周雹（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院）
　周丹（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院）

　　活性污泥工藝是城市污水處理的主要工藝，它的設(shè)計(jì)計(jì)算有三種方法：污泥負(fù)荷法、泥齡法和數(shù)學(xué)模型法，三種方法在操作上難易程度不同，計(jì)算結(jié)果的精確度不同，直接關(guān)系到設(shè)計(jì)水平、基建投資和處理可靠性，正因?yàn)槿绱?，?guó)內(nèi)外專家都在進(jìn)行大量細(xì)致的研究，力求找出一種精確度更高而又便于操作的計(jì)算方法。筆者根據(jù)自己的實(shí)踐體會(huì)，對(duì)活性污泥工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行探討，與同行們商榷。

　　1　污泥負(fù)荷法

　　這是目前國(guó)內(nèi)外最流行的設(shè)計(jì)方法，我國(guó)的規(guī)范、手冊(cè)，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)及日本等國(guó)目前也多采用這種方法。幾十年來(lái)，運(yùn)用污泥負(fù)荷法設(shè)計(jì)了成千上萬(wàn)座污水處理廠，充分說(shuō)明它的正確性和適用性。但另一方面，這種方法也存在一些問(wèn)題，甚至是比較嚴(yán)重的缺陷，影響了設(shè)計(jì)的精確性和可操作性。
　　污泥負(fù)荷法的計(jì)算式為：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）

　　 式中：V－曝氣池容積（m³）
　　　　　　L_j－曝氣池進(jìn)水BOD濃度（mg/L）
　　　　　　Q－曝氣池設(shè)計(jì)流量（m³/h）
　　　　　　F_w－曝氣池污泥負(fù)荷（kgBOD/kgMLSS·d）
　　　　　　N_w（即MLSS）－曝氣池混合液懸浮固體平均濃度（kg/ m³）
　　　　　　F_r－曝氣池容積負(fù)荷（kgBOD/ m³池容·d）
　　污泥負(fù)荷法是一種經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法，它的最基本參數(shù)Fw和Fr是根據(jù)曝氣的類別按照以往的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，由于水質(zhì)千差萬(wàn)別和處理要求不同，這兩個(gè)基本參數(shù)的設(shè)定只能給出一個(gè)較大的范圍，我國(guó)規(guī)范對(duì)普通曝氣推薦的數(shù)值為：
　　F_w=0.2-0.4 kgBOD/kgMLSS·d
　　F_r=0.4-0.9 kgBOD/ m³池容·d
　　可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很寬，如果其他條件不變，選用最小值算出的曝氣池容積比選用最大值時(shí)的容積大一倍或一倍以上，基建投資也就相差很多，在這個(gè)范圍內(nèi)取值完全憑經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)較少的設(shè)計(jì)人來(lái)說(shuō)很難操作，這是污泥負(fù)荷法的一個(gè)主要缺陷。
　　污泥負(fù)荷法的另一個(gè)問(wèn)題是容易混淆。我國(guó)規(guī)范中污泥負(fù)荷F_w的單位是kgBOD/kgMLSS·d，但有的地方則是kgBOD/kgMLVSS·d，我國(guó)設(shè)計(jì)手冊(cè)中就是這樣，美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)也是用這個(gè)單位。這兩種單位相差很大，MLSS是包括無(wú)機(jī)懸浮物在內(nèi)的污泥濃度，MLVSS則只是有機(jī)懸浮固體濃度，對(duì)于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果單位用錯(cuò)，算出的曝氣池容積將差30％。這種混淆并非不可能，我國(guó)手冊(cè)中推薦的普通曝氣F_w為0.2-0.4kgBOD/ kgMLVSS·d，其數(shù)值和規(guī)范完全一樣，但單位確不同了。設(shè)計(jì)中也經(jīng)常遇到這樣的問(wèn)題，不知究竟用哪個(gè)單位好，特別是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足時(shí)更是無(wú)所適從。
　　污泥負(fù)荷法還有一個(gè)問(wèn)題是針對(duì)性不強(qiáng)。近年來(lái)污水脫氮提上日程，當(dāng)污水要求硝化、反硝化時(shí)，F(xiàn)_w、F_r取多少合適？這給設(shè)計(jì)人增加了難度，也影響了設(shè)計(jì)的精確性和可靠性。
　　污泥負(fù)荷法最根本的問(wèn)題是沒(méi)有考慮到污水水質(zhì)的差異。對(duì)于生活污水來(lái)說(shuō)，SS和BOD濃度大致有數(shù)，MLSS與MLVSS的比值也大致差不多，但結(jié)合各地的實(shí)際情況就大不相同。我國(guó)城市一般都有大量工業(yè)，城市污水一般包含50％甚至更多的工業(yè)廢水，因而污水水質(zhì)差別很大，有的SS、BOD高達(dá)300－400mg/L，有的則低到不足100mg/L，有的污水SS/BOD高達(dá)2以上，有的SS比BOD還低。污泥負(fù)荷是以MLSS為基礎(chǔ)，其中有多大比例的有機(jī)物反映不出來(lái)，對(duì)于相同規(guī)模相同工藝相同進(jìn)水BOD濃度的兩個(gè)廠，按污泥負(fù)荷法計(jì)算曝氣池容積是相同的，但當(dāng)SS/BOD差異很大時(shí)，MLVSS也相差很大，實(shí)際的生物環(huán)境就大不相同，處理效果也就明顯不同了。
　　綜上所述，污泥負(fù)荷法有待改進(jìn)。因此，國(guó)際水質(zhì)污染與控制協(xié)會(huì)（IAWQ）組織各國(guó)專家，于1986年首次推出活性污泥一號(hào)模型（簡(jiǎn)稱ASM1），1995年又推出活性污泥二號(hào)模型（簡(jiǎn)稱ASM2），數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)法正式面世。

