污水廠中停留時間的探討（中）

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

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

這個公式中，對于污水廠的運營管理人員來說，曝氣池的體積是已經設計施工完成了，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標準就可以了，當然為了運行有一定的緩沖能力和保險系數，實際中會采用比較低的數值，比如采用8mg/L，也就是0.01~0.008kg/m3作為一個區(qū)間來進行計算，這樣會有一個比較保險的污泥濃度數值。

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

通過這樣計算出來的是MLVSS，實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行MLVSS的檢測，相互比對，得出一個MLVSS/MLSS的數值，根據這個比值，最后換算成MLSS，也就是污水廠日常檢測的污泥濃度的數值。

這個公式是一個比較簡單的計算公式，一般的設計水質和實際進水水質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有的進水水質的情況，要注意這個污泥濃度是以基本的曝氣池來進行計算的，現有的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)的容積來進行的。

這樣計算出來的是污水廠在已有構筑物的情況下，保證出水BOD/COD達標排放的一個污泥濃度的數值，但實際上污水廠不僅僅要保證BOD/COD的達標排放，更困難的是要保證氨氮和總氮的達標排放，這就需要我們不僅僅要計算BOD的負荷，還要計算氨氮和總氮的負荷，才能保證出水水質的全部達標。也就是說，除了這個計算以外，還要進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的反應，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的穩(wěn)定達標的原因。下面以脫氮反應中的反硝化速率來進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BOD負荷率來進行推算，反硝化速率根據BOD負荷率的計算公式為：

根據廠內的實際運行的污泥負荷，可以計算出在20℃時的反硝化速率，也可以取值進行計算，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值來進行后續(xù)的溫度校核的運算。

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的活性污泥濃度在不同溫度下面的控制數值了，計算公式如下：

在理想狀態(tài)下，進、出水的有機氮，氨氮都能轉化為硝酸鹽氮，總氮的檢測包含了氨氮和硝酸鹽氮，因此結合污水廠的實際運行情況，可以把公式（5）中的硝酸鹽氮簡化為進出水的總氮，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，要注意實際計算還要根據實測的數值再換算成MLSS，才是污水廠經常使用的污泥濃度的數值。要注意這個計算簡化了生物脫氮的兩步反應，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量，因此數值計算出來要略大于實際的污泥濃度，但是從實際運行中，運營人員是要采用具有一定的保險系數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，可以填補保險系數。

通過公式（１）～（6），污水廠通過實測進水的BOD濃度計算出需要控制的污泥濃度，然后根據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營中控制的污泥濃度，在實際中這樣計算出來的污泥濃度能否滿足生產需要呢？下一篇將進行運行實例的計算和探討，歡迎大家持續(xù)關注并嘗試自己計算下廠內的實際污泥濃度來進行談論。