活性污泥法中污泥产率的计算

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1、活性污泥法中污泥产率的计算吴凡松　　　　　　　　　　　　彭永臻（中国市政工程华北设计研究院）（北京工业大学环境与能源工程学院）　　提　要：根据IAWQ活性污泥模型确定的原理，推导出活性污泥系统中污泥产率的计算公式，并通过实例验证，当系统中设置初沉池或不设初沉池时应采用不同的计算公式。　　关键词：IAWQ活性污泥模型ATVA131标准污泥产率初沉池引言　　文中的污泥产率是指污泥的净产率，而非表观产率，它是生物处理系统产生的污泥量(MLSS)与进入生物系统的BOD5数量的比值。对于按泥龄法设计的活性污泥系统，污泥产率是最重要的设计参数之一。在泥龄和MLSS浓度确定的情况下，按照以下公式即可

2、计算出生物池容积：　　　　　V=Q·BOD5·Yt·θc／X　　式中：Q——生物处理系统设计流量，m3／d；　　　　　BOD5—进入生物处理系统的BOD5浓度，kg／m3；　　　　　Yt——污泥产率，kgMLSS／kgBOD5；　　　　　θc——泥龄，d；　　　　　　X——混合液悬浮固体（MLSS）浓度，g／L；　　设计中污泥产率通常按公式法求算，有时也可按经验选取。1　污泥产率公式的推导　　关于活性污泥产率的计算方法，可依据IAWQ活性污泥模型进行推导。该模型中有机物和污泥挥发性组分均采用COD作为计量参数，考虑到习惯性问题和实用化，这里仍采用BOD5作为可生物降解有机物的计量参数，

3、采用SS或VSS作为污泥的计量参数。对于特定污水，这些参数与COD之间存在定量换算关系。　　（1）根据IAWQ活性污泥模型确定的原理，来自进水中的固定性悬浮固体（FSS）和不可生物降解VSS将全部截留在活性污泥絮体内，由此产生的污泥量（XI）可由下式求得：　　　　　　XI=Q·SS·（1-fV+fV·fNV）（1）　　式中：fV——进水SS中挥发份所占比例，我国城市污水典型实测值为0.5～0.65；　　　　　fNV——进水VSS中不可好氧生物降解部分所占比例，典型值为0.2～0.4。　　　　　SS——进入生物处理系统的SS浓度，kg／m3；　　（2）活性污泥中的活性部分包括异养微生物和

4、自养微生物。异养微生物（XB·H）由可生物降解有机物转化而来，其产生量为：　　　　　　　　XB·H=Q·BOD5·YH/（1+Θc·bH）（2）　　式中：YH——异养微生物产率系数kgVSS/kgBOD5，典型取值范围0.6～0.75　　　　　bH——异养微生物内源衰减系数，15℃时取值0.08d-1，温度系数1.072。　　如有硝化发生，可用下式求算硝化菌量（自养菌XB·A）　　　　　　　　XB·A=Q·TKN·YA/（1+Θc·bA）（kgVSS/d）（3）　　式中：TKN——在生物处理系统中，通过硝化作用去除的TKN浓度，kg/m3。　　　　　YA——硝化菌的产率系数，0.1kg

5、VSS/kgNH333-N　　　　　bA——硝化菌衰减系数，20℃时取值0.04d-1，温度修正系数1.03　　（3）微生物进入内源呼吸状态后产生的内源衰减残留物含量（XP），由下式求得：　　　　　　　　Xp=fp·bHΘc·XB·H(kgVSS/d)（4）　　式中：fp——微生物体不可生物降解部分所占比例　　忽略微生物体的无机成份含量和硝化菌的内源残留物含量，生物处理系统的活性污泥产量XT为：　　　　　　　　XT=XI+XB·H+XB·A+XP（5）　　由于XB·A数值较小，XB·A/XT=2～3%，可以忽略，则　　　　　　　　XT=XI+XB·H+XP（6）　　把(1)、(2)、(

6、4)式代入(6)式得：　　　　　　　　XT=Q.SS.(1-fv+fv.fNV)+(1+fp.bH.θc)[(Q.BOD5.Yh)/1+θc.bH（7）　　用进水BOD5总量除XT，可得到单位BOD5去除所产生的活性污泥量，即　　　　　　　　Yt=(1+fp.bH.θc([YH/1+θc.bH)]+[SS/BOD5](1-fv+fv.fNV)（8）　　对（8）式右边第一项进行变形得：　　　　　　　　（1+fp.bH.θc）［YH/（1+θc.bH)]=YH-[(1-fp)θc.bH.YH]/(1+θc.bH)　（9）　　（8）式变为：　　　　　　　　　（10）　　根据经验，fp=0.1

7、，bH=0.08×1.072T-15，YH=0.6，因此，(10)式变为：　　　　　　　　　（11）　　若令1-fV+fV·fNV=0.6，则（11）式变为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（12）　　该式即为德国水污染控制联合会推荐的污泥产率计算公式(ATVA131标准)，在设计的前期阶段可用于估算系统的污泥产率。2　问题与讨论33　　从(11)式可以看出，系统污泥产率与温度和泥龄相关，温度升高、泥龄增大，微生物分解加剧，从而导致污泥产