　　2　數(shù)學(xué)模型法

　　活性污泥工藝是污水生物處理過(guò)程，它遵循有機(jī)物降解和微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，在這方面已有相當(dāng)深入的研究和較完善的理論體系，數(shù)學(xué)模型法正是建立在這個(gè)理論體系上，運(yùn)用生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式，模擬污水廠的真實(shí)運(yùn)行情況，給出必要的前提條件及假設(shè)，建立數(shù)學(xué)矩陣，設(shè)計(jì)時(shí)只需確定與該工程相吻合的動(dòng)力學(xué)系數(shù)和化學(xué)常數(shù)，就可解出數(shù)學(xué)方程，得出所需的各種設(shè)計(jì)參數(shù)。采用這種方法，不僅能優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)水平和效率，還可優(yōu)化已建成污水廠的運(yùn)行管理，開(kāi)發(fā)新的工藝，這是污水處理設(shè)計(jì)的本質(zhì)的飛躍，它擺脫了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，嚴(yán)格遵循理論的推導(dǎo)，使設(shè)計(jì)的精確性和可靠性顯著提高。在活性污泥一號(hào)模型推出后不久，歐美等國(guó)就研制出各種實(shí)用計(jì)算機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)了商品化，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)和運(yùn)行。
　　數(shù)學(xué)模型法在理論上是比較完美的，但在具體應(yīng)用上則存在不少問(wèn)題，這主要是由于污水和污水處理的復(fù)雜性和多樣性，即使是簡(jiǎn)化了的數(shù)學(xué)模式，應(yīng)用起來(lái)也相當(dāng)困難，從而阻礙了它的推廣和應(yīng)用。到目前為止，數(shù)學(xué)模型法在國(guó)外尚未成為普遍采用的設(shè)計(jì)方法，而在我國(guó)還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用于工程，仍停留在研究階段。
　　數(shù)學(xué)模型法的主要問(wèn)題是模型中有很多系數(shù)和常數(shù)，ASM1中有13個(gè)，ASM2中有19個(gè)，它們都需要設(shè)計(jì)人根據(jù)實(shí)際污水水質(zhì)和處理工藝的要求確定具體數(shù)值，其中多數(shù)要經(jīng)過(guò)大量監(jiān)測(cè)分析后才能得出，而且不同的污水有不同的數(shù)值，由于污水水質(zhì)多變，確定這些參數(shù)很困難，如果這些參數(shù)有誤，就直接影響到計(jì)算結(jié)果的精確性和可靠性。國(guó)外已經(jīng)提出了這些參數(shù)的數(shù)值，但我國(guó)的污水成分與國(guó)外有很大差別，特別是污水中的有機(jī)物成分差別很大，盲目套用國(guó)外的參數(shù)數(shù)值肯定是不行的，因此，要將數(shù)學(xué)模型法應(yīng)用于我國(guó)的污水處理設(shè)計(jì)，必須組織力量監(jiān)測(cè)分析各種污水水質(zhì)，確定有關(guān)參數(shù)，才有可能把數(shù)學(xué)模型實(shí)用化。然而，從我國(guó)目前情況看，數(shù)據(jù)分析和積累恰恰是最大的薄弱環(huán)節(jié)之一，我國(guó)已運(yùn)轉(zhuǎn)的城市污水處理廠有上百座，至今連一些最基本的數(shù)據(jù)都難以確定，更不用說(shuō)數(shù)學(xué)模型法所需的各種數(shù)據(jù)了，顯然，要在我國(guó)應(yīng)用數(shù)學(xué)模型法還需做大量的工作，還需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

