活性污泥法需氧量计算方法的比较
解读活性污泥曝气反应池需氧量计算公式
解读活性污泥曝气反应池需氧量计算公式活性污泥法在现代城镇污水处理中应用广泛，活性污泥法的曝气能耗占整个污水厂处理能耗的55%～60%，所以污水需氧量的计算对污水厂能耗作用具大，《室外排水设计规范》GB50014-2006（2011年版）6.8.2条给出了需氧量计算公式，但在实际应用中一些工程师对公式中参数来源及取值有些困惑，通过本篇给大家进行解答。
标签：需氧量;引言：微生物对污水中可降解有机污染物进行氧化分解，最终形成和等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质所需要的能量，反应过程可用下列化学式表示：另一部分有机污染物为微生物用于合成新细胞即合成代谢，所需能量取自分解代谢，这一反应过程可用下列化学式表示：如果污水中营养物质匮乏，微生物可能进入内源代谢反应，微生物对其自身的细胞物质进行代谢反应，其过程可用下列化学方程式表示：微生物对有机污染物的去除作用中分解代谢、合成代谢和微生物内源代谢反应都消耗氧量。
1.在曝气池内，活性污泥对有机污染的氧化分解和其本身的内源代谢都是耗氧过程。
这两部分氧化过程所需要的氧量，一般用下列公式确定：式中—混合液需氧量，;—活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以计;Q—处理污水流量，;—经活性污泥微生物代谢活动被降解的机污染物（）量，，;—活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以计;V—曝气池容积，;—单位曝气池容积的挥发性悬浮固体（MLVSS）浓度，。
2.《室外排水设计规范》GB50014-2006（2011年版）6.8.2生物反应池中好氧区的污水需氧量、根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下式计算：O2=0.001αQ（So-Se）-cΔXV+b[0.001Q（Nk-Nke）-0.12ΔXV]-0.62b[0.001Q（Nt-Nke-Noe）-0.12ΔXV]（6.8.2）式中：O2—污水需氧量（kgO2/d）;Q—生物反应池的进水流量（m3/d）;So—生物反应池进水五日生化需氧量浓度（mg/L）;Se—生物反应池出水五日生化需氧量浓度（mg/L）;ΔXV—排出生物反应池系统的微生物量;（kg/d）;Nk—生物反应池进水总凯氏氮浓度（mg/L）;Nke—生物反应池出水总凯氏氮浓度（mg/L）;Nt—生物反应池进水总氮浓度（mg/L）;Noe—生物反应池出水硝态氮浓度（mg/L）;0.12ΔXV—排出生物反应池系统的微生物中含氮量（kg/d）;a—碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时，取1.47;b—常数，氧化每公斤氨氮所需氧量（kgO2/kgN），取4.57;c—常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。
活性污泥工艺曝气量计算
同公式（１）中Ｎ．，Ｎｋｅ同公式（１）中Ｎ ｄ、。 ２００６版规范公式较９７版规范公式中考
虑到了反硝化回收的氧量，但仍未考虑污泥 内源呼吸消耗的氧量，致使需氧量计算结果 更加偏小，计算结果更加不合理。
３设计手册法 给水排水工程设计手册中对于曝气池需 氧量，有如下公式： ＡｏＲ＝ａ’ＱＬｒ＋ｂ１ＶＮ’
４ 三分法
活性污泥法的耗氧过程是很复杂的，耗
氧的因素有很多，ＢｏＤ。的去除需耗氧，污泥
要进行内源呼吸，它本身要耗氧。而每天排放
的剩余污泥又并未耗氧，在需氧量计算时要
予以扣除。我国鳓镇污水处理厂污染物排放
标准》（ＧＢｌ８９１８—２００２）对氨氮的排放要求
很严，今后绝大多数的污水处理厂都需要考
虑氨氮的硝化处理或脱氮处理。故耗氧量的
（ｋ９０２Ｉ／卜ｋｇＶ污ＳＳ泥），自ｃ＝１身。４氧２ 化率（１／ｄ）一般
０．０４～Ｏ．１ （４）曝气池的需氧量公式为： ＡｏＲ＝ｏ。＋ｏｂ＋ｏｃ＿Ｏ．００１ ａＱ（Ｓ０－Ｓ。）一ｃ
△ｘｖ＋ｂ【０．００１ Ｑ（Ｎｋ－Ｎ ｋｅ）一Ｏ．１ ２△×ｖ】 一Ｏ．６２ｂ【０．００１ Ｑ（ＮｒＮｋｅ．Ｎ。ｅ）旬．１ ２△ｘｖ】
计算尚应考虑氢氮氧化的需氧反应，反硝化
过程的产氧反应。
硝化反应：
ＮＨ４十＋２０２＋２ＨＣｏ；＿Ｎｏ一２Ｈ２Ｃ０３＋Ｈ妇
１４
２×３２
１
Ｘ
Ｘ＝３２×２／１４＝４．６
亦即每氧化１ ｍｇ氨氮为硝酸盐氮需耗
氧４．６ｍｇ。 反硝化反应：（以甲醇ＣＨ３０Ｈ为有机碳
源）
Ｎ０３＿＋１ Ｄ８ＣＨ３０Ｈ＋０２４Ｈ２Ｃｏｒ加旧５６Ｃ５ Ｈ７０２Ｎ＋ｔ １．６８Ｈ２０＋ＨＣ０３＿
专升本水污染控制简答题
《水污染控制工程》简答题1. 颗粒在水中的沉淀类型及其特征如何？答：颗粒在水中的沉淀，可根据其浓度与特性，分为四种基本类型：（1）自由沉淀：颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰，各自独立地完成沉淀过程。
