活性污泥法污泥产量计算

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活性污泥法基本原2

活性污泥法基本原2
N S ↑⇒ N S ↓⇒ 污泥增长数率↑ ⇒ V曝气池 ↓⇒ Se ↑⇒ 沉淀性能变差 有机物降解数率↑ 有机物降解数率↑ 污泥增长数率 ↓ ⇒ V曝气池 ↑⇒ Se ↓⇒ 沉淀性能变好 有机物降解数率 ↓
Ns=QS/VX
污泥负荷介于0.5~1.5 BOD5⁄(㎏ 污泥负荷介于0.5~1.5 ㎏BOD5⁄(㎏MLSS·d)之间区域,SVI值很 (㎏MLSS· 之间区域,SVI值很 污泥沉降效果不佳,属污泥膨胀高发区,因此, 高,污泥沉降效果不佳,属污泥膨胀高发区,因此,应避免采用这一 区段的污泥负荷。 区段的污泥负荷。
3)θc长,活性污泥吸附的有机物被氧化掉的多, 活性污泥吸附的有机物被氧化掉的多, 需氧量就大,增加的污泥量就少;反之, 需氧量就大,增加的污泥量就少;反之,吸附的有机物被 氧化的量就少,一部分来不及氧化的有机物就作为剩余污 氧化的量就少, 泥排除系统,需要的氧量相应就少些。 泥排除系统,需要的氧量相应就少些。 4)污泥龄和污泥负荷的关系:当有机负荷低时,剩 污泥龄和污泥负荷的关系:当有机负荷低时, 余污泥量小,污泥龄较长;当有机负荷高时, 余污泥量小,污泥龄较长;当有机负荷高时,污泥合成较 剩余污泥龄大,污泥龄就较短。 快,剩余污泥龄大,污泥龄就较短。 污泥负荷 污泥龄/d 污泥龄/d 高负荷 0.2~2.5 0.2~ 中负荷 5~15 低负荷 2 荷
200
100 高 负 荷 0 2.5 2.0 1.5 0.5 2.5 0
低 负 荷
BOD-污 泥 负 荷 率 (kgBOD/kgMLSS· d)

17-2 污 泥 负 荷 与 SVI值 之 间 的 关 系
一般地,高负荷时,选择在1.5~2.0 ㎏BOD5⁄(㎏ 一般地,高负荷时,选择在1.5~2.0 MLSS· 范围内;中负荷时,选择范围: MLSS·d)范围内;中负荷时,选择范围:0.2~0.4 ㎏ (㎏MLSS );低负荷时 选择范围: MLSS· 低负荷时, BOD5⁄(㎏MLSS·d);低负荷时,选择范围:0.03~0.05 (㎏MLSS MLSS· ㎏BOD5⁄(㎏MLSS·d)。 对城市污水,BOD-污泥负荷率多取值为0.3~0.5㎏ 对城市污水,BOD-污泥负荷率多取值为0.3~0.5㎏ (㎏MLSS ),BOD 去除率可达90 以上。 MLSS· 90% BOD5⁄(㎏MLSS·d),BOD5 去除率可达90%以上。 对剩余污泥不便处理与处置的污水处理厂, 对剩余污泥不便处理与处置的污水处理厂,应采用较 低的BOD 污泥负荷率,一般不宜高于0.2 BOD低的BOD-污泥负荷率,一般不宜高于0.2 ㎏BOD5⁄(㎏ MLSS· ),污泥自身氧化过程加强 产泥量减少。 污泥自身氧化过程加强, MLSS·d),污泥自身氧化过程加强,产泥量减少。 在寒冷地区修建的活性污泥法系统, 在寒冷地区修建的活性污泥法系统,曝气池也应采用 较低的BOD 污泥负荷率, BOD较低的BOD-污泥负荷率,这样能够在一定程度上补偿由于 水温低对微生物降解反应带来的不利影响。 水温低对微生物降解反应带来的不利影响。