　　3　泥齡法

　　3.1泥齡法的計(jì)算式
　　我國(guó)規(guī)范中提出了按泥齡計(jì)算曝氣池容積的計(jì)算公式：

　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （2）　　　　

　　 式中：Y－揮發(fā)性污泥產(chǎn)率系數(shù)（kgVSS/kgBOD）
　　　　　 L_ch－曝氣池出水BOD濃度（mg/L）
　　　　　 N_wv－曝氣池混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度（gVSS/L）
　　　　　 K_d－衰減系數(shù)（d^-1）
　　　　　θ_c－污泥泥齡（d）
　　 其余同前
　　規(guī)范對(duì)式中幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)提出了推薦值：Y=0.4-0.8（20℃，有初沉池）
　　K_d=0.04-0.075(20℃)
　　當(dāng)水溫變化時(shí)，按下式修正：
　　K_dt=K_d20×(θ_t)^t-20　　　　　　　　　　　　　　 （3）
　　式中：θ_t－溫度系數(shù)，θ_t=1.02～1.06
　　　　　θ_c值為：高負(fù)荷0.2～2.5，中負(fù)荷5～15，低負(fù)荷20～30
　　可以看出，它們的取值范圍都很寬，Y值的變化幅度達(dá)100%，K_d值的變化幅度達(dá)87.5%，θ_c值的變化幅度從50%到幾倍，實(shí)際計(jì)算時(shí)很難取值，很難操作，這也是泥齡法在我國(guó)難以推廣的原因之一。
　　為了使泥齡計(jì)算法實(shí)用化，筆者根據(jù)自己的設(shè)計(jì)體會(huì)，建議采用德國(guó)目前使用的ATV標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算公式，并對(duì)式中的關(guān)鍵參數(shù)取值結(jié)合我國(guó)具體情況適當(dāng)修改。實(shí)踐證明，按該公式計(jì)算概念清晰，特別便于操作，計(jì)算結(jié)果都能滿足我國(guó)規(guī)范的要求，不失為一種簡(jiǎn)單、可信而又十分有效的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。其基本計(jì)算公式為：

　　V=24QθcY(L_j-L_ch)/1000Nw　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （4）

　　 式中：Y－污泥產(chǎn)率系數(shù)（kgSS/kgBOD）
　　　　　其余同前
　　Q、L_j、L_ch是設(shè)計(jì)初始條件，反映原水水量，水質(zhì)和處理要求，在設(shè)計(jì)計(jì)算前已經(jīng)確定。
　　泥齡θ_c是指污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，其數(shù)值為：

　　θc=VN_w/W　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （5）

　　 式中： W－剩余污泥量（kgSS/d）

　　W=24QY(L_j-L_ch)/1000　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）

　　根據(jù)以上計(jì)算式，采用泥齡法設(shè)計(jì)計(jì)算活性污泥工藝時(shí)，只需確定泥齡θ_c，剩余污泥量W（或污泥產(chǎn)率系數(shù)Y）和曝氣池混合液懸浮固體平均濃度N_w（MLSS）即可求出曝氣池容積V。與污泥負(fù)荷法相比，它用泥齡θ_c取代污泥負(fù)荷F_w或F_r作為設(shè)計(jì)計(jì)算的最基本參數(shù)，與數(shù)學(xué)模型法相比，它只需測(cè)定一個(gè)污泥產(chǎn)率系數(shù)Y而不需測(cè)定13個(gè)或19個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)。
　　3.2　泥齡的確定
　　泥齡是根據(jù)理論同時(shí)又參照經(jīng)驗(yàn)的累積確定的，按照處理要求和處理廠規(guī)模的不同，采用不同的泥齡，德國(guó)ATV標(biāo)準(zhǔn)中單級(jí)活性污泥工藝污水處理廠的最小泥齡數(shù)值見(jiàn)表1。
　　表中對(duì)規(guī)模小的污水廠取大值，是考慮到小廠的進(jìn)水水質(zhì)變化幅度大，運(yùn)行工況變化幅度大，因而選用較大的安全系數(shù)。
　　泥齡反映了微生物在曝氣池中的平均停留時(shí)間，泥齡的長(zhǎng)短與污水處理效果有兩方面的關(guān)系：一方面是泥齡越長(zhǎng)，微生物在曝氣池中停留時(shí)間越長(zhǎng)，微生物降解有機(jī)污染物的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)有機(jī)污染