（2）絮凝沉淀：悬浮颗粒在沉淀过程中，颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，其尺寸、质量均会随深度的增加而增大，其沉速随深度而增加。
（3）拥挤沉淀（成层沉淀）：当悬浮颗粒浓度比较大时，在下沉过程中彼此干扰，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，形成一个清晰的泥水界面，沉淀显示为界面下沉。
（4）压缩沉淀：颗粒在水中的浓度增高到颗粒互相接触、互相支撑，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。
2.个体自由沉降其沉速是指的什么条件下的沉速，其影响因素如何试分析之？答：个体自由沉降的沉速指的是在受力平衡状态下颗粒所具有的沉速，可由斯托克斯方程式表示。
u＝g (s－ρ)d2/（18降速度的因素有：（1s s>0s<0s=0颗粒悬s（2）d:自由沉降速度 u d2 ，提高粒径d的措施可强化沉淀过程。
（3）μ:自由沉降速度u1/淀的进行。
3.调节池采用堰顶溢流出水时，能够起到水量调节的作用？用什么方式可以达到水量调节的目的？答：不能。
若要达到水量调节的目的：一种办法是采取稳定水位的措施；二是在调节池外设置水泵。
4.试说明沉速u 在进行沉淀池面积计算时设计依据。
答：因为u0t0=H， V池=HA面=Qt0 所以u0=H/t0=Qt0/（A面t0）=Q/A=q 即沉速u 在数值上等于q（面积负荷率），即可根据u(=q)和处理水量确定沉淀池的面积A。
5.如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板（管）沉淀池产生依据？答：因为通过理想沉淀池的理论分析存在H/u=L/v、即u/v＝H/L。
如果将水深为H的沉淀池分隔成为几个水深为H/n的沉淀池，则当沉淀池长度为原沉淀区长度的1/n时，就可处理与原来的沉淀池相同的水量，并达到完全相同的处理效果。
活性污泥法的基本原理活性污泥法中污泥产率的计算及浓度测定
活性污泥法的基本原理一．基本概念和工艺流程（一）基本概念1．活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。
2．活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体（二）工艺原理1．曝气池：作用：降解有机物（BOD5）2．二沉池：作用：泥水分离。
3．曝气装置：作用于①充氧化②搅拌混合4．回流装置：作用：接种污泥5．剩余污泥排放装置：作用：排除增长的污泥量，使曝气也内的微生物量平衡。
混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。
二．活性污泥形态和活性污泥微生物（一）形态：1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状2．特点：①颗粒大小：0.02－0.2mm ②具有很大的表面积。
③含水率>99%,C<1%固体物质。
④比重1.002－1.006，比水略大，可以泥水分离。
3.组成：有机物：{具有代谢功能，活性的微生物群体Ma{微生物内源代谢，自身氧化残留物Me{源污水挟入的难生物降解惰性有机物Mi无机物：全部有原污水挟入Mii（二）活性污泥微生物及其在活性污泥反应中作用1．细菌：占大多数，生殖速率高，世代时间性20-30分钟；2．真菌：丝状菌→污泥膨胀。
3．原生动物鞭毛虫，肉足虫和纤毛虫。
作用：捕食游离细菌，使水进一步净化。
活性污泥培养初期：水质较差，游离细菌较多，鞭毛虫和肉足虫出现，其中肉足虫占优势，接着游泳型纤毛虫到活到活性污泥成熟，出现带柄固着纤毛虫。
☆原生动物作为活性污泥处理系统的指示性生物。
4．后生动物：（主要指轮虫）在活性污泥处理系统中很少出现。
作用：吞食原生动物，使水进一步净化。
存在完全氧化型的延时曝气补充中，后生动物是不质非常稳定的标志。
（三）活性污泥微生物的增殖和活性污泥增长四个阶段：1．适应期（延迟期，调整期）特点：细菌总量不变，但有质的变化2．对数增殖期增殖旺盛期或等速增殖期）细菌总数迅速增加，增殖表速率最大，增殖速率大于衰亡速率。
3．减速增殖期（稳定期或平衡期）细菌总数达最大，增殖速率等于衰亡速率。
好氧区实际需氧量的计算
好氧区实际需氧量的计算yeren83382 发表于: 2008-1-04 16:55 来源: 水网博客——水业思想的集散地！很想了解实际需氧量到底是怎么计算的？在网上也没有最后搞清楚，因为版本说的好像都不太一样。
