活性污泥法污泥產量計算

1、活性污泥工藝的設計計算方法活性污泥工藝是城市污水處理的主要工藝，它的設計計算有三種方法：污泥負荷法、泥齡法和數(shù)學模型法。 三種方法在操作上難易程度不同，計算結果的精確度不同，直接關系到設計水平、基建投資和處理可靠性。正因為如此，國內外專家都在進行大量細致的研究，力求找出一種精確度更高而又便于操作的計算方法。1污泥負荷法這是目前國內外最流行的設計方法，幾十年來，運用該法設計了成千上萬座污水處理廠，充分說明它的正確性和適用性。但另一方面，這種方法也存在一些問題，甚至是比較嚴重的缺陷，影響了設計的精確性和可操作性。污泥負荷法的計算式為1:V=24LjQ / 1000FwNw=24LjQ / lOOO

2、Fr （1）污泥負荷法是一種經驗計算法，它的最基本參數(shù) Fw（曝氣池污泥負荷）和Fr（曝氣池容積負荷）是根據(jù)曝氣的類別按照以往的經驗設定，由于水質千差萬別和處理要求不同，這兩個 基本參數(shù)的設定只能給出一個較大的范圍，例如我國的規(guī)范對普通曝氣推薦的數(shù)值為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，幅度很寬，如果其他條件不變，選用最小值算出的曝氣池容積比選用最大值時的容積大一倍或一倍以上，基建投資也就相差很多，在這個范圍內取值完全憑經驗，對于經驗較少的設計人來說很難操作，這是污泥負荷法的一個主要 缺陷

3、。Fw的單位是kgBOD/污泥負荷法的另一個問題是單位容易混淆，譬如我國設計規(guī)范中(kgMLSSd)，但設計手冊中則是 kgBOD/(kgMLVSSd)，這兩種單位相差很大。MLSS是包括無機懸浮物在內的污泥濃度，MLVSS則只是有機懸浮固體的濃度，對于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS ,如果單位用錯，算出的曝氣池容積將差 30%。這種混淆并非不可能， 例如我國設計手冊中推薦的普通曝氣的Fw為0.20.4kgBOD/(kgMLVSS d) : 2:,其數(shù)值和設計規(guī)范完全一樣，但單位卻不同了。 設計中經常遇到不知究竟用哪個單位好的問題，特別是設計經驗不足時更是無所適從，加上近年來污水脫氮

4、提上了日程，當污水要求硝化、 反硝化時，F(xiàn)w、Fr取多少合適呢？污泥負荷法最根本的問題是沒有考慮到污水水質的差異。對于生活污水來說，SS和BOD濃度大致有數(shù)，MLSS與MLVSS的比值也大致差不多，但結合各地的實際情況來看， 城市污水一般包含 50%甚至更多的工業(yè)廢水，因而污水水質差別很大，有的SS、BOD值高達300400 mg/L，有的則低到不足 100 mg/L，有的污水SS/BOD值高達2以上，有 的SS值比BOD值還低。污泥負荷是以 MLSS為基礎的，其中有多大比例的有機物反映不 出來，對于相同規(guī)模、相同工藝、相同進水BOD濃度的兩個廠，按污泥負荷法計算曝氣池容積是相同的，但當SS/

5、BOD值差異很大時，MLVSS也相差很大，實際的生物環(huán)境就大不 相同，處理效果也就明顯不同了。綜上所述，污泥負荷法有待改進。因此，國際水質污染與控制協(xié)會(IAWQ)組織各國專家，于1986年首次推出活性污泥一號模型 (簡稱ASM1) :3, 1995年又推出了活性污泥 二號模型(簡稱ASM2) : 4、5 。2數(shù)學模型法數(shù)學模型法在理論上是比較完美的，但在具體應用上則存在不少問題，這主要是由于污水和污水處理的復雜性和多樣性，即使是簡化了的數(shù)學模式，應用起來也相當困難，從而阻礙了它的推廣和應用。 到目前為止，數(shù)學模型法在國外尚未成為普遍采用的設計方法，而在 我國還沒有實際應用于工程，仍停留在研究