表1　　 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中活性污泥工藝的最小泥齡 處理目標(biāo) 處理廠規(guī)模 ≤5000m³/d ≥25000m³/d 無(wú)硝化污水廠 5 4 有硝化（設(shè)計(jì)溫度10℃） 10 8 有硝化、反硝化（10℃） V_D/V=0.2 12 10 V_D/V==0.3 13 11 V_D/V==0.4 15 13 V_D/V==0.5 18 16 有硝化、反硝化、污泥穩(wěn)定 25 不推薦

注：V_D/V為反硝化池容與總池容之比

　　染物降解越徹底，處理效果越好。另一方面是泥齡長(zhǎng)短對(duì)微生物種群有選擇性，因?yàn)椴煌N群的微生物有不同的世代周期，如果泥齡小于某種微生物的世代周期，這種微生物還來(lái)不及繁殖就排出池外，就不可能在池中生存，為了培養(yǎng)繁殖所需要的某種微生物，選定的泥齡必須大于該種微生物的世代周期，最明顯的例子是硝化菌，它是產(chǎn)生硝化作用的微生物，它的世代周期較長(zhǎng)，并要求好氧環(huán)境，所以在污水進(jìn)行硝化時(shí)須有較長(zhǎng)的好氧泥齡。當(dāng)污水反硝化時(shí)，是反硝化菌在工作，反硝化菌需要缺氧環(huán)境，為了進(jìn)行反硝化，就必須有缺氧段（區(qū)段或時(shí)段），隨著反硝化氮量的增大，需要的反硝化菌越多，也就是缺氧段和缺氧泥齡要加長(zhǎng)。上述關(guān)系的量化已體現(xiàn)在表1中。
　　無(wú)硝化污水處理廠的最小泥齡4－5天，是針對(duì)生活污水的水質(zhì)使處理出水達(dá)到BOD30mg/L和SS30mg/L確定的，這是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，就像污泥負(fù)荷一樣。
　　 有硝化的污水處理廠，泥齡必須大于硝化菌的世代周期，設(shè)計(jì)通常采用一個(gè)安全系數(shù)，以確保硝化作用的進(jìn)行，其計(jì)算式為：

　　θc=F/μ0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （7）

　　 式中：θc－－滿足硝化要求的設(shè)計(jì)泥齡（d）
　　　　　　F－－ 安全系數(shù)，取值范圍2.0-3.0，通常取2.3
　　　　　　1/μ₀－硝化菌世代周期（d）
　　　　　　μ₀－－硝化菌比生長(zhǎng)速率（1/d）
　　　　　　μ₀=0.47×1.103^（T-15）　　　　　　　　 （8）

　　 式中：T－設(shè)計(jì)污水溫度，北方地區(qū)通常取10℃，南方地區(qū)可取11-12℃

　　 代入式（8）：
　　μ₀=0.47×1.103^（10-15）=0.288/d
　　θ_c=2.3/0.288=7.99d
　　再代入式（7）：
　　計(jì)算所得數(shù)值與表1中的數(shù)值相符。
　　表1是德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，但它的理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累具有普遍意義，并不隨水質(zhì)變化而改變，因此筆者認(rèn)為可以在我國(guó)設(shè)計(jì)中應(yīng)用。
　　在污泥負(fù)荷法中，污泥負(fù)荷是最基本的設(shè)計(jì)參數(shù)，泥齡是導(dǎo)出參數(shù)，而在泥齡法中，泥齡是最基本的設(shè)計(jì)參數(shù)，污泥負(fù)荷是導(dǎo)出參數(shù)，兩者呈近似反比關(guān)系：