1、-2.86NO3a'为0.5，第一项为平均转化1kgBOD的需氧量kgO2/kgBOD，b'为0.1左右，微生物自身氧化物的需氧量kgO2/kgvssd，第三项项为被转化的NH3—N量kg/d有的还要减最后一项NO3，而有的公式又没有这一项，而且这个NO3就是进出水的NO3浓度差与水量的乘积？2、有的为R0=1.47QS-1.42V*mlvss/泥龄+4.57Q*NH4-2.86NO3还有的直接用公式1的前两项，现在要算需要鼓风机的气量最近老在想用第一个，理论需氧量。
第二个用来校核一下污泥浓度是否合理摘要：生物处理技术是目前十分普遍的一种水处理方法，目前我们应用的生物方法包括：活性污泥法、生物膜法、生物塘法、厌氧生物法等，其中活性污泥法最主要的生物处理方法，大多数的活性污泥法中都要有曝气这个环节，因此曝气池的建设就显的十分重要。
现实设计中，曝气池的设计需要注意许多的问题，并且要根据有关公式和实际污水处理的要求以及水质条件来确定和计算。
关键词：曝气池设计计算活性污泥法设备选择20世纪后期，我国许多城市饱尝了供水不足和水质污染的双重苦果；21世纪初期，更多的城市将面临水危机的严峻挑战。
为此，各界人士纷纷建言献策，以寻找化解水危机的“灵丹妙药”，这显然是个跨世纪的难题，因为导致水危机的原因及过程非常复杂，化解水危机便成了一项更加复杂的系统工程。
目前我们主要从两个方面着手处理水污染和供水不足的问题：一是加强保护现有的淡水资源，进行节水工程改建项目，将使用水的量控制在最小化，大力发展中水回用技术；二是加强污水处理力度，维持越来越紧缺的水资源，这就需要坚强污水处理工艺的设计和研究，强化处理效果。
活性污泥法的工艺设计及道理
活性污泥法工艺的设计与运行管理一、曝气池设计在进行曝气池容积计算时，应在一定范围内合理地确定污泥负荷（Ns）和污泥浓度（X）值，此外，还应同时考虑处理效率、污泥容积指数（SVI）和污泥龄等参数。
设计参数的来源主要有两个途径，一是经验数据，另一个是通过试验获得。
以生活污水为主体的城市污水，主要设计参数已比较成熟，可以直接取用于设计，但是对于工业废水，则应通过试验和现场实测以确定其各项设计参数。
在工程实践中，由于受试验条件的限制，一般也可根据经验选取。
1.曝气池容积的设计计算（1）污泥负荷的确定（2）混合液污泥浓度的确定2.需氧量和供气量的计算（1）需氧量（2）供气量①影响氧转移的因素A.氧的饱和浓度B.水温C.污水性质a.污水中含有的各种杂质对氧的转移产生一定的影响，将适用于清水的KLa用于污水时，需要用系数α进行修正。
污水的KLa = α·清水的KLa修正系数α值可通过试验确定。
一般α值为0.8～0.85。
b.污水中的盐类也影响氧在水中的饱和度（Cs），污水Cs值用清水Cs值乘以β值来修正，β值一般介于0.9～0.97之间。
c.大气压影响氧气的分压，因此影响氧的传递，进而影响Cs。
气压增高，Cs值升高。
对于大气压不是1.013×105Pa的地区，Cs值应乘以压力修正系数ρ，ρ= 所在地区的实际气压/（1.013×105Pa）。
d.对于鼓风曝气池，空气压力还与池水深度有关。
安装在池底的空气扩散装置出口处的氧分压最大，Cs值也最大。
但随着气泡的上升，气压逐渐降低，在水面时，气压为1.013×105Pa（即1大气压），气泡上升过程中一部分氧已转移到液体中。
鼓风曝气池内的Cs值应是扩散装置出口和混合液表面两处溶解氧饱和浓度的平均值。
另外，氧的转移还和气泡的大小、液体的紊动程度、气泡与液体的接触时间有关。
空气扩散装置的性能决定气泡直径的大小。
气泡越小，接触面积越大，将提高KLa值，有利于氧的转移；但另一方面不利于紊动，从而不利于氧的转移。
活性污泥反应动力学及工艺的设计与计算
活性污泥反应动力学是以酶工程的米凯利斯— 活性污泥反应动力学是以酶工程的米凯利斯—门坦 是以酶工程的米凯利斯 方程和生化工程的莫诺方程为基础。 方程和生化工程的莫诺方程为基础。它能够通过数 学式定量地或半定量地揭示活性污泥系统有机物降 污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、 解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行 参数以环境因素之间的关系。 参数以环境因素之间的关系。 在应用动力学方程时，应根据具体的条件， 在应用动力学方程时，应根据具体的条件，包括所 处理的废水成分 温度等近行修正或实验确定动力 废水成分、 等近行修正 处理的废水成分、温度等近行修正或实验确定动力 学参数。 学参数。
2 需氧量和供气量的计算 (1)需氧量 活性污泥法处理系统的日平均需氧量(Q)和去除每 kgBOD的需氧量(⊿Q)可分别按动力学公式计算．也可 根据经验数据选用。
(2)供气量 供气量应按照鼓风曝气型式或机械曝气型式两种情况 分别求定。最小时供气量可按平均供气量的1／2计算。
二次沉淀池的计算与设计
