第２３卷第１０期２００７年５月中国给水排水
ＣＨＩＮＡＷＡＴＥＲ＆ＷＡ姗ＷＡＴＥＲＶ０１．２３Ｎｏ．１０Ｍａｖ２００７
帚零零攀祭攀琴零譬嗡麓户爨规范与标准毳破黾委怠％《挈《酰基忍ｓ鬯‰罄耐
活性污泥法需氧量计算方法的比较吴华明，涂敏（江苏东华市政工程设计有限公司，江苏南京２１０００８）
摘要：活性污泥法中需氧量的计算是工艺设计的重要内容，介绍了４种设计规范推荐采用的计算方法，并通过实例对计算结果进行了比较。根据各种需氧量计算方法的差异，提出了符合实际的需氧量计算公式，并建议对《室外排水设计规范》中需氧量的计算公式进行修正。关键词：污水处理；活性污泥法；需氧量计算中图分类号：Ｘ７０３．１文献标识码：Ｃ文章编号：１０００—４６０２（２００７）１０—００８５—０３
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓｏｆＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄｆｏｒＡｃｔｉｖａｔｅｄＳｌｕｄｇｅＰｒｏｃｅｓｓＷＵＨｕａ—ｍｉｎｇ，ＴＵＭｉｎ
（ＴｏｗｎｗａｔｅｒＭＥＤＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｔｅｎｔｉｎｄｅｓｉｇｎｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅ
ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｏｕｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｄｅｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅ
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活性污泥法是目前城市污水处理常用的工艺，需氧量计算是该工艺设计的重要内容，其结果不仅影响污水厂曝气设施的配置及其电耗，还对污水厂的运行效果产生较大影响。在城市污水厂的设计过程中，采用不同的需氧量计算方法，其结果差异较大，因此有必要对活性污泥法的需氧量计算进行探讨，以寻求符合工程实际情况的计算方法。１需氧量计算方法１．１方法一
《室外排水设计规范》（ＧＢ５００１４－－２００６）中的６．８．２指出，根据ＢＯＤ，的去除量、氨氮的硝化及脱氮等要求，生物反应池中好氧区的污水需氧量宜按下式计算：０２＝０．００１ａＱ（Ｓｏ—Ｓ。）一ｃＡＸｖ＋ｂ［０．００１Ｑ（Ⅳｋ一Ⅳｋ。）一０．１２ＡＸｖ］一０．６２ｂ［０．００１Ｑ（Ⅳ。一Ⅳｋｅ—Ａ－。）一０．１２ＡＸｖ］（１）ＡＸｖ＝ｙＬＱ黹（２）式中０：——污水需氧量，ｋｇＯ：／ｄＱ——生物反应池的进水流量，ｍ３／ｄ｜ｓ。——生物反应池的进水ＢＯＤ，，ｍｇ／Ｌ５。——生物反应池的出水ＢＯＤ，，ｍｇ／ＬⅣｋ——生物反应池的进水总凯氏氮浓度，ｍｇ／ＬⅣ。。——生物反应池的出水总凯氏氮浓度，ｍｇ／ＬⅣｔ——生物反应池的进水总氮浓度，ｍｇ／ＬⅣ。。——生物反应池的出水硝态氮浓度，
－８５－ 万方数据第２３卷第１０期中国给水排水、＾ｎⅢ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｒｎ
