A2O生物反应池池容计算方法探析

A2O生物反应池池容计算方法探析

作者：黄文升

来源：《现代营销·营销学苑》2012年第02期

摘要：本文通过对不同规范A2O生物反应池池容计算方法的分析，提出了在实际工程设计时应当避免的计算误区。

关键词：A2O 脱氮除磷生物反应池池容缺氧区厌氧区好氧区

A2O工艺是近几年生活污水处理厂设计中普遍采用的工艺之一，特别是在各地方环保部门要求处理水质由“一级B”提升至“一级A”的背景下。A2O生物反应池作为该工艺的核心处理构筑物，根据不同的处理要求，池容计算也有所不同。笔者在此根据在实际工程设计中得到的一些体会，对具有脱氮、除磷功能的A2O生物反应池池容计算做一探讨。

1.A2O生物反应池计算规范的选用

A2O生物反应池包括缺氧区、厌氧区和好氧区三部分，具有同时脱氮、除磷的功能。目前针对A2O生物反应池的计算，现行的《室外排水设计规范》GB50014-2006和《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》CECS149:2003均做了较为详细的规定。这两本规范（规程）都是由上海市政工程设计研究院负责主编的，除了在缺氧池容积的计算方面略有差异外，其余的计算公式和机理基本相同。从实际工程设计来看，《室外排水设计规范》（以下简称《排水规范》）的计算公式更为简洁、明了，使用起来更为方便。

2.A2O生物反应池关键参数的选取

本文按A2O生物反应池进水水质满足同时脱氮、除磷的要求来探讨各项关键参数的取值。在实际工程计算中，关键参数包括：BOD5污泥负荷率（Ls）、污泥浓度（X）、污泥龄（θc）、水力停留时间（HRT）和污泥回流比（R）。

(1)BOD5污泥负荷率（Ls）

BOD5污泥负荷率是生物反应池计算中最为关键的控制参数之一，它与污泥浓度（X）的关系非常密切，是影响反应池容积的主要因素。在进水条件不变的情况下，污泥负荷率越小、反应池容越大、污泥浓度相应较小；反之，反应池容小、污泥浓度大。《排水规范》推荐污泥

负荷率取值0.1~0.2kgBOD5/（kgMLSS·d）。一般来说，进水BOD5含量较高时，取较高值；反之，取低值。

(2）污泥浓度（X）、污泥回流比（R）

污泥浓度是指生物反应池内混合液悬浮物固体平均浓度，它是反应池处理能力的表征参数，它与反应池池容呈反比。该值与二沉池回流污泥浓度（Xv）、污泥回流比（R）有以下公式关系：[XRXV(1+R)]

《排水规范》推荐污泥浓度X取值2.5~4.5g/l。在工程设计计算中，X、Xv和R都可以事先选定任意两个来推算另外一个。但需要注意的是，回流污泥浓度Xv的取值应符合工程实际情况。根据二沉池污泥沉降特点，一般来说，正常运行情况下的Xv最大值大约在

12000mg/l。根据污泥特性和运行方式的不同，Xv取值6000~10000mg/l，R取值0~150%，可以通过这两个值来初步判读X取值的否合理性。

(3)污泥龄（θc）

污泥龄是指活性污泥在生物反应池中的平均停留时间。该参数不宜过大，也不应太小。污泥龄太大，极易造成大面积“死泥”，污泥上浮，反应池处理能力下降，甚至丧失；污泥龄过小，硝化不完全，影响COD的去除效果。《排水规范》推荐取值11~23（d）。

(4)水力停留时间（HRT）

水力停留时间是指污水进入生物反应池到流出的时间间隔。它由缺氧区水力停留时间、厌氧区水力停留时间和好氧区水力停留时间三部分组成。由于厌氧区的主要作用是“释磷”，根据聚磷菌的生理特性，一般“释磷”时间不大于2hr；而缺氧区和好氧区的停留时间都与硝化和反硝化的效果相关。《排水规范》推荐反应池总水力停留时间为7~14hr，其中厌氧区停留时间为1~2hr，缺氧区停留时间为0.5~3hr。

3.A2O生物反应池池容计算方法

A2O生物反应池池容计算的方法比较多，常用的包括污泥负荷率法、污泥龄法和水力停留时间法。针对生物反应池不同区的情况可以采用不同的计算方法，而选用何种方法的原则取决于哪种方法更接近于实际运行状况以及哪些参数更易于实际调控。

(1)缺氧区

缺氧区容积常用的有两种计算方法：污泥负荷率法和污泥龄法。由于水力停留时间法更多的是一种经验数值法，最大的问题就是其忽略了水质差异以及微生物数量和活性对处理水质的影响，可以作为粗略计算方法使用，在工程初步设计和施工图设计阶段极少采用。

1）按污泥负荷计算：

V缺=[24Q(S0-Se)1000LSX]（m3）

Q——生物反应池的设计流量（m3/h）；

So——生物反应池进水五日生化需氧量（mg/l）；

Se——生物反应池出水五日生化需氧量（mg/l）（当去除率大于90%时可不计入）。

2）按污泥龄计算：

V缺=[24QYθC(S0-Se)1000x'(1+Kdθc)]（m3）

Y——污泥产率系统（kgVSS/kgBOD5），宜根据试验资料确定，无试验资料时，一般取0.4~0.8；

X’——生物反应池內混合液挥发性悬浮物固体平均浓度（gMLVSS/L）；

Kd——衰减系数（d-1）,20℃的数值为0.04~0.075

(2)厌氧区

厌氧区最常用的方法是水力停留时间法，由于该区功能单一，即进行充分“释磷”，而“释磷”时间目前已经具有可靠的经验数据，完全可以满足工程实际运行需要，具体计算公式如下：

V厌=[TPQ24]（m3）

Tp——厌氧区水力停留时间，一般取1.0~2.0hr。

好氧区

好氧区要完成“硝化”和“吸磷”功能，其容积的计算公式如下：

V好=[Q(S0-Se)θcoYt1000X]（m3）

[θco=FKn+Na0.47Nae0.098(T-15)]

（d）

[θco]——好氧区设计污泥泥龄（d）；

F——安全系统，取1.5~3.0；

0.47——15℃时硝化细菌最大比生长速率（d-1）；

Na——生物反应池中氨氮浓度（mg/l）；

Kn——硝化作用中氮的半速率常数（mg/l），是硝化细菌比生长速率等于硝化细菌最大比生长速率一半时的氮的浓度，其典型值为1.0mg/l；

T——设计温度（℃）；

4 .结束语

对于一个构筑物来说，工程理论计算的方法很多，但如何选择计算方法、如何选取合适的参数，对于工程设计至关重要。为了避免出现设计偏差，采用多方法、多参数的相互效验计算是极为有效的手段。另外，对于参数间的相互效验，特别是具有内在联系，但在工程中为便于使用，采用经验取值的参数，更需要慎重。