间的关系。 （2）确立微生物浓度（X）与θc间的关系。 确立微生物浓度（ 对完全混合式： 对完全混合式： X＝θcY(Sa-Se)/t(1+Kdθc) 对推流式： 对推流式： X＝θcY(Sa-Se)/t(1+Kdθc) 说明反应器内微生物浓度(X)是θc的函数 微生物浓度(X) 的函数。 说明反应器内微生物浓度(X)是θc的函数。 （3）确立了污泥回流比(R)与θc的关系。 确立了污泥回流比(R)与 的关系。 (R) [1+R1/θc=qV[1+R-R(Xr/Xa)]/V 式中： 为回流污泥浓度: 式中：Xr为回流污泥浓度: (Xr)max=106/SVI 。
讨论： 讨论： （1）当底物过量存在时，微生物生长不受底物限 当底物过量存在时， 处于对数增长期，速度达到最大值,为一常数。 制。处于对数增长期，速度达到最大值,为一常数。 ∴μ=umax。 ∴μ=umax。 ∵S>>KS、 KS +S≈S 此时反应速度和底物浓度无关， 零级反应 反应， 此时反应速度和底物浓度无关，呈零级反应， n=0。 即n=0。 （2）当底物浓度较小时，微生物生长受到限制， 当底物浓度较小时，微生物生长受到限制， 处于静止增长期，微生物增长速度与底物浓度成正。 处于静止增长期，微生物增长速度与底物浓度成正。 ∵S＜＜ KS 、 KS +S≈Ks ∴μ=μmaxS/Ks=KS 此时，μ∝S，与底物浓度呈一级反应。 此时，μ∝S，与底物浓度呈一级反应。 （3）随着底物浓度逐步增加，微生物增长速度和 随着底物浓度逐步增加， 底物浓度呈μ=μmaxS/Ks+S关系，即不成正比关系， μ=μmaxS/Ks+S关系 底物浓度呈μ=μmaxS/Ks+S关系，即不成正比关系， 此时0 为混合反应区的生化反应。 此时0＜n＜1为混合反应区的生化反应。
活性污泥法AAO计算
混合液回流比R内＝ηTN/(1-ηTN)=
0.12 kgNO3--N/kgMLVSS
（二）设计计算 1、反应池容积V计算
V
QS 0 NX
11188.8 m3 8.95 h 1： 1.79 h 1.79 h V厌＝ V缺＝ V好＝ 1： 2237.76 m3 2237.76 m3 6713.29 m3 3
反应池水力停留时间t= 厌氧:缺氧：好氧停留时间比取 厌氧段停留时间t厌＝ 缺氧段停留时间t缺＝
X S V I r
R
好氧段停留时间t好= 5.37 h 2、校核氮磷负荷： 好氧段总氮负荷＝QTN0/XV好＝ 厌氧段总磷负荷＝QTP0/XV厌＝ 3、剩余污泥量 （1）生物污泥产量 PX＝YQ（S0-Se）-KdVXR＝ (2)非生物污泥量PS PS＝Q（TSS0-TSSe）×50％＝ (3)剩余污泥量ΔX ΔX＝PX+PS＝ 3177.7 kg/d
氧总转移系数α＝ 氧在污水中饱和溶解度修正系数β＝ 曝气池内平均溶解氧浓度C＝ 所在地区大气压力p= 因海拔高度不高引起的压力系数ρ＝p/101300= 曝气池水深H= 4 曝气头距池底距离 0.2 曝气头淹没深度＝ 3.8 曝气头处绝对压力pb=p+9800H= 138540 曝气头氧转移效率EA= 气泡离开水面时含氧量Qt= 夏季清水氧饱和度CS(25) = Cs(20) = 冬季清水氧饱和度Cs(10) ＝ 曝气池内平均溶解氧饱和度 Csb(25)＝Cs(25) 夏季平均标准需氧量SOR(25) = 最大时标准需氧量SORmax= 夏季平均空气用量QF(25) ＝SOR(25) /0.3/EA=
7054.69 m3/h= 最大空气用量Qmax= 10008.64 m3/h= （7）所需空气压力p（相对压力） p=h1+h2+h3+h4+Δh h1： 供风管道沿程阻力 0.001 MPa H2： 供风管道局部阻力 0.001 MPa h3： 曝气器淹没水头 0.038 MPa h4： 曝气器阻力，取 0.004 MPa Δh： 富余水头取 0.005 MPa p= 0.049 MPa= （8）曝气器数量计算 A、按供氧能力计算 曝气器供氧能力qc： 0.14 kgO2/(h·个) 曝气器数量n1=SORmax/qc= B、以曝气器服务面积校核 单个曝气器服务面积f=F/n1= （9）供风管道计算 A、干管。供风干管采用环状布置 流速v= 10 m/s 管径d=
(行业)活性污泥法的设计计算详解(行业讲座教学培训课件)
c.可生化悬浮固体的BODL化为BOD5＝0.68x20.3＝13.8(mg／L)
（行业讲座教学培训课件）
d.确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5，即ρs 20mg／L=ρs十13.8mg/L ρs＝6．2mg/L 计算处理效率E: E=(250－20)/250=92% 若沉淀池能去出全部的悬浮固体， 则处理效率可达E=(250－6.2)/250=97.5%
主要依据：水质水量资料 生活污水或生活污水为主的城市污水：成熟设计经验 工业废水：试验研究设计参数
（行业讲座教学培训课件）
工艺流程的选择
流程选择是活性污泥设计中的关键问题，关系到日后运转的稳定可 靠、经济和环境效益，必须在详尽调查的基础上进行技术、经济比 较，以得到先进合理流程。
