利用COD指标进行活性污泥法系统的设计.doc

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1、利用COD指标进行活性污泥法系统的设计朱明权(Schueffl&ForsthuberConsulting)　　摘　要　阐述了利用COD指标进行活性污泥法系统设计的主要思想和过程，并建立一套用于硝化和反硝化的活性污泥法COD设计方法。大量实际运行结果表明，利用该法对系统剩余污泥量和耗氧量以及活性污泥的组成计算所得的结果要较传统的BOD5方法更为精确。　　关键词　COD　活性污泥法　设计　剩余污泥量　需氧量　硝化　反硝化　　活性污泥法是目前废水生物处理的最主要方法，长期以来活性污泥法均根据污水处理厂的进、出水BOD5指标进行设计。由于BOD5指标测定精度低、费时耗力

2、、其值也仅仅反映部分较易降解的有机物含量，故利用BOD5指标不能对整个处理系统建立物料平衡。随着污水处理厂处理要求的不断提高，活性污泥法系统的设计污泥龄将逐渐提高，故难降解和部分颗粒性有机物的水解程度也将有所提高，污水处理厂中实际所降解的有机物含量明显高于进水BOD5所反映的含量。与之相比，COD指标测定简单、精度高且具可比性，能反映污水中所含的全部有机物，故利用COD指标可以进行物料衡算。　　虽然COD指标不能说明污水中有机物的生物可降解性，但对污水厂出水或将水样和活性污泥经混合后进行较长时间曝气所得过滤液的COD以及对活性污泥增殖情况进行分析，可以基本反馈入

3、流污水COD中可降解和难降解物质的含量比例，这就为利用COD指标进行污水厂的设计和运行提供了可能。据此，国际水质协会(IAWQ)所建立的活性污泥1号和2号动态模型也均采用COD指标为基础。随着现代分析技术的飞速发展，快速COD测定方法以及在线COD测定仪(on-line)不断应用，对进水COD各个组分的分析技术及其在活性污泥法系统中动力学转化机理的认识不断提高，尤其是活性污泥法过程动态模拟方法不断普及，可以认为利用COD指标进行活性污泥法系统的设计将呈不断上升的趋势。1　活性污泥法的COD设计方法1.1　进水水质组成及其转化过程　　在利用COD指标进行活性污泥法

4、系统设计前，应首先对进水水质进行分析。主要包括测定水样经混合后的总COD浓度、水样经过滤后(滤纸孔隙直径为0.45μm)滤液的COD浓度(即水样的溶解性COD浓度)、SS和VSS、进水氮和磷浓度等。　　一般城市污水的水质组成及其在活性污泥法系统中的转化过程如图1所示。　　根据图1，进水总COD和各个组分之间的关系可用下式表示：　　　CODt=CODs+CODp=CODsb+CODsub+CODpb+CODpub+XHo　　　(1)式中　CODt　——进水有机物总量　　　CODs——进水溶解性COD　　　CODp——进水颗粒性COD　　　CODsb——可降解溶解性

5、COD　　　CODpb——可降解颗粒性COD　　　CODsub——不可降解溶解性COD　　　CODpub——不可降解颗粒性COD　　　XHo——异养微生物　　进水中包含有溶解性和颗粒性有机物质。在CODs中，CODsb一般可以为异养微生物直接利用而使微生物得到增殖；CODsub在整个处理过程中保持不变而将随出水流出系统。图1　城市污水的水质组成及其在活性污泥法系统中的转化过程　　对于运行效果良好的低负荷污水厂(如硝化污水厂)，污水中可降解的有机物已经得到较为完全的去除，出水中残余的溶解性有机物可以认为基本上是由进水中的溶解性不可降解有机物所引起，故从运行良好的污

6、水厂的出水溶解性COD值(扣除出水中颗粒性悬浮固体所引起的COD)基本上可以估计进水中不可溶解性COD含量。对于新建污水厂，可以将原污水和活性污泥(取自于类似水质的污水厂)混合后经长时间曝气，当泥水混合液的过滤液COD浓度不再变化时测定其过滤液的COD浓度，藉此估计进水中的溶解性不可降解有机物含量。　　根据大量研究，一般以生活污水为主的城市污水中CODsub含量为30～50mgCOD/L左右。为方便计，进水CODsub浓度可用其所占进水总COD的比例fus求得：　　　CODsub=fus.CODt　　　(2)　　一般城市污水的fus值为5％～10％左右。根据所求

7、得的CODs浓度值和进水CODsub即可求得进水CODsb浓度：　　　CODsb=CODs-CODsub　　(3)　　在实践上如缺乏CODs数据，也可根据进水中的SS和VSS浓度估计原污水的CODp，然后根据CODt浓度值求得CODs。对于一般城市污水，VSS浓度所占比例fvs=VSS/SS在0.7～0.8左右，VSS所产生的CODp可由下式求得：　　　CODp=fcv.VSS　　　　(4)　　一般城市污水的fcv值在1.48mgCOD/mgVSS左右。　　进水中的颗粒性物质分为有机和无机颗粒物，颗粒性有机物可再分为可降解、不可降解和微生物三个部分。CODpub

8、可根据其占进水总COD的