污泥齡與污泥負荷的關(guān)系

1、 污泥齡與污泥負荷的關(guān)系德國是世界上環(huán)境保護工作開展較好的國家，在污水處理的脫氮除磷方面積累了很多值得借鑒的經(jīng)驗?，F(xiàn)將德國排水技術(shù)協(xié)會(ATV)最新制定的城市污水設(shè)計規(guī)范A131中關(guān)于生物脫氮(硝化和反硝化)的曝氣池設(shè)計方法介紹給大家，以供參考。 A131的應(yīng)用條件： 進水的COD/BOD52，TKN/BOD50.25； 出水達到廢水規(guī)范VwV的規(guī)定。 對于具有硝化和反硝化功能的污水處理過程，其反硝化部分的大小主要取決于： 希望達到的脫氮效果； 曝氣池進水中硝酸鹽氮NO3N和BOD5的比值； 曝氣池進水中易降解BOD5占的比例； 泥齡ts； 曝氣池中的懸浮固體濃度X； 污水溫度。 圖1為前置反

2、硝化系統(tǒng)流程。 1 計算NDN/BOD5和VDN/VT NDN表示需經(jīng)反硝化去除的氮，它與進水的BOD5之比決定了反硝化區(qū)體積VDN占總體積VT的大小。 由氮平衡計算NDN/BOD5： NDN=TKNi-Noe-Nme-Ns 式中 TKNi進水總凱氏氮，mg/L Noe出水中有機氮，一般取12mg/L Nme出水中無機氮之和，包括氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，是排放控制值。按德國標(biāo)準(zhǔn)控制在18mg/L以下，則設(shè)計時取0.671812mg/L Ns剩余污泥排出的氮，等于進水BOD5的0.05倍，mg/L 由此可計算NDN/BOD5之值，然后從表1查得VDN/VT。 表1 晴天和一般情況下反硝化設(shè)計

3、參考值 反硝化 前置 周步 VDN/VT 反硝化能力，以kgNDN/kgBOD5計，（t=10） 0.20 0.70 0.05 0.30 0.10 0.08 0.40 0.12 0.11 0.50 0.14 0.14 2 泥齡 泥齡ts是活性污泥在曝氣池中的平均停留時間，即 ts=曝氣池中的活性污泥量/每天從曝氣池系統(tǒng)排出的剩余污泥量 tS（XVT）/（QSXRQXE） 式中 tS泥齡，d X曝氣池中的活性污泥濃度，即MLSS，kg/m3 VT曝氣池總體積，m3 QS每天排出的剩余污泥體積，m3/d XR剩余污泥濃度，kg/m3 Q設(shè)計污水流量，m3/d XE二沉池出水的懸浮固體濃度，kg/m

4、3 根據(jù)要求達到的處理程度和污水處理廠的規(guī)模，從表2選取應(yīng)保證的最小泥齡。 表2 處理程度及處理廠規(guī)模和最小泥齡的關(guān)系 處理程度 污水處理廠規(guī)模 2萬人口當(dāng)量 10萬人口當(dāng)量 無硝化的污水處理 5 4 有硝化的污水處理（設(shè)計溫度10） 10 8 硝化/反硝化的污水處理（設(shè)計溫度10） VDN/VT=0.2 12 10 =0.3 13 11 =0.4 15 13 =0.5 18 16 硝化/反硝化和污泥穩(wěn)定穩(wěn)定的污水處理 25 不推薦 注 12時達到穩(wěn)定硝化需按10設(shè)計 3 剩余污泥量 污泥比產(chǎn)率 YYBOD5YP 式中 Y污泥產(chǎn)率，kg干固體/kgBOD5 YBOD5剩余污泥產(chǎn)率，kg干固體/

5、kgBOD5 YP同步沉淀的化學(xué)污泥產(chǎn)率(當(dāng)未投加化學(xué)混凝劑除磷時無此項)，kg干固體/kgBOD5 剩余污泥產(chǎn)率YBOD5與泥齡、進水SS和BOD5的比例、溫度等有關(guān)，約為0.521.22 kg干固體/kgBOD5，可從表3中選取。 表3 YBOD5與泥齡、進水SS和BOD5的比例之關(guān)系 SSi/（BOD5）i 泥齡（d） 4 6 8 10 15 25 0.4 0.74 0.70 0.67 0.64 0.59 0.52 0.6 0.86 0.82 0.79 0.76 0.71 0.64 0.8 0.98 0.94 0.91 0.88 0.83 0.76 1.0 1.10 1.06 1.03