主要调查研究和收集的基础资料： 1 污水的水量水质条件:水量关系到处理规模，多种方法分析计算， 注意收集率和地下水渗入量;水质决定选用的流程和处理程度. 2 接纳污水的对象资料 3 气象水文资料 4 污水处理厂厂址资料:厂址地形资料；厂址地质资料 5 生于污泥的出路调研
①曝气池体积的计算
完全混合曝气池如图： Qv-进水流量；qvw-排除的剩余活性污泥流量。 Qvr-污泥回流量；ρX-曝气池中的微生物浓度， ρXe-出流水中带走的微生物浓度， ρXr -回流污泥中的微生物浓度， ρS0-进水基质浓度；ρS-出流基质浓度， V-曝气池体积。
（行业讲座教学培训课件）
微生物平均停留时间，又称为污泥龄，是指反应系统内的微生物 全部更新一次所需要的时间，在工程上，就是指反应系统内微生物 总量与每日排出的剩余微生物量的比值。以θc表示，单位为d。
活性污泥法的设计计算 PPT
一、有机物负荷率法
污泥负荷对活性污泥特性的影响
水温对污泥负荷的影响
在一定的水温范围内，提高水 温，可以提高BOD的去除速度和能 力，有利于活性污泥絮体的形成和 沉淀。
水温较高时，可降低回流比， 减小污泥浓度，从而相对提高了污 泥负荷。
高负荷：1.5~2.0kgBOD/kgMLSS•d 中负荷：0.2~0.4kgBOD/kgMLSS•d 低负荷：0.03~0.05kgBOD/kgMLSS•d
污泥负荷对营养比的影响 一般负荷： BOD:N:P=100:5:1 延时曝气法：BOD:N:P=100:1:0.5
二、劳伦斯和麦卡蒂（Lawrence -McCarty）法
一、细胞平均停留时间 细胞平均停留时间θc也称泥龄，表示微生物在曝气池中的平均培养时 间，也即曝气池内活性污泥平均更新一遍所需的时间。 细胞平均停留时间时比生长速度的倒数。 θc = 1/μ = x•(dx/dt)
9.5 活性污泥法的发展和演变
二、渐减曝气
9.5 活性污泥法的发展和演变
三、阶段曝气法
9.5 活性污泥法的发展和演变
四、完全混合法
9.5 活性污泥法的发展和演变
五、延时曝气法
曝气时间长，约24~48h，污泥负荷低，约0.05~0.2kgBOD5/kgVSS•d， 曝气池中污泥浓度高，约3~6g/L。微生物处于内源呼吸阶段，剩余污泥少而稳 定，无需消化，可直接排放。BOD去除率75~95%。运行是对氮、磷的要求低， 适应冲击的能力强。
十一、序批式活性污泥法（SBR法）
9.6 活性污泥法系统的运行管理
一、活性污泥的培养与驯化
(一)活性污泥的培养 (二)活性污泥的驯化
二、活性污泥运行中常见的问题
b——污泥自身氧化系数，d-1，一般b=0.02~0.18，平均为0.07
活性污泥法污泥产量计算
活性污泥工艺的设计计算方法探讨摘要对活性污泥工艺的三种设计计算方法：污泥负荷法、泥龄法、数学模型法的优缺点进行了评述，建议现阶段推广采用泥龄法进行设计计算，并对泥龄法基本参数的选用提出了意见。
关键词活性污泥工艺泥龄法污泥负荷法数学模型法设计计算活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺，它的设计计算有三种方法：污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。
三种方法在操作上难易程度不同，计算结果的精确度不同，直接关系到设计水平、基建投资和处理可靠性。
正因为如此，国内外专家都在进行大量细致的研究，力求找出一种精确度更高而又便于操作的计算方法。
1污泥负荷法这是目前国内外最流行的设计方法，几十年来，运用该法设计了成千上万座污水处理厂，充分说明它的正确性和适用性。
但另一方面，这种方法也存在一些问题，甚至是比较严重的缺陷，影响了设计的精确性和可操作性。
污泥负荷法的计算式为［1］V=24LjQ／1000FwNw=24LjQ／1000Fr(1)污泥负荷法是一种经验计算法，它的最基本参数Fw(曝气池污泥负荷)和Fr(曝气池容积负荷)是根据曝气的类别按照以往的经验设定，由于水质千差万别和处理要求不同，这两个基本参数的设定只能给出一个较大的范围，例如我国的规范对普通曝气推荐的数值为Fw=0.2～0.4 kgBOD/(kgMLSS·d)Fr=0.4～0.9 kgBOD/(m3池容·d)可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很宽，如果其他条件不变，选用最小值算出的曝气池容积比选用最大值时的容积大一倍或一倍以上，基建投资也就相差很多，在这个范围内取值完全凭经验，对于经验较少的设计人来说很难操作，这是污泥负荷法的一个主要缺陷。
污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。
MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。
活性、剩余污泥量的计算方法