活性污泥法

活性污泥法

(1)、生物固体停留时间(solid retention time,SRT ) 活性污泥在曝气池、二沉池和污泥回流系统内的停留时间称为生物固体停留时间。

可用下式表示: SRT=)//(/d kg kg 污泥量每天从系统排出的活性系统内活性污泥量 (2)有机物负荷 有机物(BOD 5)负荷分为污泥负荷(Ls)和容积负荷(Lv),用公式表示如下: Ls=XVQ O S Lv=V QS 0×103 式中:Ls ——BOD-SS 负荷,kgBOD/(kgMLSS.d);Lv ——BOD 容积负荷,kgBOD/(m 3.d);S 0——反应器进水BOD 浓度,mg/L ;X ——污泥浓度,mg/L 。

(3)水力停留时间 水力停留时间(HRT )表示污水在反应池内的反应时间,用下式表示: t=QV 式中:t ——曝气池水力停留时间,h ;V ——曝气池有效容积,m 3;Q ——进水流量,m 3/hBOD-SS 负荷和生物固体停留时间都是活性污泥法设计和污水处理厂运行管理的重要参数。

(4)污泥浓度 污泥浓度是指曝气池中1L 混合液内所含的悬浮固体(常表示为MLSS ,mixed liquor suspended solids )或挥发性悬浮固体(MLVSS )的浓度,单位是g/L 或mg/L 。

污泥浓度的大小可间接地反映曝气池中所含微生物的浓度。

对于普通活性污泥法而言,曝气池中污泥浓度一般在1.5~3g/L 之间。

(5)污泥沉降比和污泥容积指数 污泥沉降比(settling velocity,SV)指曝气池混合液在量筒中静置30min 后,所得的沉淀污泥体积与混合液总体积的比(用百分数表示),即: 污泥沉降比=混合液经30min 静置沉淀后的污泥体积/混合液体积污泥容积指数(sludge volume index ,SVI)指曝气池的污泥浓度与污泥沉降比的比值。

即1g 干污泥所相当的沉淀污泥体积数,单位为mL/g ,但一般不标注。

活性污泥法公式

活性污泥法公式

反应器最大体积和 分格化的反应器
UASB<2000m3 ; EGSB<500m3 ; AF<2000m3;接触工艺<5000m3。
多个反应器利于布水,便于维修。
配水孔口负荷、配水方式(一管一点、一管多孔、分支式)、三相分离器、管道设计、出水
收集设备、排泥设备(泥床上部、偶尔底部)、建筑材料、加热保温。
TA
=
24.Cs Ls .m.C A
Qs、Cs—进水量(m3/d)、BOD5(mg/L); CA—曝气池内MLSS浓度,mg/L; V—曝气池容积,m3; e—曝气时间比; n—周期数,周期/天; TA—个周期的曝气时间,h。 1/m—排出比; 注:充入比事实上和排出比差不多是同一概念,指的是每个周期进
接触时间/(Min) 沉淀速度/(mm/s)
剩余量/(mg/L) 备注
消毒《考试教材》P112、384
液氯
二氧化氯 臭氧
一级排放时:20-30
二级排放时:5-10
2~5
30
10~20
15
1-1.3
>0.5
0.4
高 pH>氯 >氯
NH2Cl
缺氧/好氧(ANO)工艺动力学计算公式《教材三》P250
项目

. 760 DA) P
Vmax = 4.6×104 ×CA−1.26 TD—排水时间,h
(MLSS≥ 3000mg/ L)
N—池的个数,个
r—一个周期的最大进水量变化比(变化系数)
ΔQ’—在沉淀和排水期中可接纳的污水量,m3; (1)为安全量留在高度方向时 (2)为安全量留在宽度方向时
OD—每小时的需氧量,kg/h; CSW—清水T1(℃)的氧饱和浓度,mg/L; CS—清水T2(℃)的氧饱和浓度,mg/L; T1—以曝气装置的性能为基点的清水温度,℃; T2—混合液水温,℃; DA—混合液的DO,mg/L; α—高负荷法取 0.83,低负荷法取 0.93; β—高负荷法取 0.95,低负荷法取 0.97; P—处理厂大气压,mmHg 绝对大气压。

《排水工程》第69讲:6种情况下的污泥产量计算

《排水工程》第69讲:6种情况下的污泥产量计算

《排水工程》第69讲:6种情况下的污泥产量计算展开全文【《排水工程》第69讲】重要指数:★★★★上一节主要讲解第17章污泥处理部分内容,主要包括污泥处理的目的、污水厂污泥分类及其特性,本节主要讲解污泥的产量与计量部分内容。

