药剂用量进行调整和优化，以达到最佳的处理效果和经济效益。

· 制定药剂用量控制标准：根据实际情况和经验，制定药剂用量控制标准，并对其进行监测和调整，以确保其持续有效。

制定药剂用量控制标准需要结合实际情况和经验，同时考虑药剂的种类和质量，以确保污水处理效果和经济效益的最大化。同时，还需严格遵守相关法律法规和标准，以确保药剂的安全和环境保护。

3.1.3 动态监控和实时调整药剂用量：

· 根据处理效果进行调整：污水处理厂可以通过对污水处理过程的监测，及时评估处理效果，从而根据实际情况调整药剂用量。如果处理效果不理想，可以增加药剂用量；如果处理效果超过目标值，或者边际效果趋于零，或者出现反效果，可以适当减少药剂用量。

· 引入自动化和智能化控制系统：自动化和智能化控制系统可以实现对污水处理厂药剂用量的实时监测和调整。通过对药剂用量的实时调整，可以确保处理过程的稳定性和效果，同时减少药剂的浪费。

3.2 加强药剂的库存和管理：

污水处理厂药剂库存和管理需要严格遵守相关法律法规和规章制度，确保药剂的质量和安全性。

· 制定合理的药剂采购计划：污水处理厂可以根据污水处理量、处理工艺和历史消耗量等因素，制定合理的药剂采购计划。通过制定计划，可以有效地控制药剂采购数量，避免库存过多或过少。

· 定期检查药剂库存情况：污水处理厂应定期检查药剂的库存情况，及时补充不足的药剂，并避免过期药剂的使用。对于长时间未使用的药剂，应进行检查和测试，以确保其质量和效果。

· 统一管理药剂库存：污水处理厂可以建立统一的药剂库存管理系统，对药剂的采购、入库、使用和出库进行统一管理。通过建立管理系统，可以有效地控制药剂的使用，减少药剂的浪费和损失。

· 做好药剂使用记录：污水处理厂应做好药剂使用记录，包括药剂的种类、数量、使用时间和效果等信息。通过记录药剂使用情况，可以及时调整药剂用量和使用时间，确保处理效果。

做好药剂的储存和保护工作：污水处理厂应做好药剂的储存和保护工作，避免药剂受潮、曝光和污染等情况。同时，应对药剂进行分类储存，避免不同种类的药剂混合使用。

3.3 开展药剂使用培训：

污水处理厂应开展药剂使用培训，提高工作人员对药剂使用的认识和技能水平。通过提高工作人员的专业水平，可以更好地控制药剂用量，确保处理效果。

3.4 典型水处理药剂

3.4.1 混凝剂和絮凝剂

混凝剂和絮凝剂是水处理过程中常用的两种化学药剂，它们的作用不同。

混凝剂是一种能够凝聚或聚集悬浮在水中的细小颗粒物质的化学物质。当混凝剂被加入水中时，它们会与悬浮在水中的固体或液体颗粒发生化学反应或吸附作用，形成较大的团块或颗粒，从而使它们更易于被沉淀或过滤掉。常见的混凝剂包括氯化铁、聚合氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁、聚合铝铁等。

絮凝剂则是一种能够促进混凝剂凝聚作用的化学物质，它能够增强混凝剂的作用，形成更大的絮凝体，从而更容易被沉淀或过滤掉。常见的絮凝剂包括聚丙烯酰胺（Polyacrylamide， 缩写PAM）、硅酸盐等。在实际应用中，通常会同时使用混凝剂和絮凝剂，以达到更好的水处理效果。

1、混凝剂的投加量

确定混凝剂的投加量需要考虑多个因素，包括水的特性、待处理水的污染程度、混凝剂的种类和浓度、处理设备的类型和性能等。一般情况下，可以按照以下步骤确定混凝剂的投加量：

（1） 确定水的特性：包括水的pH值、水温、硬度、碱度、盐度等因素。这些因素会影响混凝剂的选择和投加量。

（2） 分析水的污染程度：可以通过实验或者取样分析的方法，确定待处理水中的污染物种类和浓度。这些信息可以帮助选择适当的混凝剂，并估算投加量。

（3） 选择混凝剂：根据水的特性和污染程度，选择适当的混凝剂种类。不同的混凝剂对不同的污染物有不同的去除效果。

（4） 进行试验：按照一定的比例，在实验室或小型试验设备上进行试验，确定最佳的混凝剂投加量。试验时应注意混合液的搅拌时间、搅拌速度、混凝剂加入方式等因素，以获得最佳效果。

