如何根据污泥的负荷法公式进行有关建筑处理池（如曝气

Question

如题所述

Answer 1

　　SBR反应池池容计算系指传统序批式性污泥反应池包括其SBR改进型诸反应池(ICEAS、CASS、MSBR等)池容计算
　　现针存问题提套总污泥量主要参数综合设计供设计者参考

　　1 现行设计

　　1.1 负荷
　　该与连续式曝气池容设计相仿已知SBR反应池容积负荷或污泥负荷、进水量及进水BOD5浓度即由式迅速求SBR池容：
　　容积负荷 V=nQ0C0／Nv (1)
　　Vmin=〔SVI·MLSS／106]·V
　　污泥负荷 Vmin=nQ0C0·SVI／Ns (2)
　　V=Vmin+Q0
　　1.2 曝气间内负荷
　　鉴于SBR属间歇曝气周期内效曝气间ta则内总曝气间nta建立计算式：
　　容积负荷 V=nQ0C0tc／Nv·ta (3)
　　污泥负荷 V=24QC0／nta·MLSS·NS (4)
　　1.3 力设计
　　由于SBR运行操作式同其效容积计算尽相同根据力原理演算(程略)SBR反应池容计算公式列三种情况：
　　限制曝气 V=NQ(C0-Ce)tf／[MLSS·Ns·ta] (5)
　　非限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf／[MLSS·Ns(ta+tf)] (6)
　　半限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tf／[LSS·Ns(ta+tf-t0)] (7)
　　实际应用发现述存问题：
　　① 负荷参数选用依据足提供选用参数范围〔例文献推荐Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等〕未考虑水温、进水水质、污泥龄、性污泥量及SBR池几何尺寸等要素负荷及池容影响；
　　② 负荷连续式曝气池容计算移用于具二沉池功能SBR池容计算存理论差异使所结偏；
　　③ 计算公式均现SVI、MLSS、Nv、Ns等敏变化参数难于全部同根据经验假定忽略底物明显影响并导致各参数间致甚至矛盾现象；
　　④ 曝气间内负荷与力设计试图引入效曝气间taSBR池容所产影响其由力原理演算假定边界条件完全适应于实际各阶段反应程机碳除仅限制氧阶段曝气作用忽略其非曝气阶段机碳除影响使同负荷条件所SBR池容惊偏
　　述问题存仅利于SBR污水效处理且进行案比较能全面反映SBR工程量投资偏高或偏低结
　　针问题提套总污泥量主要参数SBR池容综合设计

　　2 总污泥量综合设计

　　该提供SBR反应池定性污泥量前提并满足适合SVI条件保证沉降阶段历排水阶段历内沉降距离沉淀面积据推算低水深污泥沉降所需体积根据周期进水量求算贮水容积两者即所求SBR池容并由验算曝气间内性污泥浓度及低水深污泥浓度判别计算结合理性其计算公式：
　　? TS=naQ0(C0-Cr)tT·S (8)
　　? Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3 (9)
　　? Hmin=?Hmax-ΔH? (10)
　　? V=Vmin+ΔV? (11)
　　式?TS——单SBR池内干污泥总量kg
　　tT·S——总污泥龄d
　　A——SBR池几何平面积m2
　　? Hmax、Hmin——别曝气高水位沉淀终低水位m
　　ΔH——高水位与低水位差m
　　? Cr——水BOD5浓度与水悬浮物浓度溶解性BOD5浓度差其值：
　　? Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t) (12)
　　式?Cse——水悬浮物浓度kg/m3
　　? k1——耗氧速率d-1
　　? t——BOD实验间d
　　? Z——性污泥异养菌所占比例其值：
　　? Z=B-（B2-8.33Ns·1.072(15-T)）0.5? (13)
　　? B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns·1.072(15-T)? (14)
　　Ns=1/a·tT·S? (15)
　　式?a——产泥系数即单位BOD5所产剩余污泥量kgMLSS/kgBOD5其值：
　　? a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.6×0.072×1.072(T-15)1/〔tT·S+0.08×1.072(T-15)? (16)
　　式TS、BOD5——别进水悬浮固体浓度及BOD 5浓度kg/m3
　　?T——污水水温℃
　　由式(9)计算Vmin系同满足性污泥沉降几何面积及既定沉淀历条件沉降距离值于现行所推算Vmin
　　必须指实际污泥沉降距离应考虑排水历内沉降作用该作用距离称保护高度Hb同SBR池内混合液完全态混合变静止沉淀初始5～10min内污泥 仍处于紊状态才逐渐变压缩沉降直至排水历结束间关系由式表示：
　　? vs(ts+td-10/60)=ΔH+Hb (17)
　　? vs=650/MLSSmax·SVI? (18)
　　由式(18)代入式(17)并作相应变换改写：
　　〔650·A·Hmax／TS·SVI〕(ts+td-10/60)=ΔV/A+Hb (19)
　　式 ?vs——污泥沉降速度m/h
　　? MLSSmax——水深HmaxMLSSkg/m3?
　　ts、td——别污泥沉淀历排水历h
　　式(19)SVI、Hb、ts、td均据经验假定Ts、ΔV均已知Hmax依据鼓风机风压或曝气机效水深设置A求同求ΔH使其许排水变幅范围内保证允许保护高度由式(10)、(11)别求Hmin、Vmin反应池容

