污水处理中AO工艺的设计参数

A/O生物除磷工艺是由厌氧和好氧两部分反应组成的污水生物处理系统。污水进入厌氧池后，与回流污泥混合。活性污泥中的聚磷菌在这一过程中大量吸收污水中的BOD，并将污泥中的磷以正磷酸盐的形式释放到混合液中。混合液进入好氧池后，有机物被氧化分解，同时聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸盐到污泥中。由于聚磷菌在好氧条件下吸收的磷多于厌氧条件下释放的磷，因此污水经过“厌氧－好氧”的交替作用和二沉池的污泥分离达到除磷的目的。一般情况下，TP的去除率可达到85％以上。

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：BOD5/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<0.18KgBOD5/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1gNH4+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g（以CaCO3计）。

反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g氧，生成3.75g碱度（以CaCO3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(KgO2/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

KgO2/KgBOD

b’─微生物（以VSS计）自身氧化（代谢）所需氧量KgO2/KgVSS·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KgO2/KgVSS·d

Ro/QSr─比需氧量，即去除1KgBOD的需氧量

KgO2/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—1kgNH3－N转化成NO3-所需的氧量（KgO2）

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)=KL(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)]??

EA─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

CL─混合液溶解氧浓度，约为2～3（mg/L）

Ra─实际需氧量KgO2/h

Ro─标准状态需氧量KgO2/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1KgBOD5的供气量80～140m3/KgBOD5

扩散板曝气，去除1KgBOD5供气量40～70m3空气/KgBOD5

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BOD5需氧1Kg计算，需空气量分别为3.33和3.57m3，曝气时氧的利用率一般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BOD5需供空气

72m3

若氧利用率为10%，去除1Kg的BOD5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BOD5浓度（mg/L）

Le─二沉池出水

BOD5浓度（mg/L）

Lr─去除的BOD5浓度（mg/L）

(2)曝气池容积（V）

V=Qla/XLs=QLr/Lv

Q─曝气池污水设计流量（m3/d）

Ls─污泥负荷率

KgBOD5/KgMLSS·d