6、1.00 0.95 0.88 1.2 1.22 1.18 1.15 1.12 1.07 1.00 4 計算曝氣池體積 首先計算曝氣池的污泥負荷N，即 Nl/(tSY) 式中 N曝氣池的污泥負荷，kgBOD5/(kg干固體d) 再根據(jù)表4選定曝氣池中的活性污泥濃度X。 表4 曝氣池中活性污泥濃度的推薦值 處理程度 活性污泥濃度X（kg/m3） 有初沉池 無初沉池 無硝化 2.5-3.5 3.5-4.5 硝化和反硝化 2.5-3.5 3.5-4.5 帶污泥穩(wěn)定 - 4.0-5.0 除磷（加混凝劑同步沉淀） 3.5-4.5 4.0-5.0 應(yīng)特別注意，必須校驗二沉池能否使曝氣池中的活性污泥濃度達到所

7、選取的X值。 所以，曝氣池的體積為： VT(BOD5)iQ/(NX) VTVDNVN 5 回流比 內(nèi)循環(huán)回流比R1QR1/Q，外循環(huán)回流比R2QR2/Q ，總回流比RR1R2。 在前置反硝化工藝中，硝酸鹽氮通過內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)回流進入反硝化區(qū)。只要回流的硝酸鹽氮不超過表1中的反硝化能力，則可能達到的最大反硝化程度取決于回流比R。因此，可根據(jù)反硝化率EDN計算所需的最小回流比。 EDNNDN/(NDNNne) 所需的最小回流比 R1/(1EDN)1 式中 EDN反硝化率 Nne出水硝酸鹽氮，mg/L 一般在前置反硝化工藝中，回流比取2.0。若希望進一步提高反硝化率，可繼續(xù)提高回流比。但必須注意，最

8、大回流比為4.0，且回流比較高時存在著將過多的溶解氧帶入反硝化區(qū)的危險。為了減少循環(huán)回流中的溶解氧，可在曝氣池末端設(shè)置隔離區(qū)域，減少該區(qū)中的曝氣量。 前置反硝化工藝中的反硝化區(qū)應(yīng)采用隔墻與好氧硝化區(qū)分開，并在反硝化區(qū)中設(shè)置攪拌裝置。 回流量還可根據(jù)連續(xù)監(jiān)測反硝化區(qū)Nne值進行調(diào)節(jié)。 6 供氧量 生物脫氮工藝中，分解碳化合物(BOD5)的需氧率OVC和氧化氮化合物的需氧率OVN必須分開計算。然后根據(jù)飽和溶解氧等的影響，由這兩部分之和計算供氧率(氧負荷)OB 。 分解碳化合物的需氧率OVC可從表5查得。 表5 分解碳化合物的需氧率OVc kgO2/kgBOD5 溫度（） 泥齡（d） 4 6 8 1

9、0 15 25 10 0.83 0.95 1.05 1.15 1.32 1.55 12 0.87 1.00 1.10 1.20 1.38 1.60 15 0.94 1.08 1.20 1.30 1.46 1.60 18 1.00 1.17 1.30 1.40 1.54 1.60 20 1.05 1.22 1.35 1.45 1.60 1.60 氧化氮化合物的需氧率OVN可按下式計算： OVN(4.6Nne1.7NDN)/BOD5 選擇曝氣區(qū)的溶解氧濃度CX，根據(jù)峰值系數(shù)fC和fN計算最大小時供氧率(氧負荷)OB： OBCs/(CsCx)/(OVcfCOVNfN) 式中 Cs污水中飽和溶解氧濃度

10、，mg/L Cx曝氣池中溶解氧濃度，mg/ L fC碳負荷峰值系數(shù)，即最大小時需氧率與平均小時需氧率之比 fN氮負荷峰值系數(shù) 推薦的CX值為：在無硝化的裝置中取2 mg/L；進行硝化的裝置中取2 mg/L；進行硝化同步/反硝化的裝置中取0.5mg/L。 如果無法測得峰值系數(shù)，可從表6中查取。由于在污水處理廠最大氮負荷與最大碳負荷并不同時出現(xiàn)，因此選用最大碳負荷和平均氮負荷或最大氮負荷和平均碳負荷進行計算。 表6 峰值系數(shù) 各類負荷值系數(shù) 泥齡（d） 4 6 8 10 15 25 fc fN（2萬人口當(dāng)量） fN（10萬人口當(dāng)量） 1.3 1.25 1.2 1.2 1.15 1.1 - - - 2.5 2.0 1.5 - - 2.0 1.8 1.5 - 注 假定24h中出現(xiàn)2h峰值 根據(jù)供氧率(氧負荷)OB和曝氣設(shè)備的氧利用率計算設(shè)計供氧量。如果曝氣設(shè)備的氧利用率是在清水中測定的，則計算結(jié)果必須除以供氧系數(shù)(0.51.0)。 應(yīng)特別注意的問題還有，夏季在不具備反硝化功能的污水處理廠進行污水硝化時，OVC值必須增加1/3。另外，最大小時需氧率是根據(jù)峰值系數(shù)fC和fN、以及日需氧率的1/24計算的，因此若采用間歇反硝化，供氧量應(yīng)依據(jù)曝氣間歇時間相應(yīng)提高。 在前置反硝化工藝中，可將供氧和攪拌分開。反硝化區(qū)的攪拌強