　　　θ_cF_w=L_j/(Y(L_j-L_ch))　　　　　　　　　　　　　　　　　　（9）

　　式中污泥產(chǎn)率系數(shù)Y是泥齡θ_c的函數(shù)。
　　3.3　污泥產(chǎn)率系數(shù)的確定
　　采用泥齡法進(jìn)行活性污泥工藝設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，準(zhǔn)確確定污泥產(chǎn)率系數(shù)Y是十分重要的，從式（4）中看出，曝氣池容積與Y成正比，Y直接影響曝氣池容積的大小。
　　式（6）給出了Y值和剩余污泥量W的關(guān)系，剩余污泥量是每天從生物處理系統(tǒng)中排出的污泥量，它包括兩部分：一部分隨出水排除，一部分排至污泥處理系統(tǒng)，其計(jì)算式為：

　　W=24QN_ch/1000+Q_sN_s　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（10）

　　式中：N_ch－出水懸浮固體濃度（mg/L）
　　　　　Qs－排至污泥處理系統(tǒng)的剩余污泥量（m³/d）
　　　　　Ns－排至污泥處理系統(tǒng)的剩余污泥濃度（kg/m³）
　　　　　其余同前

　　剩余污泥量最好是實(shí)測(cè)求得。從式（10）可以看出，對(duì)于正常運(yùn)行的污水處理廠，Q、N_ch、Q_s及N_s都不難測(cè)定，這樣就能求出W和Y。
　　問(wèn)題在于，設(shè)計(jì)時(shí)還沒(méi)有污水處理廠，只有參照其他類似污水處理廠的數(shù)值，但由于污水水質(zhì)不同，處理程度及環(huán)境條件不同，各地得出的Y值不可能一樣，特別是在我國(guó)，很多城市污水處理廠由于資金短缺等原因，運(yùn)行往往不正常，剩余污泥量W的數(shù)值也測(cè)不準(zhǔn)確，這勢(shì)必影響設(shè)計(jì)的精確性和可靠性。
　　從理論上分析，污泥產(chǎn)率系數(shù)與原污水水質(zhì)、處理程度和污水溫度等因素有關(guān)。首先，污泥產(chǎn)率系數(shù)本來(lái)的含義是每公斤BOD降解后產(chǎn)生的SS公斤數(shù)，由于是有機(jī)物降解產(chǎn)物，這里的SS應(yīng)該是VSS，即揮發(fā)性懸浮固體，但污水中還有相當(dāng)數(shù)量的無(wú)機(jī)懸浮固體和難降解有機(jī)懸浮固體，它們并未被微生物降解，而是原封不動(dòng)地沉積到污泥中，結(jié)果產(chǎn)生的SS將大于真正由BOD降解產(chǎn)生的污泥VSS，因此在確定污泥產(chǎn)率系數(shù)時(shí)，必須考慮原污水中無(wú)機(jī)懸浮固體和難降解有機(jī)懸浮固體的含量。其次，隨著處理程度的提高，污泥泥齡的增長(zhǎng)，有機(jī)物降解越徹底，微生物的衰減也越多，這導(dǎo)致剩余污泥量的減少。至于水溫，是影響生化過(guò)程的重要因素，水溫增高，生化過(guò)程加快，將使剩余污泥量減少。對(duì)于各種因素的影響，可根據(jù)理論分析通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立數(shù)學(xué)方程式，按照這個(gè)方程計(jì)算的結(jié)果如經(jīng)受住實(shí)踐的檢驗(yàn)，就可用于實(shí)際工程，德國(guó)已經(jīng)提出了這樣的方程式，按這個(gè)方程式計(jì)算出的Y值已正式寫(xiě)進(jìn)ATV標(biāo)準(zhǔn)中。

　　 　　　　　　　　?。?1）

　 F=1.072^{（T - 15）}　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （12）

　　式中：N_j－進(jìn)水懸浮固體濃度（mg/L）
　　　　　F_T－溫度修正系數(shù)
　　　　　T －設(shè)計(jì)水溫，與前面的計(jì)算取相同數(shù)值
　　　　　其余同前