对于污泥的产量,有两种常用的方法,其一是估算法,其二是精确计算法。

对于估算法,《排水工程》上有相应的介绍,首先是P3每万m3污水精处理后的污泥产生量一般为5~8t(按含水率80%计算);其次是P426城镇污水处理厂的污泥量占处理水量的0.3%~0.5%(以含水率97%计算)。

对于精确计算法,分为以下6中情况:01 预处理工艺的污泥产量预处理工艺的污泥产量,包括初沉池、水解池、AB法A段和化学强化一级处理工艺等。

①不接收剩余活性污泥时:▲公式17-10·△X1——预处理污泥产生量,kg/d;·SSi、SSo——分别为进出水悬浮物浓度,kg/m3;·Q——设计日平均污水流量,m3/d;·a——系数,无量纲。

初沉池a=0.8~1.0,排泥间隔较长时,取下限;AB法A段a=1.0~1.2,水解工艺a=0.5~0.8,化学强化一级处理和深度处理工艺根据投药量,a=1.5~2.0。

②初沉池不接收剩余活性污泥,间歇排放:▲公式17-16·Q1——初沉池每日排泥量,m3/d;·n——每日排泥次数,n=24/T,T为排泥周期;·S——初沉池截面积,m2;·hf,i——集泥池中初沉污泥排泥前泥位,m;·ha,i——集泥池中初沉污泥排泥后泥位,m;·Qi——初沉池排泥期间,集泥池(浓缩池)提升泵流量,m3/h;·ti——初沉池排泥时间,h。

02 带预处理系统的活性污泥法及其变形工艺剩余污泥产生量带预处理系统的活性污泥法及其变形工艺剩余污泥产生量,按如下公式计算:▲公式17-11·△X2——剩余活性污泥量,kg/d;·f——MLVSS/MLSS之比值。

关于活性污泥法污泥排泥量和污泥回流量的研究

关于活性污泥法污泥排泥量和污泥回流量的研究

关于活性污泥法污泥排泥量和污泥回流量的研究作者:张钦来源:《中国科技博览》2013年第19期[摘要]:在活性污泥法处理废水的工艺过程中,为了使活性污泥处理系统的净化功能保持稳定,必须使系统中曝气池内的污泥浓度保持平衡,所以,每日必须从系统中排出一定数量的剩余污泥,而每日排出的剩余污泥,在量上应该等于每日增长的污泥量。

同时,为了保证活性污泥处于健康高效的处理状态,还需要对系统进行一定数量的污泥回流,回流比R值取决与混合液污泥浓度(X)和回流污泥浓度(Xr),而Xr值又与SVI值有关。

则可以推算出SVI值和X值而变化的回流污泥浓度值,并据此可以推出污泥回流比R值。

[关键词]:活性污泥剩余污泥污泥回流回流比在活性污泥法处理工业废水的过程中,作为活性污泥微生物量,在系统中应保持数量一定,并相对稳定,具有活性的活性污泥的量,所以在此过程中,活性污泥的排放和回流就格外重要,如果排泥量过多,而回流量不足,则可能引起系统中活性污泥量减少,从而降低处理效果,如果排泥量过少,而回流量过多,又有可能使系统中污泥“老龄化”,处于内源呼吸污泥太多,引起污泥上浮,或污泥膨胀,损害处理系统的功能。

通过对活性污泥处理系统中各项指标的测试与控制,可以保持系统中污泥的物料平衡,从而使活性污泥系统达到一个比较良好的状态。

1.控制混合液活性污泥的指标1.1活性污泥的浓度指标:污泥浓度(又称混合液悬浮固体浓度,简写为MLSS)它表示的是在曝气池单位容积混合液中所含有活性污泥固体物的总重量。

这些固体物的成分包括有机活性物质,非活性物质和无机物质,虽然这项指标不能精确的表示出具有活性的污泥量,但由于测定方法简单易行,并能够在一定程度上表示相对生物量值,所以被广泛应用。

