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1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 高C/B值污水生化处理产泥量的简易计算方法 周 丹 1 , 周 雹 2 (1. 中国市政工程华北设计研究院,天津300074; 2.天津市市政工程设计研究院,天津 300050) 摘 要: 高COD /BOD值(简称C/B值)污水生物处理产泥量的计算缺少简便有效的方法。 为此,吸取传统产泥量计算方法和ATV附录计算方法的合理因素,提出了一种高C/B值污水生物 处理产泥量的简易计算方法,该方法所需基础数据简单易得,计算过程也简便,
2、结果确定可信,有利 于提高设计计算效率。 关键词: 高COD /BOD值污水; 产泥量; 计算方法 中图分类号: X703. 1 文献标识码: C 文章编号: 1000 - 4602 (2008) 18 - 0047 - 03 Calculation M ethod for Sludge Production of Biological Treatment ofWastewater with High COD / BOD ZHOU Dan 1 ,ZHOU Bao 2 (1. North China M unicipal Engineering Design and Research Insti
3、tute, Tianjin300074, China; 2.Tianjin M unicipal Engineering Design and Research Institute, Tianjin300050, China) Abstract:There is a lack of a simple and effectivemethod to calculate the sludge production of bi2 ological treatment ofwastewaterwith high COD /BOD.Therefore, a simple calculation metho
4、d is recom2 mended by meansof absorbing the reasonable factors from traditional sludge production methods and ATV appendix .Thismethod benefits to i mprove the calculation efficiency because it has easily available basic data, simple calculation process and credible result . Key words:wastewaterwith
5、 high COD /BOD;sludge production;calculation method 1传统计算方法及其局限性 在污水活性污泥处理工艺的设计计算中,泥龄 是最基本的设计参数,特别是在要求硝化脱氮的情 况下,通过考察泥龄可以准确判断能否实现硝化和 反硝化,比污泥负荷更直观有效,因而当前在活性污 泥工艺的设计中,计算采用泥龄法正日益普及。泥 龄的含义是反应池中的污泥总量与每日产生的剩余 污泥量的比值,反应池中的污泥总量是反应池池容 与混合液MLSS浓度的乘积,这是一个很容易计算 的确定值,而剩余污泥量的计算则有各种不同的方 法,由于计算方法不同,剩余污泥量的数值往往相差 很大。目
6、前国内应用较普遍的计算公式是德国 ATV标准中推荐的经验公式,该公式在欧洲已广泛 采用,并经过实际工程的检验进行了修改,使其更符 合实际情况。修改后的产泥率计算公式为: Y=0. 75 +0. 6 SSi BODi - 0. 80. 170. 75 c1. 072 (T - 15) 1 +0. 17 c1. 072 (T - 15) (1) 式中 Y 污泥产率系数, kgSS/kgBOD SSi 进水悬浮物浓度,mg/L BODi 进水BOD浓度,mg/L c 泥龄, d T 设计水温, 产泥量按下式计算: SSw=Q(BODi- BODe)Y(2) 74 第24卷 第18期 2008年9月
7、中 国 给 水 排 水 CH I NA WATER XSS, I AT:进水SS 浓度,即SSi;SCOD, I AT:溶解性进水COD;XCOD, I AT:颗 粒性进水COD;SCOD, inert, I AT:不可生物降解的溶解性 COD;XCOD, inert, I AT:不可生物降解的颗粒性COD; CCOD, deg, I AT:可生物降解的进水COD;SCOD, deg, I AT:可生 物降解的溶解性进水COD;XCOD, deg, I AT:可生物降解 的颗粒性进水COD;Xinorg, I AT:进水悬浮物中的无机 组 分;XCOD,BM:生 化 反 应 后 形 成 的 生
8、 物 体; XCOD, inert,BM:生物体内源消化后留下的惰性固体; XCOD, sp:用COD表示的有机污泥量;XSS, sp:产泥量, 即剩余污泥量;OU:去除含碳有机物需氧量)。 图1 生物处理前后的COD物料平衡 Fig . 1COD materiel balance before and after biological treatment 从图1中可以看出,为了计算产泥量XSS, sp,需 要知道生化处理之前的各项参数值,其中进水COD 和SS是常规值,而其他参数一般都不检测,为了计 算产泥量,这些参数都需要检测和确定,这给实际操 作计算带来很大困难,如果这些参数测定不准确,
9、将 给计算结果造成误差。 同时,这种推理方法难免要忽略一些因素的影 响,或者假定一些参数的数值,这同样会影响计算结 果的精度。特别是这种推理的计算方法尚未得到更 多的实践检验,与前述经验公式已经过实践检验并 进行过修改相比,其计算精度显然要差些。 由于ATV附录的纯推理方法和按BOD计算产 泥率的经验公式是两种完全不同的方法,当它们用 于同一种污水的产泥量计算时,也会得出不同的数 值。以某种污水为例,其CODi为500 mg/L、BODi 为227 mg/L、SSi为200 mg/L、C/B =2. 2,符合应用 式(1)的条件,同时又处于C/B 2. 2的边缘,也可 按ATV附录方法计算。设