（5） 确定实际投加量：根据试验结果和待处理水的实际情况，进行厂试，评估效果，确定最终的混凝剂投加量。

需要注意的是，混凝剂的投加量应该适量而不是过量。如果投加量过多，可能会导致沉淀过度或者过度浑浊，从而降低处理效果。因此，在实际应用中，应该根据水的实际情况和经验确定适当的投加量。

边际增量法确定最佳投加量

边际增量是指每单位混凝剂投加量所能够降低的污染物浓度（如浊度、SS浓度等）的大小。边际增量的大小与混凝剂投加量、水质特性、污染物种类和浓度等因素都有关系。通常情况下，随着混凝剂投加量的增加，边际增量逐渐减小，因为在投加一定量的混凝剂后，水中的污染物浓度已经被降低到一定程度，进一步降低污染物浓度的难度也会增加。

通过测量边际增量的变化情况，可以确定最佳的混凝剂投加量。通常情况下，最佳的投加量应该是在边际增量逐渐减小的时候，因为这时增加投加量所能带来的降低效果已经很小，而投加量的增加可能会增加成本、增加副反应的产生等问题。因此，需要根据具体情况和实际经验进行调整，以达到最佳的处理效果。

这种方法通常基于一些试验数据，包括混凝剂投加量、污染物浓度、污水的特性等。其主要步骤如下：

（1） 选择一定量的待处理水样本，并测定水的pH值、温度、浊度、SS、色度等参数。

（2） 在试验反应设备中加入一定量的混凝剂，然后搅拌待处理水样，使混凝剂和污染物充分混合。

（3） 在一定时间内，记录下待处理水样的上清液或滤过液的浊度、SS浓度等参数的变化。

（4） 根据测量数据，计算出每单位混凝剂投加量所能够降低的浊度或SS浓度。这个数值称为“边际增量”。

（5） 通过不断增加混凝剂的投加量，并记录下边际增量的变化情况，确定最佳的混凝剂投加量。

（6） 在实际应用中，根据待处理水的实际情况和经验，进行微调，以达到最佳的处理效果。

关键控制指标：浊度或者SS

辅助控制指标：温度、 pH、碱度

混凝剂特征组分余量法确定最佳投加量

混凝剂的特征组分余量法（Characteristic Component Residuals Method）的基本思想是，通过对混凝剂中的特征组分在处理后水相中的剩余量进行监测和分析，来确定最佳投加量，从而达到混凝效果最佳的目的。

具体来说，混凝剂特征组分余量法的步骤如下：

1. 确定混凝剂特征组分：混凝剂的特征组分通常是指对水中悬浮颗粒物有较好的混凝作用的物质，如铝离子、铁离子、高分子官能团等。
2. 确定混凝剂投加量范围：通过小试验或参考文献等方法，确定混凝剂的投加量范围。
3. 进行试验：按照一定比例分别投加混凝剂，并在一定时间内进行搅拌混合，然后静沉、离心或过滤，测定上清液或者滤过液中混凝剂特征组分的剩余量。
4. 绘制特征组分余量曲线：将试验结果绘制成特征组分余量曲线，曲线的横坐标为混凝剂投加量，纵坐标为特征组分剩余量。
5. 确定最佳投加量：根据特征组分余量曲线，确定特征组分剩余量上升最快时的投加量为最佳投加量。

混凝剂特征组分余量法仅适用于混凝剂特征组分易于测量的情况，对于其他类型的混凝剂，需采用其他适合的方法确定最佳投加量。此外，实际应用中还应结合污水性质、水处理工艺等因素进行综合考虑和调整。

关键控制指标：混凝剂特征组分，如铝离子、铁离子、高分子官能团

辅助控制指标：浊度、SS、温度、 pH、碱度

2、絮凝剂的投加量

絮凝剂的投加量的确定方法与混凝剂类似。如果混凝剂与絮凝剂同时投加，作为简单估算，可以先确定两者投加量之间的比例关系，以混凝剂的投加量作为基准值。

关键控制指标：混凝剂投加量

3.4.2 酸碱

酸碱在水处理和环境工程中有很广泛的应用，常见的包括以下几种情况：

1. pH调节：当处理水的pH值偏高或偏低时，需要投加酸碱剂来调节pH值，以达到最佳的处理效果。例如，对于一些废水处理工艺，需要将废水的pH值调节到一定范围内，才能有效地去除污染物。
2. 碱度调节：在某些水处理工艺中，需要保持水的碱度在一定范围内，以确保处理效果。例如，在某些污泥脱水工艺中，需要将废水的pH值调节到碱性范围内，以减少污泥中的水分含量。
3. 酸碱中和：在一些工业废水处理过程中，废水中含有大量的酸性或碱性物质，需要投加相应的酸碱剂来进行中和处理，以达到处理要求。
4. 酸洗、碱洗：在污水处理过程中，需要用到酸碱剂来进行清洗处理。例如，对于膜污染，可以使用柠檬酸或者盐酸等酸性溶液进行清洗，以去除膜表面的结垢污染。