　　3 工程算例 ?

　　3.1 设计基本条件
　　某城镇平均污水处理量10000m3/d进、水质见表1

　　表1 设计进、水质 项目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH3-N(mg/L) NO3-N(mg/L) TP(mg/L) 水温(℃) pH 进水 380 200 200 40 0 4 15 水 60 20 20 5 5 0.5 6～9
　　3.2 SBR池容计算
　　按前述设计及推荐采用参数及提总污泥量综合计算相应参数推求公式依表1要求进行SBR池容计算便于结比较该工程设SBR池2座交替批进水周期6hHmax=4.2m变化系数k2=1.2计算结见表2

　　表2 单SBR池参数及结比较 设计参数二三四新 Nv〔kgBOD5/(m3·d)〕 0.50 0.24 Nv〔kgBOD5/(kgMLSS·d〕 0.255 (0.074) (0.074) 0.074 SVI(mL/g) 90 150 (120) (120) 120 MLSSmax(mg/L) 3000 (3235) (3235) 3235 a〔kgMLSS/(kgBOD5·d)〕 0.906 tT·S(d) 15 TS(kg) (12571) (12571) 12571 Z(%) 0.302 ta(h) (3.0) (3.0) ts+td(h) 1.0+1.0 A(m2) 476 438 1984 1798 925 ΔH(m) 3.07 2.85 2.57 2.57 1.62 Vmin(m3) 540 588 3234 2931 2386 V(m3) 2000 1838 8333 7550 3886 ΔV(m3) 1460 1250 5099 4619 1500 HRT(h) 9.6 8.8 40.0 36.2 18.7 注：①至四依指：容积负荷、总污泥负荷、曝气间内负荷、力设计新系指总污泥量综合设计；
　　②前四种参数 A、ΔH值系由V及Hmax反推列目便于比较；
　　③二Ns、Nv、SVI值系直接引用相应参考文献采用数据其凡带( )者文假定或移用新推算值

　　4 设计评价

　　根据表2结进行合理性析SBR池容设计各种作综合评价：
　　① 曝气间内负荷力设计所池容明显偏停留间ΔH已超允许范围实际MLSSmax仅1508 mg/L1655mg/L要达假定性污泥浓度必须使总污泥龄达30d左右则污泥负荷利于除磷脱氮故该两若用于目前设计尚待改进完善其设想及力理论原理SBR池容设计进步具定研究价值
　　② 容积负荷总污泥负荷实质系属同种采用相应参考文献设计参数所池容偏、停留间短、ΔH已超允许范围；负荷参数采用总污泥量综合设计公式推算值则所SBR池容趋于合理、偏差缩仍存ΔH、Hmax等参数与沉降速度、沉淀面积及保护高度间关系相脱节缺陷终影响处理效
　　该两宜谨慎采用特别公式负荷参数应通计算代替假设式(15)应进行修与该两计算公式相适应
　　③ 总污泥量综合设计所考虑素及发点均与SBR反应池功能特性密切结合避免前几种所存问题及缺陷通包括硝化、反硝化厌氧三反应阶段所需反应历及阶段污泥龄校核计算(略)三阶段反应历别2.1、1.4、0.5h；所需污泥龄别5、8及10d本算例假定总污泥龄15d其SBR池容完全能满足进行除磷脱氮需要且维持合理负荷及性污泥浓度
　　④ 关参数知：总污泥量综合设计SBR池容合理；ΔH允许范围内；MLSSmax=3235mg/L3000～4000mg/L间；Ns=0.074kgBOD5/(kgMLSS·d)0.06～0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)范围内；Nn=0.013kgNH3-N/(kgMLSS·d)符合除磷脱氮负荷要求；MLSSmin=5269mg/L近似于6000mg/L；ΔV/V=38.6%≤40%符合佳充水比
　　该所设计参数除SVI、ts、td按经验假定外均依据进水水质由公式推算产与其现行矛盾同推求池容程确定SBR池几何尺寸其所及

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　　收稿期：2002-03-22