活性污泥工藝曝氣量計(jì)算方法探討

活性污工藝曝氣量算方法討摘要：對(duì)新、舊規(guī)范和給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)所菜用的活性污泥工藝曝氣量的計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)述，并提出了一種新的方法即所謂的“分法”關(guān)鍵詞：活性污泥工藝；曝氣量，計(jì)算方法中圖分類(lèi)號(hào)：．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)1008-0422(2007)07-0079-031前言活性污泥工藝是污水處理的主要工藝，在活性污泥處理系統(tǒng)中，微生物氧化需要的氧量，通過(guò)曝氣的方法使空氣和污水強(qiáng)烈地接觸，并將空氣中的氧溶于水中而獲得。因此，曝氣過(guò)程是活性污泥法的中心環(huán)節(jié)，也是污水處理過(guò)程中能耗最大的工序。而活性污泥法工藝曝氣量計(jì)算方法在舊規(guī)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ1487)設(shè)計(jì)手冊(cè)有闡述，但在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，這兩種方法計(jì)算結(jié)果相差懸殊，且理論上都有一定的缺陷。新版規(guī)范《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)(GB50014-2006)》對(duì)曝氣量計(jì)算方法己進(jìn)行部分修正，但仍不完善，致使計(jì)算結(jié)果更不合理。而曝氣量計(jì)算方法不同造成的計(jì)算結(jié)果的精確度不同，直接關(guān)系到活性污泥工藝的設(shè)計(jì)水平、基建投資和處理可靠性。本文通過(guò)工程實(shí)例和設(shè)計(jì)中的一些體會(huì)，對(duì)兩種方法進(jìn)行一次粗淺的分析，并提出了一種“三分法”和經(jīng)驗(yàn)法，供大家探討。2規(guī)范法舊版規(guī)范《外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ14-87)》年版)對(duì)污水曝氣量的計(jì)算方法有如下規(guī)定曝氣池的污水需氧量應(yīng)根據(jù)去除的五日生化需氧量等計(jì)算確定。設(shè)計(jì)需氧量可按下列公式1計(jì)算：AOR＝0.024aQ(Lb)＋b[0.024Q(Nj-Nah)-0.12式中：AOR—設(shè)計(jì)需氧量；a——碳的氧當(dāng)量，當(dāng)含碳物質(zhì)以BODS計(jì)時(shí)，a為；b—常數(shù)，為4.57kgO2/kgN，其含義為氧化每公斤氨氮所需氧量；c——常數(shù)，為，其含義為細(xì)菌細(xì)胞的氧當(dāng)量：L——曝氣池進(jìn)水五日生化需氧量mg)；Lch——出水五日生化需氧量mg)；Ni—進(jìn)水凱氏氮濃度(mg)；Nch—出水凱氏氮濃度(mg)；N—曝氣池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度gvss/L)；e——設(shè)計(jì)污泥齡(d)Q——曝氣池設(shè)計(jì)流量m/h)本公式計(jì)算需氧量，考慮到了需氧反應(yīng)、兼養(yǎng)反應(yīng)及影響需氧量的過(guò)程去除、氨氮氧化的需氧反應(yīng)：污泥增殖及排放所減少的BOD及并非耗氧，在需氧量計(jì)算時(shí)予以扣除。但該公式未考慮污泥內(nèi)源呼吸消耗的氧量及反硝化回收的氧量。2006年6月1日開(kāi)始實(shí)施的新版規(guī)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50014-2006)對(duì)97版規(guī)范進(jìn)行了部分修正，需氧量計(jì)算公式2為：式中：O2——污水需氧量kgOch/d)；Q——曝氣池設(shè)計(jì)流量m/d)N—曝氣池肉進(jìn)水總氮濃度mg/L)；N—曝氣池內(nèi)出水哨態(tài)氮濃度mg/d)X——排出曝氣池系統(tǒng)的微生物量kg/a)：0.12AXv——排出曝氣池系統(tǒng)的微生物中含氮量kg/a)So同公式(1)中L，Se同公式(1)中Lch，Nk同公式(1)中Ni，同公式1)中Nch2006版規(guī)范公式較97版規(guī)范公式中考慮到了反硝化回收的氧量，但仍未考慮污泥內(nèi)源呼