1、酸碱的投加量

酸碱投加量的确定需要考虑到处理水的初始pH值、所需达到的目标pH值以及所选用的酸碱剂的酸碱度。目标pH可分为终点pH和过程pH。终点pH是指投加酸剂或者碱剂后最终出水的pH值，例如酸/碱中和反应；过程pH是指工艺过程中需要维持的pH值，过程中如果有酸或者碱的消耗，就需要不断补充，例如酸碱清洗过程。

下面是确定酸碱用量的一般性的步骤：

（1） 测量初始pH值：在处理前，对待处理水的pH值进行测量，以便确定所需的酸碱剂的类型和投加量。

（2） 选择酸碱剂：根据初始pH值和所需达到的目标pH值，选择合适的酸碱剂。如果水的pH值偏高，则需要投加酸性溶液（如硫酸、盐酸等）；如果水的pH值偏低，则需要投加碱性溶液（如氢氧化钠、石灰等）。对于一些比较弱的酸碱剂（如乙酸、柠檬酸、碳酸氢钠、氨水等），可能需要投加更多的量才能达到目标pH值。

（3） 计算投加量：根据水体的化学特性和酸碱剂的特性，根据理论计算所需投加的酸碱剂量。具体的计算公式需要根据所选用的酸碱剂和水体特性而定。

（4） 试验投加：将计算出的酸碱剂投加到待处理水中，进行试验性的调整。在投加过程中，需要不断检测水体的pH值，并进行必要的调整，以达到所需的目标pH值。

（5） 检验效果：在调整完成后，需要对水质进行检测，以确保达到所需的处理效果。

酸碱投加量的计算和调整需要根据实际情况进行调整，以保证最终的处理效果。同时，还需要注意酸碱剂的种类和浓度，以避免对环境和健康造成潜在的影响。

关键控制指标：pH

辅助控制指标：碱度

3.4.3 碳源

在污水处理过程中，有机物是污染物的主要来源，同时也是微生物生长和代谢的主要碳源。在生物脱氮过程中，需要有充足的碳源来满足微生物的代谢需求，同时在厌氧或者缺氧条件下促进氮的反硝化去除。在生物除磷过程中，需要有充足的碳源来满足微生物的代谢需求，同时在好氧条件下促进磷的吸收。此外，对于一些高难度处理的污水，可能需要通过投加外部碳源来满足生物处理的需求。

一般来说，污水中的有机物质可以作为碳源，包括生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）等指标。当污水中的BOD/总氮或者BOD/总磷比例较高时，污水中的有机物质可以很好地满足生物脱氮除磷的需求。相反，如果污水中碳源不能满足污染物降解和微生物生长，通常需要以外部碳源的形式补充碳源。常见的外部碳源包括甲醇、乙醇、醋酸钠、葡萄糖等。

对于投加外部碳源的情况，需要根据外部碳源的类型和浓度，以及处理系统的具体情况进行调整。一般来说，投加的碳源应该能够满足微生物的代谢需求，同时不会造成过量的废弃物产生，还需要考虑碳源的毒性和安全性等因素，以避免对处理系统产生负面影响。

1、脱氮除磷碳源的投加量

生物除磷和生物脱氮过程中，碳源的投加量可以通过监测进出水水质和微生物数量等指标进行调整。具体来说，可以根据进出水中BOD/COD、BOD/总磷和BOD/总氮等比例，以及池内微生物的生长情况等指标来确定合适的投加量。

理论投加量

（1）脱氮碳源理论投加量：在污水处理中，投加碳源的理论投加量是指，在理想条件下，为了使污水中的氮完全被去除，需要投加的碳源的最小量。

理论碳源投加量 = 理论碳源需要量 – 污水可降解有机物含量

一般来说，根据污水中的氮浓度和碳氮比，可以计算出理论投加量。以生物脱氮为例，假设污水中的氨氮浓度为100mg/L，要将其处理成不含氮的出水，需要将氨氮先经过硝化转化为100mg/L硝态氮，再经过反硝化还原为氮气。在理想情况下，每个硝酸盐氮需要4.57个化学需氧量（COD）的碳源才能完全转化为氮气，即C/N比为4.57 g COD/g NO3-N。因此，对于这样的污水，理论碳源需要量应为100×4.57=457mg/L COD。 

