AO工艺设计计算公式

A/O工艺设计参数
①水力停留时间：硝化不小于5～6h；反硝化不大于2h，A段:O段=1:3
②污泥回流比：50～100%
③混合液回流比：300～400%
④反硝化段碳/氮比：BOD
5
/TN>4，理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N
⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率（单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮）：<0.05KgTKN/KgMLSS·d
⑥硝化段污泥负荷率：BOD/MLSS<0.18KgBOD
5
/KgMLSS·d
⑦混合液浓度x=3000～4000mg/L（MLSS）
⑧溶解氧：A段DO<0.2～0.5mg/L
O段DO>2～4mg/L
⑨pH值：A段pH =6.5～7.5
O段pH =7.0～8.0
⑩水温：硝化20～30℃
反硝化20～30℃
⑾ 碱度：硝化反应氧化1gNH
4+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g（以CaCO
3
计）。

反硝化反应还原1gNO
3
--N将放出2.6g氧，
生成3.75g碱度（以CaCO
3
计）
⑿需氧量Ro——单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量
(KgO
2
/h)。

微生物分解有机物需消耗溶解氧，而微生物自身代谢也需消耗溶解氧，所以Ro应包括这三部分。

Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nr
a’─平均转化
1Kg的BOD的需氧量KgO
2
/KgBOD
b’─微生物（以VSS
计）自身氧化（代谢）所需氧量KgO
2
/Kg VSS·d。

上式也可变换为：
Ro/VX=a’·QSr/VX+b’ 或
Ro/QSr=a’+b’·VX/QSr
Sr─所去除BOD的量（Kg）
Ro/VX─氧的比耗速度，即每公斤活性污泥（VSS）平均每天的耗氧量KgO
2
/KgVSS·d
Ro/QSr─比需氧量，即去除1KgBOD
的需氧量KgO
2
/KgBOD
由此可用以上两方程运用图解法求得a’ b’
Nr—被硝化的氨量kd/d 4.6—1kgNH
3－N转化成NO
3
-所需的氧
量（KgO
2
）
几种类型污水的a’ b’值
⒀供氧量─单位时间内供给曝气池的氧量，因为充氧与水温、气压、水深等因素有关，所以氧转移系数应作修正。

ⅰ.理论供氧量
1.温度的影响
KLa(θ)=K L(20)×1.024Q-20 θ─实际温度
2.分压力对Cs的影响（ρ压力修正系数）
ρ=所在地区实际压力（Pa）/101325（Pa） =实际Cs值/标准大气压下Cs值
3.水深对Cs的影响
Csm=Cs/2·(Pb/0.1013+Qt/21)
Csm─曝气池中氧的平均饱和浓度（mg/L）
Pb─曝气设备装设深度（Hm）处绝对气压（Mpa）
Pb=Po+9.81×10-3H Po─当地大气压力（Mpa）
Qt=21·(1-EA)/[79+21·(1-EA)]??
E A─扩散器的转移效率
Qt ─空气离开池子时含氧百分浓度
综上所述，污水中氧的转移速率方程总修正为：
dc/dt=αKLa(20)(βρCsmθ-Cl×1.024θ-20
{理论推出氧的转移速率dc/dt=αKLa(βCs-Cl)}
在需氧确定之后，取一定安全系数得到实际需氧量Ra
Ro=RaCsm(20)/α(βρCsm(θ)-CL)×1.024θ-20
则所需供气量为：
q=(Ro/0.3EA)×100m3/h
C L─混合液溶解氧浓度，约为2～3（mg/L）
Ra─实际需氧量KgO
2
/h
Ro─标准状态需氧量KgO
2
/h
在标准状态需氧量确定之后，根据不同设备厂家的曝气机样本和手册，计算出总能耗。

总能耗确定之后，就可以确定曝气设备的数量和规格型号。

ⅱ.实际曝气池中氧转移量的计算
1.经验数据法当曝气池水深为
2.5～
3.5m时，供气量为：
采用穿孔管曝气，去
除1KgBOD
5的供气量80～140m3/KgBOD
5
扩散板曝气，去除
1KgBOD
5供气量40～70m3空气/KgBOD
5
2.空气利用率计算法
每m3空气中含氧209.4升
1大气压（101.325Kpa）,0℃ 1m3空气重1249克含氧300克
1大气压（101.325Kpa）,20℃ 1m3空气重1221克含氧280克
按去除1Kg的BOD
需氧1Kg计算，需空气量分别为3.33和3.57m3，曝气时氧的
5
利用率一般5～10%（穿孔管取值低，扩散板取值高），假定试验在20℃进行：
若氧利用率为5%，去除1Kg的BOD
需供空气72m3
5
若氧利用率为10%，去除1Kg的BOD
5需供空气36m3
算出了总的空气供气量，就可根据设备厂家提供的机样选择曝气设备的规格型号和所需台数。

（6）活性污泥法系统的工艺设计
(1)处理效率（E%）
E=(La-Le)/La ×100%=Lr/La ×100%
La─进水BOD
浓度（mg/L）
5
浓度（mg/L）
Le─二沉池出水BOD
5
浓度（mg/L）
Lr─去除的BOD
5
(2)曝气池容积（V）
V=Qla/XLs=QLr/Lv
Q─曝气池污水设计流量（m3/d）
/KgMLSS·d
Ls─污泥负荷率KgBOD
5
/m3有效容积·d
Lv─容积负荷KgBOD
5
X─混合液MLSS浓度mg/L
(3)曝气时间（名义水力停留时间）t(d)
t=V/Q(d)
(4)实际水力停留时间t’(d)
t’=V/(1+R)Q (d)
R─污泥回流比%
(5)污泥产量ΔX(Kg/d)
ΔX=aQLr-bVXv
Xv=fx f=0.75
a─污泥增长系数，取0.5～0.7
b─污泥自身氧化率（d-）,一般取0.04～0.1
Xv─混合液挥发性污泥浓度（MLVSS）Kg/m3
(6)污泥龄（ts）污泥停留时间SRT
ts=1/(aLs-b)
(7)剩余污泥排放量q(m3/d)
q=VR/(1+R)ts (m3/d)或q=ΔX/fXR(m3/d)，f=MLVSS/MLSS一般为0.75 XR─回流污泥浓度（Kg/ m3）
(8)曝气池需氧量（O
2
Kg/d）
Ro=a’QSr+b’VXv+4.6Nr
a’─氧化每KgBOD
5需氧千克数（KgO
2
/KgBOD
5
）
一般a’取0.42～0.53
b’─污泥自身氧化需氧率（d-1）即KgO
2
/KgMLVSS·d 一般取0.188～0.11
Nr─被转化的氨氮量Kg/d
4.6─为1Kg NH
3-N转化成硝酸盐所需氧量（KgO
2
）。