　　可以看出，Y值與N_j/L_j、θ_c、F_T有關(guān)。N_j/L_j反映污水中無(wú)機(jī)懸浮固體和難降解懸浮固體所占比重的大小，如果它們占的比重增大，剩余污泥量自然要增加，Y值也就增大了。θ_c影響污泥的衰減，θ_c增長(zhǎng)，污泥衰減的多，Y值相應(yīng)減少。溫度的影響體現(xiàn)在F_T上，水溫增高，F(xiàn)_T增大，Y值減小，也就是剩余污泥量減少。這種關(guān)系是顯而易見(jiàn)的。
　　這個(gè)方程式對(duì)我國(guó)有參考價(jià)值。但由于我國(guó)的生活習(xí)慣與西方國(guó)家差異很大，我國(guó)污水中有機(jī)物比重低，有機(jī)物中脂肪比例低，碳水化合物比例高，因而產(chǎn)泥量也不會(huì)完全相同。根據(jù)國(guó)內(nèi)已公布的數(shù)據(jù)和筆者的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)活性污泥工藝污水處理廠的剩余污泥產(chǎn)量比西方國(guó)家要少，因此，式（11）中須乘上一個(gè)修正系數(shù)K：

　　 　　　　　　　　　　　　　?。?3）

　　式中：K＝0.8-0.9

　　在目前缺乏我國(guó)自己的Y值計(jì)算式的情況下，筆者認(rèn)為采用式（13）計(jì)算Y值是可行的。
　　3.4　MLSS的確定
　　不管采用哪種設(shè)計(jì)計(jì)算方法，都需要合理確定MLSS。在其他條件不變的情況下，MLSS增大一倍，曝氣池容就減小一倍，MLSS減小一倍，曝氣池容就增大一倍，直接影響基建投資，因此需要慎重確定。
　　在規(guī)范和手冊(cè)中，對(duì)MLSS值推薦了一個(gè)選用范圍，如普通曝氣是1.5-2.5kg/m³，延時(shí)曝氣是2.5-5.0kg/m³，變化幅度都比較大，設(shè)計(jì)時(shí)不好操作。為了選定合適的MLSS值，有必要弄清影響它的因素。
　　MLSS不能選得過(guò)低，主要有三個(gè)原因：
　?。?）MLSS過(guò)低，曝氣池容積V就要相應(yīng)增大，在經(jīng)濟(jì)上不利。
　　（2）MLSS過(guò)低，曝氣池中容易產(chǎn)生泡沫，為了防止泡沫，一般需保持2kg/m³以上的污泥濃度。
　　（3）當(dāng)污泥濃度很低時(shí)，所需氧量較少，如MLSS過(guò)低，池容增大，單位池容的供氣量就很小，有可能滿足不了池內(nèi)混合的要求，勢(shì)必額外增加攪拌功率。
　　MLSS也不能選得過(guò)高，主要是因?yàn)椋?br> 　　（1）要提高M(jìn)LSS，必須相應(yīng)增加污泥回流比，降低二沉池表面負(fù)荷，加長(zhǎng)二沉池停留時(shí)間，這就要求增大二沉池體積和回流污泥能耗。把曝氣池、二沉池和回流污泥泵房作為一個(gè)整體來(lái)考慮，為使造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用總價(jià)最低，污泥回流比通常限制在150%以內(nèi)。對(duì)于一般城市污水，二沉池的回流污泥濃度通常為4-8kg/m³，若按最高值8kg/m³計(jì)，回流比150%時(shí)曝氣池內(nèi)MLSS為4.8 kg/m³，實(shí)際設(shè)計(jì)中MLSS最高一般不超過(guò)4.5kg/m³。
　?。?）污水的性質(zhì)和曝氣池運(yùn)行工況對(duì)MLSS有巨大影響，如果污水中的成分或曝氣池的工況有利于污泥膨脹，污泥指數(shù)SV1值居高不下（比如SV1>180mL/g），回流污泥濃度就會(huì)大大降低，MLSS就必須選擇低值。
　　根據(jù)以上分析，在選定MLSS時(shí)要照顧到各個(gè)方面：
　?。?）泥齡長(zhǎng)、污泥負(fù)荷低選較高值，泥齡短、污泥負(fù)荷高選較低值，同步污泥好氧穩(wěn)定時(shí)選高值。
　　（2）有初沉池選較低值，無(wú)初沉池選較高值。
　?。?）SV1低時(shí)選較高值，高時(shí)選較低值。
　?。?）污水濃度高時(shí)選較高值，低時(shí)選較低值。
　?。?）合建反應(yīng)池（如SBR）不存在污泥回流問(wèn)題，選較高值或高值。
　?。?）核算攪拌功率是否滿足要求，如不滿足要進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整。
　　德國(guó)ATV標(biāo)準(zhǔn)對(duì)MLSS規(guī)定了選用范圍，有硝化和無(wú)硝化時(shí)其MLSS值是一樣的，這不完全符合我國(guó)具體情況。我國(guó)城市污水污染物濃度通常較低，在無(wú)硝化（泥齡短）時(shí)如果MLSS過(guò)高，有可能停留時(shí)間過(guò)短，不利于生化處理，故將無(wú)硝化時(shí)的MLSS值降低0.5 kg/m³，推薦的MLSS值列于表2。