在实践中，碳源的利用效率约为60% - 90%，因此，实际需要的C/N比约为5-7。实际碳源需要量约为500 – 700mg/L COD。

（2）除磷碳源理论投加量：除磷碳源理论投加量是指在理想条件下，为了使污水中的磷完全被去除，需要投加的碳源的最小量。一般来说，可以根据污水中的磷浓度和碳磷比计算出理论投加量。

理论碳源投加量 = 理论碳源需要量 – 污水可降解有机物含量

生物除磷过程复杂，理论碳源需要量受多种因素影响， 难以得到准确值。以生物除磷为例，假设污水中的总磷浓度为10 mg/L，要将其处理成出水中的总磷浓度小于1 mg/L，需要投加足够的有机碳源。根据理论计算，每mg/L总磷需要投加15-20 mg/L 的COD来保证充足的有机碳源。。因此，在这种情况下，除磷碳源理论投加量应该为（10 – 1）× 20 = 180 mg/L COD。

关键控制指标：总氮、总磷、COD

辅助控制指标：氨氮、BOD

3.4.5 次氯酸钠

次氯酸钠（NaClO）是一种常用的消毒剂，它可以在污水处理中用于消毒处理后的水，以杀死残留在水中的病原体和其他微生物，保障水质安全。

次氯酸钠还可以在污水处理中用于去除有机物和色度。在投加适量的次氯酸钠后，次氯酸根离子（ClO-）会和有机物发生氧化反应，使有机物分子断裂、碎解成小分子，从而降低有机物浓度和色度。

次氯酸钠可以在一定程度上氧化污水中的氨氮，从而达到去除氨氮的效果。在碱性条件下，次氯酸钠可以与水中的氨氮反应生成氯离子、水和亚氮酸盐，进而继续氧化为硝酸盐和氮气。次氯酸钠氧化氨氮的反应速度比较快，可以在短时间内将氨氮降解，但同时也可能会带来一定的余氯问题。

需要注意的是，次氯酸钠在污水处理中使用时需要控制投加量，避免过量投加导致环境污染和水质问题。此外，次氯酸钠还有一定的毒性，需要注意安全使用。

1、次氯酸钠的投加量

一般来说，可以通过实验、理论计算等方式确定次氯酸钠的最佳投加量，并根据实际消毒效果进行适当的调整。次氯酸钠的投加量需要综合考虑污水的特性、目标处理效果和反应设备等因素。

理论投加量

（1）次氯酸钠用于去除氨氮的理论投加量

理论计算需要考虑到氨氮浓度、目标去除率、水质特征等因素。一般来说，氨氮的去除可以通过氧化反应实现，次氯酸钠在水中可以分解产生次氯酸离子，次氯酸离子可以与氨氮发生氧化反应，将氨氮转化为氮气和硝酸盐。

假设要将水中的氨氮浓度降低至目标去除率，可以通过下列公式计算次氯酸钠的理论投加量：

理论投加量 = (氨氮浓度 × 目标去除率× 反应系数) / 次氯酸钠有效氯浓度

其中，氨氮浓度是指待处理水体中氨氮的初始浓度，目标去除率是指要达到的氨氮去除率，次氯酸钠有效氯浓度是指次氯酸钠溶液中的有效氯含量，反应系数是指次氯酸钠氧化氨氮的化学反应系数，一般为 8 - 10。

关键控制指标：氨氮

辅助控制指标：余氯

（2）消毒用次氯酸钠的理论投加量

理论计算取决于所需的消毒效果和水质特征等因素。一般来说，次氯酸钠的理论投加量可以通过以下公式计算：

理论投加量 = (氯消耗量+目标消毒剩余量) / 可用氯含量

其中，氯消耗量指废水中的污染物与氯反应而消耗氯的量，可以通过折点加氯法实验确定，清洁的水可以视为零。目标消毒剩余量是指在给定消毒时间内消灭细菌、病毒和其他微生物的目标量，通常在0.5-1.0 mg/L 之间。可用氯含量是指次氯酸钠溶液中的有效氯含量，通常为10%-15%。