1.2活性污泥的沉降性能指标:1.2.1污泥沉降比(又称30分钟沉降率,简写为SV)它是指混合液在量筒内静置30分钟后形成沉淀的容积占原混合液容积的百分比。

它可以反映池内运行过程中的污泥量,也可以即使发现污泥膨胀等异常现象的发生,所以具有一定的使用价值。

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。

脱氮除磷活性污泥法计算

脱氮除磷活性污泥法计算

一、生物脱氮工艺设计计算(一)设计条件:设计处理水量Q=30000m 3/d=1250.00m 3/h=0.35m 3/s总变化系数Kz= 1.42进水水质:出水水质:进水COD Cr =350mg/L COD Cr =100mg/L BOD 5=S 0=160mg/L BOD 5=S z =20mg/L TN=40mg/L TN=15mg/L NH 4+-N=30mg/L NH 4+-N=8mg/L 碱度S ALK =280mg/L pH=7.2SS=180mg/L SS=C e =20mg/LVSS=126mg/L f=VSS/SS=0.7曝气池出水溶解氧浓度2mg/L 夏季平均温度T1=25℃硝化反应安全系数K=3冬季平均温度T2=14℃活性污泥自身氧化系数Kd=0.05活性污泥产率系数Y=0.6混合液浓度X=4000mgMLSS/L SVI=15020℃时反硝化速率常数q dn,20=0.12kgNO 3--N/kgMLVSS 曝气池池数n=2 若生物污泥中约含12.40%的氮用于细胞合成(二)设计计算1、好氧区容积V1计算(1)估算出水溶解性BOD 5(Se)6.41mg/L(2)设计污泥龄计算硝化速率低温时μN(14)=0.247d -1硝化反应所需的最小泥龄θcm =4.041d 设计污泥龄θc =12.122d(3)好氧区容积V 1=7451.9m 3好氧区水力停留时间t 1=5.96h=-⨯⨯-=-)1TSS TSSVSS42.1kt z e S S ([][])2.7(833.011047.022)158.105.0()15(098.02pH O k O N N e O T T N --⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=--μ)1()(01c d V c K X S S Q Y V θθ+-=2、缺氧区容积V 2(1)需还原的硝酸盐氮量计算微生物同化作用去除的总氮=7.11mg/L被氧化的氨氮=进水总氮量-出水氨氮量-用于合成的总氮量=24.89mg/L 所需脱硝量=进水总氮量-出水总氮量-用于合成的总氮量=17.89mg/L 需还原的硝酸盐氮量N T =536.56kg/d (2)反硝化速率q dn,T =q dn,20θT-20=(θ为温度系数,取1.08)0.076kgNO 3--N/kgMLVSS(3)缺氧区容积V 2=2534.1m 3缺氧区水力停留时间t 2=V 2/Q=2.03h3、曝气池总容积V=V 1+V 2=9986.0m 3系统总污泥龄=好氧污泥龄+缺氧池泥龄=16.24d4、碱度校核每氧化1mgNH 4+-N需消耗7.14mg碱度;去除1mgBOD 5产生0.1mg碱度;每还原1mgNO 3--N产生3.57mg碱度;剩余碱度S ALK1=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD 5产生碱度=181.53mg/L>100mg/L(以 CaCO 3计)5、污泥回流比及混合液回流比(1)污泥回流比R计算=80001.2混合液悬浮固体浓度X(MLSS)=4000mg/L 污泥回流比R=X/(X R -X)=100%(一般取50~100%)(2)混合液回流比R 内计算总氮率ηN =(进水TN-出水TN)/进水TN=62.50%混合液回流比R 内=η/(1-η)=167%6、剩余污泥量(1)生物污泥产量1525.5kg/d(2)非生物污泥量P SP S =Q(X 1-X e )=1020kg/d (3)剩余污泥量ΔX ΔX=P X +P S =2545.5kg/d 设剩余污泥含水率按99.20%计算mg/L (r为考虑污泥在沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的系数,取VT dn T X q N V ,21000⨯=)1()(124.00c d W K S S Y N θ+-=r SVIX R 610==+-=c d X K S S YQ P θ1)(07、反应池主要尺寸计算(1)好氧反应池设2座曝气池,每座容积V 单=V/n=3725.96m 3曝气池有效水深h=4m 曝气池单座有效面积A 单=V 单/h=931.49m 2采用3廊道,廊道宽b=6m 曝气池长度L=A 单/B=51.7m 校核宽深比b/h= 1.50校核长宽比L/b=8.62曝气池超高取1m,曝气池总高度H=5m (2)缺氧池尺寸设2座缺氧池,每座容积V 单=V/n=1267.05m 3缺氧池有效水深h=4.1m 缺氧池单座有效面积A 单=V 单/h=309.04m 2缺氧池长度L=好氧池宽度=18.0m 缺氧池宽度B=A/L=17.2m8、进出水口设计(1)进水管。

