维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷第１０期 中国给水排水 ＣＨＩＮＡ ＷＡ ｒＥＲ＆Ｗ＿ＡＳＴＥＷＡＴＥＲ Ｖ０１．２３ Ｎｏ．１０ Ｍａｖ ２００７ ２００７年５月 祭 蔷 蕤 规范与标准 藿ｄ 乏 肇 专 ％ 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 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｓｌｕｄｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ ＷＵ Ｈｕａ．ｒｕｉｎｇ．ＴＵ Ｍｉｎ （Ｔｏｗｎｗａｔｅｒ ＭＥＤ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｓｌｕｄｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｏｕｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｄｅ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｆｏｕｒ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｏｘｙ． ｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ ｉｎ 如－厂０ｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｏｕｔｄｏｏｒ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｓｌｕｄｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓ； ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ 活性污泥法是目前城市污水处理常用的工艺， （Ⅳｋ—Ｎｋ ）一０．１２ＡＸｖ］一０．６２ｂ［０．００１Ｑ （Ⅳｆ一Ⅳｋ。一Ｎｏ。）一０．１２ＡＸｖ］ ＡＸｖ＝ｙＬＱ 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 （１） （２） 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。 式中ｏ ——污水需氧量，ｋｇＯ ／ｄ Ｑ——生物反应池的进水流量，ｍ。／ｄ ｓ。——生物反应池的进水ＢＯＤ５，ｍｇ／Ｌ １需氧量计算方法 １．１ 方法一 生物反应池的出水ＢＯＤ５，ｍｇ／Ｌ ｍｇ／Ｌ Ⅳ ——生物反应池的进水总凯氏氮浓度， 生物反应池的出水总凯氏氮浓度， ｍｇ／Ｌ 《室外排水设计规范》（ＧＢ ５００１４－－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： Ｏ２＝０．００１ａＱ（ｓ０一ｓ。）一ｃＡＸｖ＋ｂ［０．００１Ｑ ８５· Ⅳ ——生物反应池的进水总氮浓度，ｍｇ／Ｌ Ⅳ。 ——生物反应池的出水硝态氮浓度， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷第１０期 ｍｇ／Ｌ 中国给水排水 ＷＷＷ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｎ 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（ＯＶＮ）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： ０Ｂ＝０ ＋０ 。 ＝ Ｄ ： ＋０．５ （５） （６） （７） Ｏｔ——碳的氧当量，当含碳物质以ＢＯＤ 计 算时取１．４７ ｂ——常数，氧化每ｋｇ氨氮需氧量，取４．５７ Ｃ——常数，细菌细胞的氧当量，取１．４２ ＡＸ ——排出生物反应池系统的微生物量， ｋｇ／ｄ ０．１２ＡＸ ——排出生物反应池系统的微生物 中含氮量，ｋｇ／ｄ ｙｔ——污泥总产率系数，ｋｇＭＬＳＳ／ｋｇＢＯＤ ｙ——ＭＬｓｓ中ＭＬＶＳＳ所占比例 １．２ 方法二 式中０Ｂ——所需供氧率，ｋｇＯ：／ｋｇＢＯＤ 温度修正系数，取１．０７２０ 《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》 ＯＶｃ——氧化碳化合物耗氧率，ｋｇＯ：／ｋｇＢＯＤ （ＣＥＣＳ １４９：２００３）推荐的需氧量计算公式与《室外 排水设计规范》（ＧＢ ５００１４－－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： ＯＶＮ——氧化含氮化合物耗氧率，ｋｇＯ：／ ｋｇＮＨ３一Ｎ Ⅳ０。——出水硝态氮浓度，ｍｇ／Ｌ Ⅳ。。——被反硝化的硝态氮，ｍｇ／Ｌ ］㈩ 温度修正系数，取１．０７２¨ ２需氧量计算的实例比较 某城市污水处理厂设计水量为５×１０ ｍ３／ｄ，设 计进水ＢＯＤ５为２００ ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一Ｎ为３０ ｍｇ／Ｌ， ＴＫＮ为４０ ｍｇ／Ｌ，ＳＳ为２５０ ｍｇ／Ｌ；出水水质执行《城 式中＿厂——污泥产率修正系数，通过试验确定，无 试验条件时取０．８～０．９ ｙｈ——异养菌产率系数，取０．６ ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ 镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １ ８９１ ８－－２００２） 中的一级Ｂ标准。处理工艺为活性污泥法，无初沉 ｂ ——异养菌内源衰减系数，取０．