关键控制指标：余氯

辅助控制指标：COD、氨氮

投加试验法

i. 确定污水的水质特性和处理目标：需要了解污水的pH值、温度、悬浮物浓度、COD（化学需氧量）、氨氮含量等特性，以及需要达到的处理目标和出水标准。

ii. 确定适当的反应时间和反应条件：次氯酸钠的氧化反应需要一定的反应时间和反应条件，通常需要在一定的pH范围内、在适宜的温度条件下进行。

iii. 进行投加试验：在实验室或实际处理过程中，进行适当的投加试验，根据去除效果，找到最佳的投加量。

iv. 确定最终的投加量：根据试验结果和实际处理情况，确定最终的投加量，并根据实际情况进行调整和控制。

关键控制指标：余氯、氨氮

辅助控制指标：COD

余氯控制法

余氯控制法是指通过实时监控处理出水中的氯的残留量（即余氯），反馈控制投加量。内容包括：

• 监测处理水中的余氯含量：对于需要进行次氯酸钠投加的废水，需要实时监测其处理出水中的余氯含量，了解其变化情况。
• 根据反应消耗计算投加量：次氯酸钠的投加量需要考虑反应消耗，根据废水中余氯含量和目标投加次氯酸钠的浓度计算投加量，避免投加过多。
• 根据处理效果调整投加量：进行适当的投加试验，根据投加量和处理效果调整投加量，控制余氯含量在一定范围内。
• 精细化控制：根据实际情况和处理要求，对投加量进行精细化控制，采取分批投加、自动控制等方法，避免出现过量投加或余氯不足等问题。

关键控制指标：余氯

辅助控制指标：COD

2、次氯酸钠的来源

当污水处理厂加氯的需求较大时，可以用氯气代替次氯酸钠或者现场制取次氯酸钠。

（1）氯气储存和投加：

污水处理厂用氯气的具体方法一般是将氯气通入污水处理设施，使氯气溶解于水中，生成次氯酸和次氯酸根离子。直接成本包括氯气采购成本以及氯气储存附属设备和投加装置的电费。

（2）电解法制备次氯酸钠：

该方法是在电解池中，通过电解含有氯化钠（NaCl）的溶液，使其产生次氯酸钠和氢氧化钠。其中，电解池中的阳极会产生氯气和氧气，阴极会产生氢气和氢氧化钠。次氯酸钠的产生需要在一定的电流密度、温度和pH值等条件下进行。直接成本包括氯化钠采购成本以及电解装置的电费。

3.4.6 臭氧

臭氧在污水处理中主要有以下两种作用：

• 氧化分解有机物：臭氧具有强氧化性，可以将有机物分子中的双键、三键等化学键氧化断裂，将有机物分解为较小的分子，从而提高其生物可降解性，促进后续生化处理的进行。
• 消毒杀菌：臭氧具有很强的氧化性和杀菌能力，可以快速杀死水中的微生物，包括细菌、病毒和其他微生物。因此，在污水处理过程中，臭氧可以作为一种有效的消毒剂，可以有效地控制污水中的微生物数量，防止疾病的传播。

在此主要探讨臭氧作为氧化剂的应用。

1、臭氧投加量

要确定需要投加多少臭氧去除COD，需要考虑多个因素，如水质、处理工艺和污染物的化学特性等。通常情况下，可以通过进行实验室试验或者基于经验公式来确定所需的臭氧投加量。

（1）根据臭氧转化效率计算：

以下是一个常用的公式：

    O3投加量（mg/L）= COD浓度（mg/L）× COD去除率（%） ÷ 臭氧氧化效率（%）

其中，COD去除率是指从初始COD浓度到目标COD浓度之间的COD去除率，而臭氧氧化效率则是指臭氧在水中将有机污染物（以COD计）完全矿化的转化效率。

例如，假设要去除COD为100 mg/L的污染物，设COD去除率为80%，臭氧氧化效率为50%，则所需的臭氧投加量为：O3投加量（mg/L）= 100 mg/L × 80% ÷ 50% = 160 mg/L。

（2）根据臭氧与COD比值计算：

臭氧与COD比值是指在污水处理中，臭氧的投加量与COD的去除量（以COD浓度计）之比。该比值可以用来估算所需的臭氧投加量，以下是计算方法：

臭氧投加量= COD去除量 × 臭氧与COD比值

假设需要去除COD为100 mg/L的污染物，设臭氧与COD比值为2.0，则所需的臭氧投加量为：臭氧投加量 = 100 mg/L × 2.0 = 200 mg/L

需要注意的是，臭氧与COD比值的具体数值可能会因处理工艺、水质、污染物种类等因素而有所不同，因此需要根据实际情况进行调整和优化。同时，还需考虑臭氧的使用安全和经济效益等因素，以达到最佳的处理效果和经济效益。