6、階段。數(shù)學模型法的主要問題是模型中有很多系數(shù)和常數(shù)，ASM1中有13個，ASM2中有19個，它們都需要設計人員根據(jù)實際污水水質和處理工藝的要求確定具體數(shù)值，其中多數(shù)要經過大量監(jiān)測分析后才能得出，而且不同的污水有不同的數(shù)值。由于污水水質多變， 確定這些參數(shù)很困難，如果這些參數(shù)有誤，就直接影響到計算結果的精確性和可靠性。國外已經提出了這些參數(shù)的數(shù)值， 但我國的污水成分與國外有很大差別，特別是污水中的有機物成分差別很大，盲目套用國外的參數(shù)值肯定是不行的。因此，要將數(shù)學模型法應用于我國的污水處理設計，必須組織力量監(jiān)測分析各種污水水質，確定有關參數(shù)，才有可能把數(shù)學模型實用化。然而，從我國目前情況看，數(shù)據(jù)

7、分析和積累恰恰是最大的薄弱環(huán)節(jié)之一，我國已運轉的城市污水處理廠有上百座，至今連一些最基本的數(shù)據(jù)都難以確定，更不用說數(shù)學模型法所需的各種數(shù)據(jù)了，顯然，要在我國應用數(shù)學模型法還需做大量的工作，還需要相當長的時間。3泥齡法3.1泥齡法的計算式設計規(guī)范中提出了按泥齡計算曝氣池容積的計算公式1:V= : 24Q0 cY(Lj-Lch) /1 000Nwv(1+Kd9 c)(2)設計規(guī)范對式中幾個關鍵參數(shù)提出了推薦值丫=0.40.8(20 C,有初沉池)Kd=0.04 0.075(20 C )當水溫變化時，按下式修正：Kdt=Kd20( 0 t)t -20(3)式中 0 t度系數(shù)，0 t=1.021.06

8、0 c負荷取0.22.5，中負荷取 515,低負荷取 2030可以看出，它們的取值范圍都很寬，Y值的變化幅度達100% , Kd值的變化幅度達87.5% , Be值的變化幅度從 50%到幾倍，實際計算時很難取值，這也是泥齡法在我國難以推廣 的原因之一。為了使泥齡計算法實用化，筆者根據(jù)自己的設計體會，建議采用德國目前使用的ATV標準中的計算公式，并對式中的關鍵參數(shù)取值結合我國具體情況適當修改。實踐證明，按該公式計算概念清晰，特別便于操作，計算結果都能滿足我國規(guī)范的要求，不失為一種簡單、 可信而又十分有效的設計計算方法。其基本計算公式為V=24Q9 cY(Lj -Lch) / 1000Nw(4)式

9、中 Y污泥產率系數(shù)(kgSS/kgBOD)Q、Lj、Lch值是設計初始條件，是反映原水水量、水質和處理要求的，在設計計算前 已經確定。泥齡Be是指污泥在曝氣池中的平均停留時間，其數(shù)值為0 c=VNw/ W(5)式中 W 剩余污泥量，kgSS/dW=24QY(Lj-Lch) /1000(6)根據(jù)以上計算式，采用泥齡法設計計算活性污泥工藝時，只需確定泥齡Be剩余污泥量W(或污泥產率系數(shù)Y)和曝氣池混合液懸浮固體平均濃度 Nw(MLSS)即可求出曝氣池容積 V。與污泥負荷法相比，它用泥齡Be取代Fw或Fr作為設計計算的最基本參數(shù)，與數(shù)學模型法相比，它只需測定一個污泥產率系數(shù)Y，而不需測定13或19個

10、參數(shù)數(shù)據(jù)。3.2泥齡的確定泥齡是根據(jù)理論同時又參照經驗的累積確定的，按照處理要求和處理廠規(guī)模的不同而采 用不同的泥齡，德國 ATV標準中單級活性污泥工藝污水處理廠的最小泥齡數(shù)值見表表1德國標準中活性污泥工藝的最小泥齡d處理目標處理廠規(guī)模 25 000 m3/d無硝化54有硝化(設計溫度：10 C )108 有硝化、反硝化(10 C )VD/V=0.2VD/V=0.3VD/V=0.4VD/V=0.51213151810111316有硝化、反硝化、污泥穩(wěn)定25不推薦注 VD/V為反硝化池容與總池容之比。表中對規(guī)模小的污水廠取大值，是考慮到小廠的進水水質變化幅度大，運行工況變化幅度大，因而選用較大的安全系數(shù)。泥齡反映了微生物在曝氣池中的平均停留時間，泥齡的長短與污水處理效果有兩方面的關系：一方面是泥齡越長， 微生物在曝氣池中停留時間越長，微生物降解有機污染物的時間越長，對有機污染物降解越徹底，處理效果越好；另一方面是泥齡長短對微生物種群有選擇性，因為不同種群的微生物有不同的世代周期，如果泥齡小于某種微生物的世代周