０８ ｄ ０ ——反应池设计泥龄，ｄ １．３ 方法三 池。主要设计参数：污泥负荷为０．１２ ｋｇＢＯＤ ／ （ｋｇＭＬＳＳ·ｄ），污泥龄为１０ ｄ，设计水温为１０℃。 主要计算参数取值：ｙｔ＝１．０ ｋｇＭＬＳＳ／ｋｇＢＯＤ５，Ｙ＝ ０．７，ｆ＝０．９，ｙｈ＝０．６ ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ５，ｂｈ＝０．０８ ｄ～； 《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＝口＋ 式中（４） 方法三中ａ＝０．５ ｋｇＯ２／ｋｇＢＯＤ５，ｂ＝０．１５ ｋｇＯ２／ （ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ）。 ＡＯｂ——去除每ｋｇＢＯＤ 的需氧量，ｋｇＯ：／ｋｇ— ＢＯＤ５ 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 ｎ 口——氧化每ｋｇＢＯＤ 的需氧量，一般取０．４２ （８） （９） ０．５３ ｋｇＯ２／ｋｇＢＯＤ５ Ｇｓ ｖ Ｓ ６——污泥自身氧化需氧率，一般取０．１１～ ０．１９ ｋｇＯ２／（ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ） Ｆ ——污泥负荷，ｋｇＢＯＤ５／（ｋｇＭＬＶＳＳ·ｄ） １．４方法四 式中Ｇ ——标准状态下的供气量，ｉｎ ／ｄ ０ ——标准状态下的清水需氧量，ｋｇＯ：／ｄ 曝气器氧利用率，取１８％ 德国废水工程协会（ＡＴＶ）Ａ１３１技术规范中，需 将以上数据代人４种方法的计算公式中，结果 如表１所示。 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（ＯＶｃ）与 由表１可知，采用方法一计算需氧量，其结果是 ８６· 维普资讯 http://www.cqvip.com ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｎ 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１ ４种方法的需氧量计算结果 Ｔａｂ．１ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ 不可生物降解有机物产生的污泥量。 在规程（ＣＥＣＳ １４９：２００３）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／＝ １、 ＝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－ …， 将实例中的数据代人式（１１），计算得出的气水 污水需氧量 标准状态清水 去除单位ＢＯＤ 的 项目 ／（ｋｇＯ２ 需氧量／ 气水比 需氧量／（ｋｇＯ （Ｇ ／Ｑ） ｄ 、 （ｋｇＯ２·ｄ ） ·ｋｇ～ＢＯＤ５） １１ １７５ １８ ５４８ １８ ５６３ ２２ ２１５ 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》（ＧＢ ５００１４－－２００６）中 采用的符号进行统一，则式（１１）变为： 方法一 ７ ４５０ 方法二 １２ ３６５ 方法三 １２ ３７５ 方法四 １４ ８１０ ４．４３ ７．３６ ７．３７ ８．８２ Ｏ．８３ １．３７ １．３８ １．６５ 南 ， ３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。 ４结论及建议 ①采用《室外排水设计规范》（ＧＢ ５００１４— 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。 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 ②建议活性污泥法需氧量计算采用《城市污 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△ 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 水生物脱氮除磷处理设计规程》（ＣＥＣＳ １４９：２００３） 推荐的公式。 ③建议对规范（ＧＢ ５００１４－－２００６）中推荐的 公式进行修正，采用△ ＝ 算结果比较符合工程实际。 参考文献： 志的计 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 表示。 的取值范围：规程（ＣＥＣＳ １４９：２００３）推 荐取值为０．６，规范（ＧＢ ５００１４－－２００６）为０．４～０．８； 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ｙ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： ［１］ＧＢ ５００１４－－２００６，室外排水设计规范［ｓ］． ［２］ＣＥＣＳ １４９：２００３，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］ ＡＴｖ ＤＫ６２８．３５６：６２８．３２００１．２（０８３），５ ０００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）８３１９７７７３ ｖ一 １＋ｂｈＯ （１ｏ） Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕａｍｉｎｇｗｕ＠ｖｌｐ．ｓｉｎａ．ＣＯＩｌ１ 污泥总产率系数以ｙｔ表示，指折算成每去除１ ｋｇＢＯＤ 实际产生的污泥量，包括进水中的无机物及 通讯地址：２１００３６南京市通江路１６号中 Ｅ集团大厦 收稿日期：２００６—１２—２１ ８７·