2、现场制取臭氧

污水处理厂使用的臭氧通常是现场制备的。制取臭氧所发生的直接成本包括氧气成本、电费等。

（1）空气制取臭氧

臭氧发生器以空气制取臭氧的耗电量取决于所使用的发生器的功率和运行时间。一般而言，制取1克臭氧所需要的电能约为10-12瓦时（Wh）。

例如，根据上述计算公式，臭氧发生器制取100克臭氧所需的电耗为：100克 × 10瓦时/克 = 1千瓦时（KWh）。

（2）氧气制取臭氧

臭氧发生器的氧气消耗量取决于臭氧发生器的类型、规格、工作条件和使用场景等多种因素。在制备臭氧时，氧气需要被输送到臭氧发生器中，一般需要外购氧气或者通过制氧机来现场制取氧气。

如果现场制氧，制取臭氧的耗电量与以空气制取臭氧的计算方法类似，不同之处在于制氧设备的能耗需要加入计算。假设制氧机的功率为500瓦，发生器的功率也为500瓦，运行时间均为1小时，则该系统所消耗的电能为：

500瓦× 1小时（制氧机）+ 500瓦 × 1小时（臭氧发生器）= 1000瓦时（Wh）

如果外购氧气，需要计算制取臭氧所需的氧气量。 制备1克臭氧需要1.5克的氧气。同时，要考虑氧气的转化效率，一般为10%。计算制取n克臭氧所需氧气量：

氧气需要量 = n克臭氧量 × 1.5克的氧气/克臭氧 ÷ 氧气转化效率

实际情况中，制氧机和臭氧发生器的能耗也受到环境条件的影响，如空气湿度、温度等，因此需要根据具体情况进行调整。

3.4.7 芬顿试剂

芬顿试剂是一种常用于污水处理的氧化剂，被用来降解含有有机物质的污水，如含有难降解的芳香族化合物、酚类化合物、染料等。

污水处理中的芬顿试剂一般是通过在污水中添加适量的氢氧化亚铁(II)和过氧化氢来制备的。在酸性条件下，过氧化氢和氢氧化铁(II)会反应生成氢氧化铁(III)和羟基自由基，这些自由基可以与有机物质反应产生更多的自由基，进而引发一系列的氧化反应。最终，有机物质被分解成较小的化合物，如二氧化碳和水。

1.芬顿试剂的投加量

确定芬顿试剂的用量需要考虑多个因素，包括污水的化学性质、有机物质的含量和类型、反应条件等。下面是一些常用的方法来确定芬顿试剂的用量：

（1） 确定污水的化学性质：污水的化学性质包括pH值、COD、BOD、悬浮物等指标，这些指标可以帮助确定芬顿试剂的用量。一般来说，污水的COD和BOD越高，需要的芬顿试剂用量就越大。

（2） 确定有机物质的含量和类型：有机物质的含量和类型也是确定芬顿试剂用量的重要因素。不同的有机物质对芬顿试剂的反应速率不同，需要用不同的用量来处理。

（3） 确定反应条件：反应条件包括pH值、温度、反应时间等因素。不同的反应条件对芬顿试剂的反应速率和效果有很大的影响，需要进行试验来确定最佳的反应条件和用量。芬顿试剂的反应需要在酸性条件下进行，一般pH值控制在2-3.5之间。pH值的选取需要考虑到污水中有机物的性质，如酚类化合物对低pH值比较敏感。反应时间一般需要根据污水中有机物的种类和浓度来确定。较难降解的有机物一般需要较长的反应时间。反应温度一般也需要根据污水中有机物的性质来确定，一般在室温下进行。过高或过低的温度都可能会影响芬顿试剂的反应效果。

（4） 芬顿试剂的比例：芬顿试剂的制备需要控制亚铁和过氧化氢的比例，传统芬顿一般以亚铁(II)和过氧化氢的摩尔比为2:1。流化床芬顿和膜芬顿提高了铁的反应效率，亚铁(II)和过氧化氢之比较小。这个比例的选取主要是考虑到过量的亚铁(II)会完全消耗过氧化氢，而过量的过氧化氢可能会造成环境污染和安全风险。当然，过量的亚铁会产生不必要的废物。

（5） 优化试验：最常用的方法是进行批量试验来确定芬顿试剂的最佳用量。在试验过程中，可以逐渐增加芬顿试剂的用量，观察反应效果，直到达到最佳处理效果为止。

总之，在确定芬顿试剂用量时，需要综合考虑污水中有机物的性质、浓度和特点，以及芬顿试剂的比例、pH值、反应时间和反应温度等因素，并进行试验确定最佳的操作条件。

4.1 污水处理厂的耗电设备

4.1.1水泵

1. 污水提升泵：将污水从低处提升到高处，以便后续处理。提升泵通常需要消耗大量的电能，特别是在污水处理量大、提升高度高的情况下。
2. 厂区污水泵：主要用于将污水从收集坑、污水井等低洼区域提升至进入处理设备的高度。
3. 反洗水泵：将反洗水回流至滤料中，清洗污染物，以维持滤池的正常运转。
4. 出水泵：在出水口地势较高的情况下将产水提升排放到环境水体或者输入回用水管网的水泵。
5. 
   