水处理计算公式

水处理计算公式
T——计算温度,℃
DO——溶解氧的浓度,mg/L,一般按2mg/L计
KO2——氧的半速常数,mg/L,~L,15℃时为2
θCm——最小污泥龄,d
SF——安全系数,通常取~
θC——污泥龄,d,此值也可按经验取值
Sr——进出水BOD5浓度差,mg/L
Y——污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率,d-1
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS),mg/L
R——污泥回流比
f——XV/X,(MLVSS/MLSS)挥发性污泥浓度/污泥浓度
r——二沉池中污泥综合系数,一般为左右
曝气池容积
θC——污泥龄即污泥停留时间,d
Y——污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率,d-1
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
Kd——日变化系数
固体通量法
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
Gt——固体表面负荷值,kg/m2·d
Qmax——废水最大时流量,m3/d
回流污泥浓度
SVI——污泥容积指数,mL/g,取值范围约100左右
Hale Waihona Puke Xr——剩余污泥/回流污泥浓度,mg/L
X——曝气池污泥浓度(MLSS),mg/L
f——XV/X,挥发性污泥浓度/污泥浓度
fb——可生物降解VSS占VSS的比例(与f不同)
泥龄算法二
存疑问
θC——污泥龄,d,此值也可按经验取值
Sr——进出水BOD5浓度差,mg/L
Y——污泥理论产率,kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率,d-1
fb——可生物降解VSS占VSS的比例(与f不同)
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活性污泥工艺的设计计算方法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%。

这种混淆并非不可能,例如我国设计手册中推荐的普通曝气的Fw为0.2~0.4kgBOD/(kgMLVSS·d)[2],其数值和设计规范完全一样,但单位却不同了。

设计中经常遇到不知究竟用哪个单位好的问题,特别是设计经验不足时更是无所适从,加上近年来污水脱氮提上了日程,当污水要求硝化、反硝化时,Fw、Fr取多少合适呢?
污泥负荷法最根本的问题是没有考虑到污水水质的差异。

对于生活污水来说,SS和B OD浓度大致有数,MLSS与MLVSS的比值也大致差不多,但结合各地的实际情况来看,城市污水一般包含50%甚至更多的工业废水,因而污水水质差别很大,有的SS、BOD值高达300~400 mg/L,有的则低到不足100 mg/L,有的污水SS/BOD值高达2以上,有的SS值比BOD值还低。

污泥负荷是以MLSS为基础的,其中有多大比例的有机物反映不出来,对于相同规模、相同工艺、相同进水BOD浓度的两个厂,按污泥负荷法计算曝气池容积是相同的,但当SS/BOD值差异很大时,MLVSS也相差很大,实际的生物环境就大不相同,处理效果也就明显不同了。

综上所述,污泥负荷法有待改进。

因此,国际水质污染与控制协会(IAWQ)组织各国专家,于1986年首次推出活性污泥一号模型(简称ASM1)[3],1995年又推出了活性污泥二号模型(简称ASM2)[4、5]。

2数学模型法
数学模型法在理论上是比较完美的,但在具体应用上则存在不少问题,这主要是由于污水和污水处理的复杂性和多样性,即使是简化了的数学模式,应用起来也相当困难,从而阻碍了它的推广和应用。

到目前为止,数学模型法在国外尚未成为普遍采用的设计方法,而在我国还没有实际应用于工程,仍停留在研究阶段。

数学模型法的主要问题是模型中有很多系数和常数,ASM1中有13个,ASM2中有1 9个,它们都需要设计人员根据实际污水水质和处理工艺的要求确定具体数值,其中多数要经过大量监测分析后才能得出,而且不同的污水有不同的数值。

