探討活性污泥工藝設(shè)計的三種計算方法-環(huán)保工程師考試.doc

1、活性污泥工藝的設(shè)計計算方法有必要從污 泥負(fù)荷法逐步向泥齡法過渡，最終過渡到數(shù) 學(xué)模型法。在數(shù)學(xué)模型法實用化之前，泥齡 法將發(fā)揮重要作用?；钚晕勰喙に囀浅鞘形鬯幚淼闹饕?藝，它的設(shè)計計算有三種方法：污泥負(fù)荷法、 泥齡法和數(shù)學(xué)模型法。三種方法在操作上難 易程度不同，計算結(jié)果的精確度不同，直接 關(guān)系到設(shè)計水平、基建投資和處理可靠性。 正因為如此，國內(nèi)外專家都在進行大量細(xì)致 的研究，力求找出一種精確度更高而又便于 操作的計算方法。1污泥負(fù)荷法這是目前國內(nèi)外最流行的設(shè)計方法，幾十年來，運用該法設(shè)計了成千上萬座污水處理廠，充分說明它的正確性和適用性。但另一方面，這種方法也存在一些問題，甚至是比較嚴(yán)重的

2、缺陷，影響了設(shè)計的精確性和可操作性。污泥負(fù)荷法的計算式為V=24LjQ / 1000FwNw=24LjQ / lOOOFr污泥負(fù)荷法是一種經(jīng)驗計算法，它的最基 本參數(shù)Fw（曝氣池污泥負(fù)荷）和Fr（曝氣池容 積負(fù)荷）是根據(jù)曝氣的類別按照以往的經(jīng)驗 設(shè)定，由于水質(zhì)千差萬別和處理要求不同， 這兩個基本參數(shù)的設(shè)定只能給出一個較大 的范圍，例如我國的規(guī)范對普通曝氣推薦的 數(shù)值為：Fw=0.2 0.4 kgBOD/(kgMLSS )Fr=0.4 0.9 kgBOD/（m3 池容 d）可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很寬，如果其他條件不變，選用最小值算出的曝氣池容積比選用最大值時的容積大一倍或一倍以

3、上，基建投資也就相差很多，在這個范圍內(nèi)取值完全憑經(jīng)驗，對于經(jīng)驗較少的設(shè)計人來說很難操作，這是污泥負(fù)荷法的一個主要缺陷。污泥負(fù)荷法的另一個問題是單位容易混 淆，譬如我國設(shè)計規(guī)范中 Fw的單位是kgBOD/(kgMLSS d)，但設(shè)計手冊中則是 kgBOD/(kgMLVSS d)，這兩種單位相差很 大。MLSS是包括無機懸浮物在內(nèi)的污泥濃 度，MLVSS則只是有機懸浮固體的濃度， 對于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS ，如 果單位用錯，算出的曝氣池容積將差30%。這種混淆并非不可能，例如我國設(shè)計手冊中 推薦的普通曝氣的 Fw為0.20.4kgBOD/(kgMLVSS d) : 2，其數(shù)值和

4、設(shè) 計規(guī)范完全一樣，但單位卻不同了。設(shè)計中 經(jīng)常遇到不知究竟用哪個單位好的問題，特別是設(shè)計經(jīng)驗不足時更是無所適從，加上近年來污水脫氮提上了日程，當(dāng)污水要求硝 化、反硝化時，F(xiàn)w、Fr取多少合適呢？污泥負(fù)荷法最根本的問題是沒有考慮到污 水水質(zhì)的差異。對于生活污水來說，SS和BOD濃度大致有數(shù)，MLSS與MLVSS的比 值也大致差不多，但結(jié)合各地的實際情況來 看，城市污水一般包含 50%甚至的工業(yè)廢 水,因而污水水質(zhì)差別很大， 有的SS、BOD 值高達300400 mg/L，有的則低到不足100 mg/L ,有的污水SS/BOD值高達2以上， 有的SS值比BOD值還低。污泥負(fù)荷是以 MLSS為基礎(chǔ)

5、的，其中有多大比例的有機物 反映不出來，對于相同規(guī)模、相同工藝、相 同進水BOD濃度的兩個廠，按污泥負(fù)荷法 計算曝氣池容積是相同的，但當(dāng)SS/BOD值 差異很大時，MLVSS也相差很大，實際的 生物環(huán)境就大不相同，處理效果也就明顯不 同了。綜上所述，污泥負(fù)荷法有待改進。因此，國際水質(zhì)污染與控制協(xié)會（IAWQ）組織各國專家，于1986年首次推出活性污泥一號模型（簡稱ASM1） :3, 1995年又推出了活性污泥二號模型（簡稱ASM2） : 4、5 數(shù)學(xué)模型法數(shù)學(xué)模型法在理論上是比較完美的，但在 具體應(yīng)用上則存在不少問題，這主要是由于 污水和污水處理的復(fù)雜性和多樣性，即使是簡化了的數(shù)學(xué)模式，應(yīng)用起

6、來也相當(dāng)困難，從而阻礙了它的推廣和應(yīng)用。到目前為止，數(shù)學(xué)模型法在國外尚未成為普遍采用的設(shè)計方法，而在我國還沒有實際應(yīng)用于工程，仍停留在研究階段。數(shù)學(xué)模型法的主要問題是模型中有很多系 數(shù)和常數(shù)，ASM1中有13個，ASM2中有 19個，它們都需要設(shè)計人員根據(jù)實際污水水 質(zhì)和處理工藝的要求確定具體數(shù)值，其中多 數(shù)要經(jīng)過大量監(jiān)測分析后才能得出，而且不同的污水有不同的數(shù)值。由于污水水質(zhì)多 變，確定這些參數(shù)很困難，如果這些參數(shù)有 誤，就直接影響到計算結(jié)果的精確性和可靠 性。國外已經(jīng)提出了這些參數(shù)的數(shù)值，但我 國的污水成分與國外有很大差別，特別是污水中的有機物成分差別很大， 盲目套用國外 的參數(shù)值肯定是不

7、行的。因此，要將數(shù)學(xué)模 型法應(yīng)用于我國的污水處理設(shè)計，必須組織力量監(jiān)測分析各種污水水質(zhì)，確定有關(guān)參 數(shù)，才有可能把數(shù)學(xué)模型實用化。然而，從 我國目前情況看，數(shù)據(jù)分析和積累恰恰是最 大的薄弱環(huán)節(jié)之一，我國已運轉(zhuǎn)的城市污水 處理廠有上百座，至今連一些最基本的數(shù)據(jù)都難以確定，更不用說數(shù)學(xué)模型法所需的各 種數(shù)據(jù)了，顯然，要在我國應(yīng)用數(shù)學(xué)模型法 還需做大量的工作，還需要相當(dāng)長的時間。泥齡法1泥齡法的計算式設(shè)計規(guī)范中提出了按泥齡計算曝氣池容積的計算公式(1):V= : 24QB cY(Lj-Lch) /1 000Nwv(1+Kd 0 c)設(shè)計規(guī)范對式中幾個關(guān)鍵參數(shù)提出了推薦值：丫=0.40.8(20 C，有初沉池)Kd=0.04 0.075(20 °C )當(dāng)水溫變化時，按下式修正：Kdt=Kd20( 0 t)t20 (3)式中:B 溫度系數(shù)，6 t=1.02- 1.06Be高