4.1.2 污泥泵

1. 污泥回流泵：将已经沉淀下来的污泥回流到生化池中，以维持好的菌落生长和稳定的水质，增强污水处理效果。
2. 混合液回流泵：将好氧或者缺氧池混合液回流到缺氧或者厌氧池，以实现脱氮除磷。
3. 污泥输送泵：将污泥从沉淀池或者MBR膜池输送到污泥处理设备中进行处理，如污泥脱水设备、污泥浓缩设备等。

4.1.3 加药泵：用于向污水中添加化学药品，以提高处理效果。

4.1.4 曝气风机：

1. 生化曝气风机的作用就是将空气或纯氧气注入生化池中。曝气风机是耗电最大的设备之一，其耗电量通常占到整个污水处理厂的总耗电量的50%以上。

2. 其他曝气风机包括MBR膜吹扫风机、滤池反洗风机、混合搅拌风机等。

4.1.5搅拌器：主要用于生化反应池搅拌混合液，加药反应池实现更好的混合和扩散效果。

4.1.6 刮泥机：主要用于从沉淀池的底部刮除污泥，或者从气浮池的液面刮除浮油和浮渣，并将其排出，以保持池内清洁。

4.1.7 污泥浓缩机：将产生的污泥进行浓缩，以便后续的处理和回收。

4.1.8 污泥脱水机：主要用于将污泥中的水分除去，将污泥脱水成为干燥的固体，以便后续的处理或处置。

4.1.9 其他设备：包括空气压缩机、控制系统、照明设备等等，都需要一定的电能支持。

因此，在污水处理厂的运营中，需要充分考虑到这些耗电设备的特点，尽量采用高效节能的设备和技术，以降低污水处理厂的能耗成本。

4.2 影响污水处理厂用电量的主要因素：

1. 处理工艺和工艺流程：不同的污水处理工艺和工艺流程对用电量的需求不同。例如，好氧生物处理工艺通常需要更多的能量来保持池体内的溶解氧水平，而简单的物理化学处理工艺则需要更少的能量。
2. 污水水质和处理效果：污水的水质对处理所需的能量有影响。如果污水水质较差，需要更多的能量来处理。处理效果也会影响用电量，因为需要更多的能量来保持处理过程的稳定性和效率。
3. 处理规模和处理能力：污水处理厂的处理规模和处理能力越大，所需的能量就越多。这是因为处理更多的水和废物需要更多的能量。
4. 连续运转和间歇运转：用电量与电力驱动设备的运行时间呈正相关。
5. 设备类型和设备状态：不同类型的设备对能源的需求不同。老旧的设备由于效率低，可能需要更多的电量来运行。设备的状态也会影响用电量，因为设备的不正常运行或不同组合需要更多的能源来保障输出功效。

4.3 电价和用电时间：

峰谷电价和用电时间也会对用电量产生影响。如果电价较高，污水处理厂将需要更多花费来维持运营。同时，处理厂在用电高峰期使用电力可能需要支付更高的费用，这也会增加用电的成本。

总之，污水处理厂的用电力成本受多种因素的影响，因此在设计和运营污水处理厂时需要充分考虑这些因素，并合理规划用电策略，以达到经济、高效、环保的处理效果。

5.1 清洗维护的内容

污水处理厂的清洗维护是确保其运行高效、安全和持久的关键步骤。以下是一些污水处理厂常见的清洗维护作业：

1. 池体或罐体清洗：清洗过程通常包括清除污泥或者杂物，需要经过排空、高压喷洒、刷洗和冲洗等步骤。不同种类的池体需要不同的清洗方法和周期。一般来说，池体的清洗维护应该在根据设备运行时间、污染程度和其它因素进行计划，以确保清洗的效果和池体的运行效率。 （1）沉淀池：沉淀池用于泥水分离，需要定期排泥以维持有效的沉淀容积。如果有积泥，应及时清除。 （2）中和池或者氧化池：中和反应、氧化反应可能产生沉淀物，大量累积会减少反应容积，缩短反应时间，影响处理效果，应及时清除沉淀物。（3）生物滤池：需要清洗以去除滤料中的沉积物和污垢。（4）水解酸化池：需要定期清除污泥和清洗死角。（5）调节池或者混合池：需要清洗以去除沉积物，避免死角污泥沉积。
2. 水力冲洗管道：使用高压水流清洗污水处理厂内的管道，以去除沉积物和其它固体物质，以确保管道通畅。
3. 检查和更换滤网：污水处理厂通常需要定期更换滤网。这是为了防止过多的污垢和固体物质进入系统，并减少压力波动和维护费用。
4. 确保空气流通：检查和维护设施内的空气流通，以确保其稳定性和安全性。包括检查风扇、排气管道、排气口等。
5. 液位监测和清洗：定期检查和清洗槽、池、和隔油池等设施的液位，以确保污水处理的效率和正常运行。
6. 清洗泵：清洗污水处理厂内的泵，以确保其正常运行和高效性。清洗过程包括泵的拆卸、清洗和重新安装。
7. 定期维护和保养：定期维护和保养污水处理厂设施和设备，包括检查电缆、管道、设备控制系统等，以确保其安全性和正常运行。