活性污泥法剩余污泥量的计算随着氮磷去除要求的不断提高，污泥泥龄已成为活性污泥法设计和运行的关键参数，而如何计算剩余污泥量是计算污泥泥龄的关键。
国内的计算方法，无论是动力学法还是经验法，都只考虑由降解有机物BOD5所产生的污泥增殖，没有考虑进水中惰性固体对剩余污泥量的影响，计算所得剩余污泥量往往偏小。
本文介绍德国废水工程学会(ATV)和美国Eckenfelder等人提出的剩余污泥量计算方法。
1国外剩余污泥量计算方法1.1 德国排水工程学会的剩余污泥计算模式德国排水工程学会颁布的活性污泥法设计规范(1991)将剩余污泥分为：①由降解有机物而引起的异养性微生物的污泥增殖量(不计自养性微生物的增殖)；②活性污泥代谢过程惰性残余物(约占污泥代谢量的10%左右)；③曝气池进水中不能水解/降解的惰性悬浮固体，其量约占悬浮固体浓度的60%左右。
因此，剩余污泥量可表达为：式中X=(Y H·Q·BOD5,i-b H·X·MLSS·V·f T,H)/SP (2)由于SP=MLSSV/Θc(3)联立式(1)、(2)、(3)即可求得剩余污泥量：SP=Y H·Q·BOD5,i+0.6·Q·SS-0.9·b H·Y H·Q·BOD5·f T,H/[1/Θc+b H·f T,H](4)折算到每去除1kgBOD5的污泥产量SP t为：SP t=Y H-0.9·b H·Y H·f T,H/[1/Θc+b H·f T,H]+0.6·SS i/BOD5(5)式中Q——进水流量，m3/dX——异养性微生物在活性污泥中所占的比例V——曝气池容积，m3Θc——污泥泥龄，dYH——异养性微生物的增殖率，kgDS/kgBOD5,Y H=0.6bH——异养性微生物的内源呼吸速率（自身氧化率），bH=0.08L/dfT,H——异养性微生物生长温度修正系数，fT,H=1.072(T-15）（T为温度，℃）SSi——瀑气池进水悬浮SS浓度，kg/m3BOD5，i——进水BOD5浓度，kg/m3MLSS——污泥浓度，kg/m3通常YH=0.6、hH=0.08L/d，公式可写成：从式(6)可以看出，剩余污泥产率(每去除1kgBOD5产生的剩余污泥量)取决于曝气池进水SS/BOD5值、水温、污泥泥龄等因素。
活性污泥法的发展和演变
活性污泥法的发展和演变传统的活性污泥法或称普通活性污泥法，经不断发展，已有多种运行方式。
1.渐减曝气在推流式的传统曝气池中，混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的。
因此等距离均量地布置扩散器是不合理的。
实际情况是：前半段氧远远不够，后半段供氧超过需要。
渐减曝气的目的就是合理的布置扩散器，使布气沿程变化，而总的空气用量不变，这样可以提高处理效率。
2.分步曝气在30年代，纽约市污水厂的曝气池空气量供应不足，厂总工程师把入流的一部分从池端引到池的中部分点进水，见(图6-10)，解决了问题。
使同样的空气量，同样的池子，得到了较高的处理效率。
3.完全混合法美国1950年以前建造的曝气池全是狭长的条形池，按推流设计。
由于前段需氧量很大，因而通过渐减曝气池来解决。
但是，一般池子只有中段（约全长的1/3处）需氧速率与氧传递速率配合的比较好一些，见(图6-11)。
在池的前段，因食料多，微生物的生长率高，需氧率也就很大，因而即使渐减曝气也不能根本解决问题，实际的需氧速率受供氧速率控制和制约。
图中需氧和供氧率之间池前后两块面积应相等。
这样的供氧和需氧情况，当受到冲击负荷时，前段阴影面积扩大，后段阴影面积缩小，严重时，后段面积全部消失，出现全池缺氧情况。
从上面二种运行方式看，传统活性污泥法的重要矛盾是供氧和需氧的矛盾，为了解决这个矛盾，渐减曝气是通过布气的方法来改善，分步曝气则是通过进水分配的均匀性上来改善。
为了根本上改善长条形池子中混合液不均匀的状态，在分步曝气的基础上，进一步大大增加进水点，同时相应增加回流污泥并使其在曝气池中迅速混合，它就是完全混合的概念，见(图6-12)。
在完全混合法的曝气池中，需氧速率和供氧速率的矛盾在全池得到了平衡，因而完全混合法有如下特征：①池液中各个部分的微生物种类和数量基本相同，生活环境也基本相同；②人流出现冲击负荷时，池液的组成变化也较小，因为骤然增加的负荷可为全池混合液所分担，而不是象推流中仅仅由部分回流污泥来承担。
(整理)活性污泥运行的基础知识
活性污泥运行的基础知识运行指标：PH：6～9 最适宜的为6.5～8PH＜4.5：原生动物全部消失，大多数微生物的活动受到限制，活性污泥絮体受到破坏，产生污泥膨胀现象。
PH＞9.0：微生物的代谢速率将受极大影响，菌胶团会解体，会产生污泥膨胀现象。
温度：最适宜的温度15～30℃＞40℃或＜5℃时，活性污泥的功能全部停止。
溶解氧（DO）：1.5～2mg/lDO过低，易滋生丝状菌，产生污泥膨胀。
DO过高，污泥中的微生物会自身氧化解体。
污泥负荷（F/M）：0.2～0.3kgBOD5/(kgMLSS.d)污泥负荷（F/M）：营养物质或有机物(F)与微生物（M）的比值。
