污水廠中停留時間的探討（中）

上一篇公眾號討論了運(yùn)行中的污泥濃度的確定途徑，這一篇來深入的討論運(yùn)行中的污泥濃度計算方法。從設(shè)計的方式來進(jìn)行反向運(yùn)算是現(xiàn)階段運(yùn)營人員采取的較為準(zhǔn)確的一種污泥濃度的計算方法，對于曝氣池的設(shè)計計算中，有采用污泥負(fù)荷的，有采用污泥齡的幾種計算方式，由于運(yùn)營人員更關(guān)注污泥濃度的多少，這樣就比較適用于污泥負(fù)荷的計算，下面就來看基于污泥負(fù)荷計算的公式。

根據(jù)給排水設(shè)計手冊第五冊《城鎮(zhèn)排水》第六章的常規(guī)曝氣池計算公式：

這個公式中，對于污水廠的運(yùn)營管理人員來說，曝氣池的體積是已經(jīng)設(shè)計施工完成了，體積是固定的，可以從竣工圖紙中查到，不需要進(jìn)行計算，而需要了解的是污泥濃度的，這樣公式就變?yōu)椋?/span>

在這個公式（2）中，其中進(jìn)水的BOD５可以通過日常的檢測來得出，出水的BOD一般直接采用排放的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)就可以了，當(dāng)然為了運(yùn)行有一定的緩沖能力和保險系數(shù)，實(shí)際中會采用比較低的數(shù)值，比如采用8mg/L，也就是0.01~0.008kg/m3作為一個區(qū)間來進(jìn)行計算，這樣會有一個比較保險的污泥濃度數(shù)值。

Fw是污泥負(fù)荷，污泥負(fù)荷的取值范圍較大，對污泥濃度的計算也會產(chǎn)生很大的偏差，一般的選值從0.1~0.5KgBOD５／（kgMLVSS·ｄ）都有采用，污水廠如果運(yùn)行了較長時間以后，會積累比較多的運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)出水BOD和MLVSS濃度的比值就可以確定適合本廠的一個Fw值，在沒有充足的運(yùn)行資料的情況下，兼顧硝化反應(yīng)，可以以0.15 KgBOD５／（kgMLVSS·ｄ）的較低的污泥負(fù)荷來進(jìn)行計算，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行控制的反饋情況，進(jìn)行調(diào)整計算。

通過這樣計算出來的是MLVSS，實(shí)際中很多污水廠并不檢測MLVSS，通常檢測的是MLSS，這就需要在污水廠中定期的進(jìn)行MLVSS的檢測，相互比對，得出一個MLVSS/MLSS的數(shù)值，根據(jù)這個比值，最后換算成MLSS，也就是污水廠日常檢測的污泥濃度的數(shù)值。

這個公式是一個比較簡單的計算公式，一般的設(shè)計水質(zhì)和實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)往往有很大的出入的時候，通過這個公式可以重新校核污水廠生物池污泥濃度是否能夠滿足現(xiàn)有的進(jìn)水水質(zhì)的情況，要注意這個污泥濃度是以基本的曝氣池來進(jìn)行計算的，現(xiàn)有的A2O工藝的去除BOD的區(qū)域主要在好氧區(qū)，計算的時候就是以好氧區(qū)的容積來進(jìn)行的。

這樣計算出來的是污水廠在已有構(gòu)筑物的情況下，保證出水BOD/COD達(dá)標(biāo)排放的一個污泥濃度的數(shù)值，但實(shí)際上污水廠不僅僅要保證BOD/COD的達(dá)標(biāo)排放，更困難的是要保證氨氮和總氮的達(dá)標(biāo)排放，這就需要我們不僅僅要計算BOD的負(fù)荷，還要計算氨氮和總氮的負(fù)荷，才能保證出水水質(zhì)的全部達(dá)標(biāo)。也就是說，除了這個計算以外，還要進(jìn)行氨氮和總氮的校核計算。總氮的去除依賴于硝化菌和反硝化菌在生物池內(nèi)的反應(yīng)，而硝化菌和反硝化菌的硝化和反硝化速率受到溫度的影響很大，在理論計算中，要把溫度的變化進(jìn)行校正，這也是為什么在季節(jié)變化明顯的污水廠中，不同的季節(jié)需要不同的污泥濃度來保持出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的原因。下面以脫氮反應(yīng)中的反硝化速率來進(jìn)行污泥濃度的溫度核算：

  常溫下20℃時候，反硝化速率可以根據(jù)BOD負(fù)荷率來進(jìn)行推算，反硝化速率根據(jù)BOD負(fù)荷率的計算公式為：

根據(jù)廠內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行的污泥負(fù)荷，可以計算出在20℃時的反硝化速率，也可以取值進(jìn)行計算，要注意這里的取值和上面的的計算取值要求一致。這個是20℃時的反硝化速率值，這個值將作為一個基準(zhǔn)值來進(jìn)行后續(xù)的溫度校核的運(yùn)算。

不同溫度下的反硝化速率的計算公式為：

通過公式（3）、（4）確定了不同溫度下的反硝化速率以后，就可以核算生物池內(nèi)的活性污泥濃度在不同溫度下面的控制數(shù)值了，計算公式如下：

在理想狀態(tài)下，進(jìn)、出水的有機(jī)氮，氨氮都能轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，總氮的檢測包含了氨氮和硝酸鹽氮，因此結(jié)合污水廠的實(shí)際運(yùn)行情況，可以把公式（5）中的硝酸鹽氮簡化為進(jìn)出水的總氮，這樣公式（5）就可以簡化為

通過這樣的簡化計算，可以核算生物池在各個溫度下所需的生物脫氮的最低的污泥濃度MLVSS，要注意實(shí)際計算還要根據(jù)實(shí)測的數(shù)值再換算成MLSS，才是污水廠經(jīng)常使用的污泥濃度的數(shù)值。要注意這個計算簡化了生物脫氮的兩步反應(yīng)，同時也忽略了微生物在生長過程中的自身所需的氮的含量，也就是同化作用脫氮的數(shù)量，因此數(shù)值計算出來要略大于實(shí)際的污泥濃度，但是從實(shí)際運(yùn)行中，運(yùn)營人員是要采用具有一定的保險系數(shù)的污泥濃度才能保證出水的穩(wěn)定，因此采用這樣粗略計算，可以填補(bǔ)保險系數(shù)。

通過公式（１）～（6），污水廠通過實(shí)測進(jìn)水的BOD濃度計算出需要控制的污泥濃度，然后根據(jù)脫氮反硝化的要求校核出生物脫氮所需的污泥濃度，這就是通過理論計算來得出運(yùn)營中控制的污泥濃度，在實(shí)際中這樣計算出來的污泥濃度能否滿足生產(chǎn)需要呢？下一篇將進(jìn)行運(yùn)行實(shí)例的計算和探討，歡迎大家持續(xù)關(guān)注并嘗試自己計算下廠內(nèi)的實(shí)際污泥濃度來進(jìn)行談?wù)摗?/span>