表2　　 曝氣池MLSS取值范圍 處理目標(biāo) MLSS（kg/m³） 有初沉池 無(wú)初沉池 無(wú)硝化 2.0-3.0 3.0-4.0 有硝化（和反硝化） 2.5-3.5 3.5-4.5 污泥穩(wěn)定 　　 4.5

　　3.5　泥齡法的優(yōu)缺點(diǎn)
　　優(yōu)點(diǎn)：
　?。?）泥齡法是經(jīng)驗(yàn)和理論相結(jié)合的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，泥齡θ_c和污泥產(chǎn)率系數(shù)Y值的確定都有充分的理論依據(jù)，又有經(jīng)驗(yàn)的積累，因而更加準(zhǔn)確可靠。
　?。?）泥齡法很直觀，根據(jù)泥齡大小，對(duì)所選工藝能否實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化和污泥穩(wěn)定一目了然。
　?。?）泥齡法的計(jì)算中只使用MLSS，不使用MLVSS，污泥中無(wú)機(jī)物所占比重的不同在參數(shù)Y中體現(xiàn)，計(jì)算式中沒(méi)有MLVSS，因而不會(huì)引起兩者的混淆。
　?。?）泥齡法中最基本的參數(shù)泥齡θ_c和污泥產(chǎn)率系數(shù)Y都有變化幅度很小的推薦值和計(jì)算值，操作起來(lái)比選定污泥負(fù)荷值更方便容易。
　　（5）泥齡法不像數(shù)學(xué)模型法那樣需要確定很多參數(shù)，使操作大大簡(jiǎn)化。
　　缺點(diǎn)：
　　計(jì)算污泥產(chǎn)率系數(shù)Y值的方程式是根據(jù)德國(guó)的污水實(shí)驗(yàn)得出的，結(jié)合我國(guó)情況在應(yīng)用時(shí)需乘一個(gè)修正系數(shù)。

　　4　幾點(diǎn)結(jié)論

　?。?）活性污泥工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算方法有必要從污泥負(fù)荷法逐步向泥齡法過(guò)渡，最終過(guò)渡到數(shù)學(xué)模型法。在數(shù)學(xué)模型法實(shí)用化之前，泥齡法將發(fā)揮重要作用。
　?。?）按泥齡法計(jì)算用式（4），與規(guī)范中的計(jì)算式相比，N_w與N_wv的轉(zhuǎn)換和污泥衰減的影響在Y值的計(jì)算中考慮，這樣理論意義更加清晰，使用起來(lái)更加方便。
　　（3）德國(guó)ATV標(biāo)準(zhǔn)中推薦的泥齡選用數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）是根據(jù)有機(jī)物降解和微生物生長(zhǎng)規(guī)律結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的，不涉及污水的具體水質(zhì)變化，在我國(guó)有實(shí)用價(jià)值。
　　（4）污泥產(chǎn)率系數(shù)Y值的計(jì)算式（11）有充分的理論依據(jù)，但它是用德國(guó)污水實(shí)驗(yàn)得出，為了用于我國(guó)，須乘以修正系數(shù)，修正后的計(jì)算式（13）可用于實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　（5）MLSS的取值我國(guó)規(guī)范中有規(guī)定，但范圍較大，不太好操作，可參照表2中的數(shù)據(jù)選用，相互對(duì)比檢驗(yàn)。
　　（6）建議對(duì)我國(guó)污水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，推出我國(guó)自己的Y值計(jì)算方程式，使泥齡法的基礎(chǔ)更加扎實(shí)可靠。

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