F/M过高：微生物生长繁殖速率加快，尽管代谢分解有机物能力很强，但由于细菌能量高，趋于游离生长状态，会导致污泥絮体的解絮，沉淀池出水变浑浊，处理效果变差。
F/M过低：可能导致污泥过氧化而引起解絮现象，沉淀池出水清，但含有较多悬浮污泥颗粒。
污泥浓度（MLSS）：2000～3000mg/l污泥沉降比（SV30）：30～60％污泥容积指数（SVI）：SVI用于判断污泥的沉降性能。
城市污水：60～100 工业废水：100～200 水力停留时间（HRT）：是水流在处理构筑物内的平均驻留时间，用处理构筑物的容积与处理进水量的比值表示，HRT的单位一般用小时表示。
固体停留时间（SRT）：是生物体（污泥）在处理构筑物内的平均驻留时间，即污泥龄。
可以用处理构筑物的污泥总量与剩余污泥排放量的比值来表示，SRT的单位一般用d表示。
也可以用MCRT或BSRT表示。
通常活性污泥法系统的微生物平均停留时间约为水力停留时间的20倍。
通常活性污泥系统的水力停留时间：城市污水为4～6小时，相应的微生物停留时间为3.3～5天，延时曝气的水力停留时间为24小时，则微生物停留时间为30天左右。
活性污泥净化水的过程活性污泥净化水主要是通过三个阶段来完成第一阶段，污水主要通过活性污泥的吸附作用而得到净化。
活性污泥法的设计计算
当废水中含有合成洗涤剂及其它起泡物质时，就会在曝气池表面形成大量 泡沫，严重时泡沫层可高达1m多。
泡沫的危害表现为：表面机械曝气时，隔绝空气与水接触，减小以至破坏叶 轮的充氧能力；在泡沫表面吸附大量活性污泥固体时，影响二沉池沉淀效率， 恶化出水水质；有风时随风飘散，影响环境卫生。
抑制泡沫的措施有：在曝气池上安装喷洒管网，用压力水(处理后的废水或 自来水)喷洒，打破泡沫；定时投加除沫剂(如机油、煤油等)以破除泡沫。油类 物质投加量控制在0.5～1.5mg／L范围内；提高曝气池中活性污泥的浓度。
六、氧化沟
当用转刷曝气时，水深不 超过2.5m，沟中混合液流 速0.3~0.6m/s。
9.5 活性污泥法的发展和演变
七、接触稳定（吸附再生）法
可提高池容积负荷，适应冲击负荷的 能力强，最适于处理含悬浮和胶体物质 较多的废水，如制革废水、焦化废水等。
八、纯氧曝气
在密闭的容器中，溶解氧饱和浓度可提高，氧溶解的推动力提高，氧传递速 率增加，污泥的沉淀性能好。曝气时间短，约1.5~3.0h，MLSS较高，约 4000~8000mg/L。
b——污泥自身氧化系数，d-1，一般b=0.02~0.18，平均为0.07
一、有机物负荷率法
污泥需氧量的计算
一般a′=0.25~0.76，平均为 0.47；b′= 0.10~0.37，平均为 0.17
一、有机物负荷率法
污泥负荷与处理效率的关系
在底物浓度较低时，比底物降解速率为
-ds/(xvdt)=Q(S0-Se)/(xVV)=KSe
九、活性生物滤池（ABF）工艺
塔高4~6m，设计负荷率为3.2kg/m3•d，去除率65%，塔的出流含氧 率达6~8mg/L，混合液需氧速率可达30~300mg/L•h。
需要量比较
活性污泥法是目前城市污水处理常用的工艺，需氧量计算是该工艺设计的重要内容，其结果不仅影响污水厂曝气设施的配置及其电耗，还对污水厂的运行效果产生较大影响。
在城市污水厂的设计过程中，采用不同的需氧量计算方法，其结果差异较大，因此有必要对活性污泥法的需氧量计算进行探讨，以寻求符合工程实际情况的计算方法。
1 需氧量计算方法1．1 方法一《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)中的6．8．2指出，根据BOD 的去除量、氨氮的硝化及脱氮等要求，生物反应池中好氧区的污水需氧量宜按下式计算：()()2e 0.001(0.0010.120.62b 0.0010.12o v k ke v k ke oe v O aQ S S c X b Q N N X Q N N N X =--∆+--∆----∆⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦） t 1000o e S S X v yY Q -∆=式中:o ——污水需氧量，kgO ／dQ ——生物反应池的进水流量，m3／dS 。
——生物反应池的进水BOD5，mg ／LSe — 生物反应池的出水BOD5，mg ／LNk ——生物反应池的进水总凯氏氮浓度，mg ／LNke — 生物反应池的出水总凯氏氮浓度，mg ／LNt ——生物反应池的进水总氮浓度，mg ／LNoe ——生物反应池的出水硝态氮浓度，mg ／La ——碳的氧当量，当含碳物质以BOD 计算时取1．47b ——常数，氧化每kg 氨氮需氧量，取4．57C ——常数，细菌细胞的氧当量，取1．42△Xv ——排出生物反应池系统的微生物量，kg ／d0．12△Xv ——排出生物反应池系统的微生物中含氮量，kg ／dYt ——污泥总产率系数，kgMLSS ／kgBODy ——MLss 中MLVSS 所占比例1．2 方法二《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》(CECS 149：2003)推荐的需氧量计算公式与《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)中的相同，但对排出系统的微生物量AX 的计算不同。