5.2 污水处理厂的清洗维护成本的构成

清洗维护成本一般包括以下几个方面：

1. 人力成本：清洗和维护污水处理设备需要人力。需要雇佣工作人员来进行设备的维护、清洗、检查和维修。
2. 物料和化学品成本：清洗和维护设备需要使用各种物料和化学品，例如清洁剂、消毒剂、酸、碱、水等。
3. 能源成本：设备清洗和维护需要使用电力或其他形式的能源，例如燃气或蒸汽。
4. 专用清洗设备成本：如果需要采用专用清洗设备，将需要支付额外的成本。这包括购买新设备或者租借设备等。
5. 废弃物处理成本：清洗设备后产生的废弃物需要进行垃圾处理，这也会增加成本。

需要注意的是，污水处理设备和池体的清洗和维护对处理厂的运行和稳定性至关重要。如果设备或者池体不能得到及时清洗和维护，可能会导致处理效率降低，运行成本上升，更严重的话还可能导致设备损坏，影响处理效果和环保效果。因此，污水处理厂需要合理规划清洗和维护成本，并确保定期进行设备清洗和维护工作。

6.1 水费

· 水资源费：是指对水资源进行利用和保护所产生的费用，通常由政府或水务部门收取，用于补偿水资源的使用权和保护水资源环境等费用。

· 自来水费：自来水一般用于厂内药剂配制、清洗、生活用途等。

· 排水费：排水费的收取通常由当地政府或下游污水处理厂执行，收费标准可能因地区和政策而有所不同。一般来说，排水费的收取会考虑污水排放量和污水水质。

6.2 污泥处置费

污水处理厂处理污水所产生的污泥需要进行处理和处置。污泥处置费是指污泥在厂内经过脱水、干化等处理后外运和处置的费用。污泥处置费的收取方式可能因地区和政策而有所不同。一般来说，污泥处置费的收取可能包括以下几个方面：

· 污泥量：污泥处置费根据污泥量计算。污泥量与含水率关系密切，污泥减量的主要手段是降低含水量。

· 污泥性质：不同类型的污泥有不同的处理方式和处置成本，如是否归类为危险废物，因此污泥处置费可能会根据污泥的性质和处理难度而有所不同。

· 最终处理方式：污泥最终处理方式的不同也会影响处置费的收取。例如，采用焚烧等高成本处理方式的污泥处置费通常会高于采用填埋或堆肥等低成本处理方式的污泥。

· 污泥运输：污泥处置费还包括污泥由厂区运输到指定处置地点的转运费用。

· 其他因素：污泥处置费的收取还可能受到政策、地区环境和其他因素的影响。

6.3 其他废弃物处置费

废弃物的处置费包括：

• 废物输送费用：需要将废物从厂区运送到处理场或垃圾场等地点，支付的运输费用。
• 废物最终处理费用：废物需要进行处理，包括焚烧、填埋等方法，这些方法也需要支付费用。

7.1 异常成本

异常成本是指工艺过程出现异常，需要采取紧急措施或者长时间的恢复过程所增加的额外成本。污水处理常用的生物处理工艺是很容易受到进水负荷、毒性冲击的，例如，

· 进水毒性导致硝化菌受到抑制或者死亡，生化反应出现异常，出水氨氮过高，为了避免出水超标而投加大量次氯酸钠，增加的药剂成本即异常成本。

· 厌氧反应器受到冲击导致污泥流失，系统崩溃，补充污泥以及重新驯化而产生的成本。

· 因生化反应受到抑制而导致处理能力下降，需要很长时间恢复，期间因处理能力不足而产生的成本也是异常成本。

7.2 事故成本

事故成本是因生产事故造成的成本增加。例如火灾造成的损失，出水超标导致的罚金等等。

异常成本和事故成本是隐形的可变成本，对于运行管理欠佳的污水处理厂，又是普遍存在的。