10、Q= 10 000 m 3 /d、BODe 为20 mg/L 、 c为10 d、T为10,按式 (1)、(2)计 算得产泥量为1 967 kg/d,而按ATV附录方法计算 的产泥量为2 257 kg/d,比前者大15%。式(1)是 经验公式,出现误差是必然的,但误差不会很大,而 按ATV附录计算是纯推理方法,其误差会更大,因 此可以认为上述偏差主要是由于ATV附录方法引 起。 即便如此, ATV附录方法仍然有其价值,它提 供了C/B 2. 2时产泥量的计算方法,比没有计算 方法强,比仍按式(1)计算而不考虑适用条件的计 算结果要合理可靠。但由于其精度不高,计算繁琐, 总是难以令人满意。 3简易
11、计算方法 上述按BOD或按COD计算产泥量的公式和方 法都存在逻辑上的缺陷:在按式(1)、(2)计算产泥 量时,只考虑了BOD和SS的影响,未考虑COD的 影响,当C/B2. 2时,只要BOD相同,不同COD情 况下可得到相同的产泥量;同样,在按ATV附录方 法计算产泥量时,只考虑了COD和SS的影响,未考 虑BOD的影响,当C/B 2. 2时,只要COD相同,不 同BOD的水质下也会得出相同的产泥量。不过这 种缺陷并不影响它们的应用,因为对于实际工程来 说,污水水质本来就是不断变化的,计算的产泥量是 一个近似的数值,不可能也没有必要计算得非常精 确,近似的数值已能满足工程上的要求。基于这种
12、观点,笔者根据自身设计实践的体会,在上述两种计 算产泥量方法的基础上,推荐一种更为简便的污水 84 第24卷 第18期 中 国 给 水 排 水 www. watergasheat . com 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. C/B 2. 2时的产泥量计算方法。 这种方法的要点是:对于C/B 2. 2的污水,将 COD按C/B =2. 2换算为计算用BODi,即BODi= CODi/2. 2,然后代入式 (1) , 则式(1)变为: Y=0. 75 +0. 6 S
13、Si BODi - 0. 80. 170. 75 c1. 072 (T - 15) 1 +0. 17 c1. 072 (T - 15) 即Y=0. 75 +0. 6 SSi CODi/2. 2 - 0. 80. 170. 75 c1. 072 (T - 15) 1 +0. 17 c1. 072 (T - 15) (3) 总产泥量计算公式也由式(2)变为: SSw=Q(BODi- BODe)Y =Q(CODi/2. 2 - BODe)Y(4) Y是根据BODi计算出的计算用产泥率。也可 不用BODi而直接用CODi/2. 2,如式(3)、(4)所示, 这一转换就是将式(1)、(2)按BODi计算
14、产泥率和 产泥量的公式变为式(3)、(4)按CODi计算产泥率 和产泥量的公式。 当C/B 2. 2时,这种简易方法吸收了ATV附 录方法中按COD计算产泥量的合理观点,产泥量随 CODi而变,不受BODi的影响;同时又利用了按 BOD计算产泥量的成熟经验公式,考虑了应该考虑 的因素,提高了计算过程的可信度。更主要的是这 种方法使产泥量的计算大大简化。 现以污水甲、 乙、 丙为例说明不同C/B值污水 采用不同产泥量计算方法结果的差异。污水甲、 乙、 丙的水质见表1。 表1 污水甲、 乙、 丙的水质 Tab. 1Wastewater quality 水质指标COD / (mgL - 1) BOD
15、 / (mgL - 1) C/B 污水甲5001503. 3 污水乙5002272. 2 污水丙3301502. 2 设处理水量Q= 10 000 m 3 /d,出水BOD5为20 mg/L,设计泥龄为10 d,设计水温为10,按不同 方法计算的产泥量见表2。从表2可以看出:ATV 附录法只考虑COD,不考虑BOD,污水甲、 乙的COD 相同,尽管BOD不同,产泥量也是一样的,但其结果 显然偏大。污水丙的COD低,故按ATV附录法计 算的产泥量低。 按简易法计算的污水甲与污水乙 产泥量相同,因为两者的COD相同,这符合ATV附 录法的基本计算原则,但其值比ATV附录法计算的 结果要小些,而与按
16、式(1)计算的结果一致或接近, 可以认为比较接近实际。 污水甲和污水丙的 BOD相同而COD不同,污水甲的C/B 2. 2,污水丙 的C/B =2. 2,污水甲不能按式(1)计算,只能按简 易法计算,污水丙既可按式(1)计算又可按简易法 计算,而且计算结果相等,当按简易法计算时,因为 是以COD为计算基础,污水甲和污水丙COD不同, 产泥量也自然不同,从这里可以看出简易法与式 (1)的区别。对于C/B 2. 2的污水,采用简易法比 采用式(1)显然更为合理。 表2 按不同方法计算的产泥量 Tab. 2Sludge production calculated by differentmethod
17、s 计算方法式(1)、(2)简易法ATV附录法 污水甲1 5861 9672 257 污水乙1 9671 9672 257 污水丙1 5861 5861 703 注: 污水甲C/B = 3. 3,已大大超出式(1)的应用范 围,计算结果不可信。假设污水甲的计算用 BODi取227 mg/L, C/B = 2. 2,符合式(1)、(3)的 限值 要 求,可 用 式( 3)计 算。 计 算 时,取 SCOD, inert, I AT= 0.1CCOD, I AT,XCOD, inert, I AT= 0. 25 XCOD, I AT,Xinorg, I AT=0. 25XSS, I AT。 4结论
18、 高C/B值污水的产泥量计算缺少简便有 效的方法,故推荐了简易计算方法,为高C/B值污 水产泥量的计算提供了工具。 简易计算方法吸收了传统产泥量计算方法 和ATV附录计算方法的合理因素,其计算结果具有 可信性。 简易计算方法所需基础数据简单易得,计 算过程方便,计算结果确定,有利于提高设计计算效 率。 参考文献: 1ATVDVWKA131E,单级活性污泥法污水处理厂设 计 S. E - ma il:zhou - dancemi . com. cn 收稿日期: 2008 - 05 - 29 94 www. watergasheat . com周 丹,等:高C/B值污水生化处理产泥量的简易计算方法第24卷 第18期