AO工艺介绍对比分析
污水处理A/O工艺脱氮除磷一般的活性污泥法以去除污水中可降解有机物和悬浮物为主要目的，对污水中氮、磷的去除有限。
随着对水体环境质量要求的提高，对污水处理厂出水的氮、磷有控制也越来越严格，因此有必要采取脱氮除磷的措施。
一般来说，对污水中氮、磷的处理有物化法和生物法，而生物法脱氮除磷具有高效低成本的优势，目前出现了许多采用生物脱氮除磷的新工艺。
一、生物脱氮除磷工艺的选择按生物脱氮除磷的要求不同，生物脱氮除磷分为以下五个层次：(1)去除有机氮和氨氮；(2)去除总氮；(3)去除磷；(4)去除氨氮和磷；(5)去除总氮和磷。
对于不同的脱氮除磷要求，需要不同的处理工艺来完成，下表列出了生物脱氮除磷5个层次对工艺的选择。
生物脱氮除磷5个层次对工艺的选择对于不同的TN出水水质要求，需要选择不同的脱氮工艺，不同的TN出水水质要求与脱氮工艺的选择见下表。
不同TN出水水质要求对脱氮工艺的选择生物除磷工艺所需B0D5或COD与TP之间有一定的比例要求，生物除磷工艺所需BOD5或COD与T比例P的要求见下表。
生物除磷工艺所需BOD5或COD与TP的比例要求二、A/O工艺生物脱氮工艺（一）工艺流程A/0工艺以除氮为主时，基本工艺流程如下图1。
图1 缺氧/好氧工艺流程A/O工艺有分建式和合建式工艺两种，分别见图2、图3。
分建式即硝化、反硝化与BOD 的去除分别在两座不同的反应器内进行；合建式则在同一座反应器内进行。
更多污水处理技术文章参考易净水网合建式反应器节省了基建和运行费用以及容易满足处理工程对碳源和碱度等条件的要求，但受以下闲素影响：溶解氧(0.5~1.5mg/L)、污泥负荷[0. 1~ 0. 15kgBOD5/ (kgMLVSS•d)]、C/N 比(6 -7)、pH值( 7. 5~8.0) ,而不易控制。
对于pH值，分建式A/O工艺中，硝化液一部分回流至反硝化池，池内的反硝化脱氮菌以原污水中的有机物作碳源，以硝化液中NOx-N中的氧作为电子受体，将NOz-N还原成N2 ,不需外加碳源。
SBR工艺计算方法分析与比较
SBR工艺计算方法分析与比较张洋;姜天【摘要】经典SBR工艺发展较早,工艺随着自动化世代的发展得到广泛应用,其计算方法多种多样,各有利弊,本文通过对多种经典方法总结对比,讨论SBR的经典计算方法.【期刊名称】《资源节约与环保》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】2页(P51-52)【关键词】SBR;计算方法;对比分析【作者】张洋;姜天【作者单位】北京航天试验技术研究所北京 100074;北京航天试验技术研究所北京 100074【正文语种】中文间歇式活性污泥法简称为SBR工艺，其初期工艺操作复杂，不能集成自动化运行，随着20世纪70年代以后各类型新型不堵塞曝气器、浮动出水堰、PLC控制系统的应用和发展，SBR间歇操作运行的复杂问题得以简化，从而使SBR大规模进入工程应用。
SBR反应池由于其集进水、调节、反应、沉淀于一体，从而简化普通活性污泥法工艺流程，实现了活性污泥在时间上的推流和空间上的完全混合状态[1]。
基于经典的SBR工艺，依据不同的应用条件和污染物的去除要求，演变出了许多的SBR进阶工艺，如ICEAS、CASS、UNITANK、MSBR、DAT-IAT等，每种工艺的计算方法都以经典SBR的计算做基础，因此，本文以经典SBR的几种计算方法作为研究目标进行分析。
SBR工艺的生化反应动力学和污染物去除机理的探索还不够深入，目前对于SBR 工艺的计算和设计还没有推出广泛接受的标准设计方法，仅有前人所介绍的一些经典计算以供参考。
2.1 污泥负荷法和容积负荷法[2]污泥负荷法和容积负荷法已知进水有机物浓度以及设计污泥负荷和容积负荷，拟定处理周期和有效时间，通过经验设计计算反应器的容积，负荷法计算反应器容积较简单。
2.1.1 污泥负荷法V-单个反应器容积，m3；-废水流量，m3/d，So-进水BOD5，mg/L；e-曝气时间比，e=nTA/24；-反应器内混合液平均MLSS浓度，mg/L；Ls-污泥负荷[kgBOD/(KgMLSS·d)]2.1.2 容积负荷法Lv-BOD容积负荷，KgBOD/(m3·d)；-进水BOD5，Kg/m3负荷法所用负荷值由经验拟定，选择有一定盲目性，由于高负荷和低负荷选择范围过宽，易造成池容量和曝气系统计算不准确，且只能计算针对有机物去除的工艺，没有考虑SBR转换缺氧厌氧过程对氮磷的去除效果。