仅——碳的氧当量，当含碳物质以ＢＯＤ，计算时取１．４７ｂ——常数，氧化每ｋｇ氨氮需氧量，取４．５７ｃ——常数，细菌细胞的氧当量，取１．４２ＡＸ。——排出生物反应池系统的微生物量，ｋｇ／ｄ０．１２ＡＸ。——排出生物反应池系统的微生物中含氮量，ｋｇ／ｄ一——污泥总产率系数，ｋｇＭＬＳＳ／ｋｇＢＯＤ５Ｙ——ＭＬｓＳ中ＭＬＶＳＳ所占比例１．２方法二《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》（ＣＥＣＳ１４９：２００３）推荐的需氧量计算公式与《室外排水设计规范》（ＧＢ５００１４－－２００６）中的相同，但对排出系统的微生物量ＡＸ。的计算不同。该规程中ＡＸ。的计算公式如下：蝎＝帮卜嚣］（３，式中．厂——污泥产率修正系数，通过试验确定，无试验条件时取Ｏ．８～０．９ｙｈ——异养菌产率系数，取０．６ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ５工——温度修正系数，取１．０７２‘”１５’ｂ。——异养菌内源衰减系数，取０．０８ｄ一０．——反应池设计泥龄，ｄ１．３方法三《给水排水设计手册》（第５册）中推荐的曝气池需氧量计算公式如下：ＡＯｂ＝ｎ＋詈（４）式中ＡＯｂ——去除每ｋｇＢＯＤ５的需氧量，ｋｇＯ：／ｋｇ—ＢＯＤ５Ⅱ——氧化每ｋｇＢＯＤ，的需氧量，一般取０．４２～０．５３ｋ９０２／ｋｇＢＯＤ５６——污泥自身氧化需氧率，一般取０．１１～０．１９ｋ９０２／（ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ）Ｆ。——污泥负荷，ｋｇＢＯＤ５／（ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ）１．４方法四德国废水工程协会（ＡＴＶ）Ａ１３１技术规范中，需氧量的计算包括分解碳化合物的耗氧量和氧化含氮化合物的耗氧量。分解碳化合物的耗氧率（ＯＫ）与设计水温及泥龄有关，设计水温越高则泥龄越长，分解碳化合物的耗氧率越大。氧化含氮化合物的耗氧率（０Ｋ）可根据设计出水的ＮＯ；一Ｎ浓度和反硝化的氮量计算得出。该技术规范提出的需氧量计算公式如下：０。＝０Ｋ＋ＤＫ（５）。ｖｃ－罴鼍＋ｏ．５㈤Ｄ‰：塑警
（７）式中Ｏ。——所需供氧率，ｋ９０２／ｋｇＢＯＤ，Ｚ——温度修正系数，取１．０７２“’１５’ＤＫ——氧化碳化合物耗氧率，ｋｇＯ：／ｋｇＢＯＤ，Ｄ¨——氧化含氮化合物耗氧率，ｋｇＯ：／ｋｇＮＨ３一ＮⅣ０。——出水硝态氮浓度，ｍｇ／ＬⅣ。。——被反硝化的硝态氮，ｍｇ／Ｌ２需氧量计算的实例比较某城市污水处理厂设计水量为５×１０４ｉｎ３／ｄ，设计进水ＢＯＤ５为２００ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一Ｎ为３０
ｍｇ／Ｌ，
ＴＫＮ为４０ｍｇ／Ｌ，ＳＳ为２５０ｍｇ／Ｌ；出水水质执行《城
镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８－－２００２）中的一级Ｂ标准。处理工艺为活性污泥法，无初沉池。主要设计参数：污泥负荷为０．１２ｋｇＢＯＤ，／
（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ），污泥龄为１０ｄ，设计水温为１０℃。
主要计算参数取值：ｙｔ＝１．０ｋｇＭＬＳＳ／ｋｇＢＯＤ５，Ｙ＝
０．７，厂＝０．９，ｙｈ＝０．６ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ５，ｂｈ＝０．０８ｄ～；
方法三中口＝０．５ｋ９０２／ｋｇＢＯＤ５，ｂ＝０．１５ｋ９０２／
（ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ）。该污水厂采用鼓风曝气，应将标准状态下的污
水需氧量换算成标准状态下的供气量，换算公式为：Ｏｓ＝１．５０２（８）Ｄ。Ｇｓ＝—土
（９）０２８Ｅ
ｓ－．
Ｌ，
式中Ｇ。——标准状态下的供气量，ｍ３／ｄ０。——标准状态下的清水需氧量，ｋｇＯ：／ｄ冒。——曝气器氧利用率，取１８％将以上数据代入４种方法的计算公式中，结果如表１所示。由表ｌ可知，采用方法一计算需氧量，其结果是