吸消耗的氧量，致使需氧量計(jì)算結(jié)果更加偏小，計(jì)算結(jié)果更加不合理。3設(shè)計(jì)手冊(cè)法給水排水工程設(shè)計(jì)手冊(cè)中對(duì)于曝氣池需氧量，有如下公式：AOR=a'QLr＋b'VN。式中AOR—設(shè)計(jì)需氧量a'——氧化每kgBOD需氧公斤數(shù)(，一般取0.42～0.53b'—污泥自身氧化需氧率，系即kgO2/kgMLVSS)，一般0.188～0.11L——去除的BOD濃度(kg/m)Q——進(jìn)水設(shè)流量(m/d)本公式計(jì)算需氧量考慮到了BOD去除污泥自身氧化的耗氧量但該公式未考慮到生物的硝化與反硝化反應(yīng)的耗氧量及每天排除剩余污泥的未耗氧量。4三分法活性污泥法的耗氧過(guò)程是很復(fù)雜的，耗氧的因素有很多BODS的去除需耗氧，污泥要進(jìn)行內(nèi)源呼吸，它本身要耗氧。而每天排放的剩余污泥又并未耗氧，在需氧量計(jì)算時(shí)要予以扣除。我《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GBl8918—200)對(duì)氨氮的排放要求很?chē)?yán)今后絕大多數(shù)的污水處理廠都需要考慮氨氮的硝化處理或脫氮處理。故耗氧量的計(jì)算尚應(yīng)考慮氨氮氧化的需氧反應(yīng)，反硝化過(guò)程的產(chǎn)氧反應(yīng)。硝化反應(yīng)：NH42O2＋2H2C03H2O142×321X4.6亦即每氧化1mg氨氮為硝酸鹽氮需耗氧4.6mg反化反應(yīng)：(以甲醇CH30H為有機(jī)碳源亦即每原Img態(tài)氮以降解2.47×1.05=2.6mgBODv，這部BODu并不是由于曝氣供氧而降解的，而是在反硝化的同時(shí)碳源有機(jī)物得到分解氧化，實(shí)質(zhì)上是利用了硝酸鹽中的氧。因此，在計(jì)算需氧量時(shí)應(yīng)扣除這部分BODu降解所需的氧量這部分反硝化回收的氧量在版規(guī)范說(shuō)明中曾有提及但計(jì)算公式中未有體現(xiàn)，但在版規(guī)范中加以修正，將反硝化回收的氧量去除，并考慮系數(shù)為0.62b＝2.83與上式計(jì)算2.6基本相同，本文認(rèn)為是合適的。綜上所述本文認(rèn)為曝氣池的需氧量包括碳化合物BOD)需氧量化需氧量和活性污泥內(nèi)源呼吸消耗的氧量三部分。即所謂的“分法”。(1)碳化需氧量[碳化需氧量]＝[BOD5計(jì)的有機(jī)物去除量的需氧]-[排除剩余污泥的需氧量]

上式可以寫(xiě)成：Oa＝0.001aQ(So)-Se(2)硝化需氧量：[硝化需氧]＝[除NH3N所需氧]細(xì)胞合成消耗的NH3N所需氧量]-[反硝化末耗氧量](3)污泥內(nèi)源呼吸消耗的氧量[泥需氧量]＝[污泥內(nèi)源呼吸消耗的氧量

三分法較全面的概括了曝氣池需氧量，是較合理的一種方法。5經(jīng)驗(yàn)法．1采用空氣推曝氣時(shí)，一般去除每公斤五日生化需氧量的供氣量可采用4052采用鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，處理每立方米污水的供氣量不應(yīng)小于3m3。5用表面曝氣器時(shí)除每公斤五日生化需氧量的供氧量按標(biāo)準(zhǔn)工況計(jì))用1.22.0kg。這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)都比較粗，不宜作為計(jì)算的正式數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)可以校核前三種計(jì)算方法的結(jié)果，作為前面所述計(jì)算方法的檢驗(yàn)。6工程實(shí)例某城市污水＝12000m3/d水質(zhì)資料設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)溫度為15℃最高溫度為25℃、N-Ncm為26.6mg/L為21.6mg/L、曝氣池總池容V＝、N'=0.7×4000mg/l＝、e＝

4)采用經(jīng)驗(yàn)法校核按經(jīng)驗(yàn)法(3)果采用表面曝氣器時(shí)去除每kgBODs的供氧量(按標(biāo)況計(jì)可采用1.22.0kg。污水處理后去除的產(chǎn)為2640kg。則按規(guī)范法計(jì)算結(jié)果，去除每kgBOD5的供氧量為1.09kg按手冊(cè)法計(jì)算結(jié)果，去除每kgBODs的供氧量為2.09～3.2kg；按三分法計(jì)算結(jié)果，去除每kgBODs的供氧量為2.2Kg以上結(jié)果可以看出，規(guī)范法結(jié)果明顯偏小，手冊(cè)法結(jié)果又有較大的變化范圍，而三分法的計(jì)算結(jié)算結(jié)果比較適中，而且與污水廠實(shí)際運(yùn)行情況基本相符，且略有富余。7結(jié)論通過(guò)計(jì)算比較可以發(fā)現(xiàn)，97版規(guī)范法計(jì)算的結(jié)果最小，2DC6版規(guī)范法計(jì)算的結(jié)果更小，手冊(cè)法b值取小值0.11時(shí)與三分法計(jì)算結(jié)果接近值取大值(0.188)時(shí)算結(jié)果最大。采用三種方法計(jì)算的結(jié)果各不相同且相差較大。這是因?yàn)槊糠N方法所包含的內(nèi)容不同造成。綜合上述分析，本文認(rèn)為：①97版規(guī)范法考慮到了硝化反應(yīng)的耗氧量但未考慮污泥內(nèi)源呼吸消耗的氧量也末扣除反硝化回收的氧量，計(jì)算結(jié)果明顯偏小2006版規(guī)范法考慮扣除反硝化回收的氧量，但仍未考慮污泥內(nèi)源呼吸消耗的氧量，使計(jì)算結(jié)果更加明顯偏小。②手冊(cè)法考慮到了污泥自身的耗氧量，