由于污水水质多变,确定这些参数很困难,如果这些参数有误,就直接影响到计算结果的精确性和可靠性。

国外已经提出了这些参数的数值,但我国的污水成分与国外有很大差别,特别是污水中的有机物成分差别很大,盲目套用国外的参数值肯定是不行的。

因此,要将数学模型法应用于我国的污水处理设计,必须组织力量监测分析各种污水水质,确定有关参数,才有可能把数学模型实用化。

然而,从我国目前情况看,数据分析和积累恰恰是最大的薄弱环节之一,我国已运转的城市污水处理厂有上百座,至今连一些最基本的数据都难以确定,更不用说数学模型法所需的各种数据了,显然,要在我国应用数学模型法还需做大量的工作,还需要相当长的时间。

3泥龄法
3.1泥龄法的计算式
设计规范中提出了按泥龄计算曝气池容积的计算公式[1]
V=[24QθcY(Lj-Lch)/1 000Nwv(1+Kdθc)(2)
设计规范对式中几个关键参数提出了推荐值
Y=0.4~0.8(20℃,有初沉池)
Kd=0.04~0.075(20℃)
当水温变化时,按下式修正:
Kdt=Kd20(θt)t-20(3)
式中θt——温度系数,θt=1.02~1.06
θc——高负荷取0.2~2.5,中负荷取5~15,低负荷取20~30 可以看出,它们的取值范围都很宽,Y值的变化幅度达100%,Kd值的变化幅度达87.
5%,θc值的变化幅度从50%到几倍,实际计算时很难取值,这也是泥龄法在我国难以推广的原因之一。

为了使泥龄计算法实用化,笔者根据自己的设计体会,建议采用德国目前使用的ATV 标准中的计算公式,并对式中的关键参数取值结合我国具体情况适当修改。

实践证明,按该公式计算概念清晰,特别便于操作,计算结果都能满足我国规范的要求,不失为一种简单、可信而又十分有效的设计计算方法。

其基本计算公式为
V=24QθcY(Lj-Lch)/1000Nw(4)
式中Y——污泥产率系数(kgSS/kgBOD)
Q、Lj、Lch值是设计初始条件,是反映原水水量、水质和处理要求的,在设计计算前已经确定。

泥龄θc是指污泥在曝气池中的平均停留时间,其数值为
θc=VNw/W(5)
式中W——剩余污泥量,kgSS/d
W=24QY(Lj-Lch)/1000(6)
根据以上计算式,采用泥龄法设计计算活性污泥工艺时,只需确定泥龄θc、剩余污泥量W(或污泥产率系数Y)和曝气池混合液悬浮固体平均浓度Nw(MLSS)即可求出曝气池容积V。

与污泥负荷法相比,它用泥龄θc取代Fw或Fr作为设计计算的最基本参数,与数学模型法相比,它只需测定一个污泥产率系数Y,而不需测定13或19个参数数据。

3.2泥龄的确定
泥龄是根据理论同时又参照经验的累积确定的,按照处理要求和处理厂规模的不同而采用不同的泥龄,德国ATV标准中单级活性污泥工艺污水处理厂的最小泥龄数值见表1。

表1德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄
d 处理目标处理厂规模≤5 000 m3/d≥25 000 m3/d无硝化54有硝化(设计温度:10 ℃)108有硝化、反硝化(10 ℃)VD/V=0.2
VD/V=0.3
VD/V=0.4
VD/V=0.512
13
15
1810
11
13
16有硝化、反硝化、污泥稳定25不推荐注VD/V为反硝化池容与总池容之比。

表中对规模小的污水厂取大值,是考虑到小厂的进水水质变化幅度大,运行工况变化幅度大,因而选用较大的安全系数。

泥龄反映了微生物在曝气池中的平均停留时间,泥龄的长短与污水处理效果有两方面的关系:一方面是泥龄越长,微生物在曝气池中停留时间越长,微生物降解有机污染物的时间越长,对有机污染物降解越彻底,处理效果越好;另一方面是泥龄长短对微生物种群有选择性,因为不同种群的微生物有不同的世代周期,如果泥龄小于某种微生物的世代周期,这种微生物还来不及繁殖就排出池外,不可能在池中生存,为了培养繁殖所需要的某种微生物,选定的泥龄必须大于该种微生物的世代周期。

最明显的例子是硝化菌,它是产生硝化作用的微生物,它的世代周期较长,并要求好氧环境,所以在污水进行硝化时须有较长的好氧泥龄。

当污水反硝化时,是反硝化菌在工作,反硝化菌需要缺氧环境,为了进行反硝化,就必须有。

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