·８６· 万方数据ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ吴华明，等：活性污泥法需氧量计算方法的比较第２３卷第１０期方法四的１／２，而方法二和方法三的计算结果基本相同，符合实际工程中的需氧量。但方法三中计算参数的取值范围较大，不同的参数取值对计算结果的影响较大，且该方法未考虑硝化及反硝化对需氧量的影响。表１４种方法的需氧量计算结果Ｔａｂ．１Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ污水需氧量标准状态清水去除单位ＢＯＤ，的项目／（ｋ９０２需氧量／气水比．ｄ一１）（ｋ９０２·ｄ。）（Ｇ。／Ｑ）需氧量／（ｋｇＯ：·ｋｇ～ＢＯＤ５）方法一７４５０１１１７５４．４３Ｏ．８３方法二１２３６５１８５４８７．３６１．３７方法三１２３７５１８５６３７．３７１．３８方法四１４８１０２２２１５８．８２１．６５３需氧量计算方法的探讨方法一及方法二推荐的需氧量计算公式为理论推导，具有普遍实用性。方法三和方法四为经验公．式。由于排出系统的微生物量通常以ＭＬＶＳＳ表示，而ＭＬＶＳＳ由微生物细胞量、进水中不可降解的有机物量（一般为进水ＶＳＳ的２０％～４０％）及内源代谢分解的残留物三部分组成。因此，方法一中计算得出的ＡＸ。并不能完全代表排出系统的微生物量，以式（１）计算得出的需氧量结果明显偏小。方法二中排出系统微生物量的计算公式虽然也为理论推导式，但考虑了污水特点和温度的影响，并对其进行了修正，故计算结果较为理想、可靠。由于活性污泥中自养菌所占比例较小，可忽略不计，因此微生物产率系数采用异养菌产率系数，以ｙｈ表示。ｙｈ的取值范围：规程（ＣＥＣＳ１４９：２００３）推荐取值为０．６，规范（ＧＢ５００１４－－２００６）为０．４～０．８；ｙｈ的典型值为０．６—０．７５。污泥产率系数或称污泥净产率系数，以ｌ，表示。该值随内源衰减系数（泥龄、温度等因素的函数）及泥龄的变化而变化，可表示为：ｙ＝击（１０）污泥总产率系数以ｙｔ表示，指折算成每去除１ｋｇＢＯＤ，实际产生的污泥量，包括进水中的无机物及·８７·不可生物降解有机物产生的污泥量。在规程（ＣＥＣＳ１４９：２００３）推荐的ＡＸ。计算公式中，如果忽略水温和水质特点的修正系数，即令ｆ＝１、工＝１，此外考虑到式中０．９也为修正系数，故取值为１，则式（３）可简化为：△Ｘｖ－嗥≠击㈣，
将实例中的数据代人式（１１），计算得出的气水比为７．６３，这与式（３）的计算结果接近，也较符合实际工程的需氧量。按《室外排水设计规范》（ＧＢ５００１４－－２００６）中采用的符号进行统一，则式（１１）变为：蝎＝等≯击
ｍ，
４结论及建议①采用《室外排水设计规范》（ＧＢ５００１４—２００６）推荐的需氧量计算公式，其结果明显偏小，不符合工程实际。②建议活性污泥法需氧量计算采用《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》（ＣＥＣＳ１４９：２００３）
推荐的公式。③建议对规范（ＧＢ５００１４－－２００６）中推荐的
公式进行修正，采用ＡＸｖ－哔≯志的计
算结果比较符合工程实际。参考文献：［１］ＧＢ５００１４－－２００６，室外排水设计规范［ｓ］．
［２］ＣＥＣＳ１４９：２００３，城市污水生物脱氮除磷处理设计规程［Ｓ］．［３］北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册（第５册）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００４．［４］ＡＴｖＤＫ６２８．３５６：６２８．３２００１．２（０８３），５０００人口当量以上的单级活性污泥法污水处理厂的设计［ｓ］．
电话：（０２５）８３１９７７７３Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕａｍｉｎｇｗｕ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ通讯地址：２１００３６南京市通江路１６号中北集团大厦收稿日期：２００６一１２～２１