摘要：本文通過對不同規(guī)范A2O生物反應(yīng)池池容計(jì)算方法的分析，提出了在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)避免的計(jì)算誤區(qū)。

關(guān)鍵詞：A2O 脫氮 除磷 生物反應(yīng)池 池容 缺氧區(qū) 厭氧區(qū) 好氧區(qū)

A2O工藝是近幾年生活污水處理廠設(shè)計(jì)中普遍采用的工藝之一，特別是在各地方環(huán)保部門要求處理水質(zhì)由“一級B”提升至“一級A”的背景下。A2O生物反應(yīng)池作為該工藝的核心處理構(gòu)筑物，根據(jù)不同的處理要求，池容計(jì)算也有所不同。筆者在此根據(jù)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中得到的一些體會，對具有脫氮、除磷功能的A2O生物反應(yīng)池池容計(jì)算做一探討。

1.A2O生物反應(yīng)池計(jì)算規(guī)范的選用

A2O生物反應(yīng)池包括缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)三部分，具有同時(shí)脫氮、除磷的功能。目前針對A2O生物反應(yīng)池的計(jì)算，現(xiàn)行的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2006和《城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS149:2003均做了較為詳細(xì)的規(guī)定。這兩本規(guī)范（規(guī)程）都是由上海市政工程設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)主編的，除了在缺氧池容積的計(jì)算方面略有差異外，其余的計(jì)算公式和機(jī)理基本相同。從實(shí)際工程設(shè)計(jì)來看，《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《排水規(guī)范》）的計(jì)算公式更為簡潔、明了，使用起來更為方便。

2.A2O生物反應(yīng)池關(guān)鍵參數(shù)的選取

本文按A2O生物反應(yīng)池進(jìn)水水質(zhì)滿足同時(shí)脫氮、除磷的要求來探討各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的取值。在實(shí)際工程計(jì)算中，關(guān)鍵參數(shù)包括：BOD5污泥負(fù)荷率（Ls）、污泥濃度（X）、污泥齡（θc）、水力停留時(shí)間（HRT）和污泥回流比（R）。

(1)BOD5污泥負(fù)荷率（Ls）

BOD5污泥負(fù)荷率是生物反應(yīng)池計(jì)算中最為關(guān)鍵的控制參數(shù)之一，它與污泥濃度（X）的關(guān)系非常密切，是影響反應(yīng)池容積的主要因素。在進(jìn)水條件不變的情況下，污泥負(fù)荷率越小、反應(yīng)池容越大、污泥濃度相應(yīng)較小；反之，反應(yīng)池容小、污泥濃度大?！杜潘?guī)范》推薦污泥負(fù)荷率取值0.1~0.2kgBOD5/（kgMLSS·d）。一般來說，進(jìn)水BOD5含量較高時(shí)，取較高值；反之，取低值。

(2）污泥濃度（X）、污泥回流比（R）

污泥濃度是指生物反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮物固體平均濃度，它是反應(yīng)池處理能力的表征參數(shù)，它與反應(yīng)池池容呈反比。該值與二沉池回流污泥濃度（Xv）、污泥回流比（R）有以下公式關(guān)系：[XRXV(1+R)]

《排水規(guī)范》推薦污泥濃度X取值2.5~4.5g/l。在工程設(shè)計(jì)計(jì)算中，X、Xv和R都可以事先選定任意兩個(gè)來推算另外一個(gè)。但需要注意的是，回流污泥濃度Xv的取值應(yīng)符合工程實(shí)際情況。根據(jù)二沉池污泥沉降特點(diǎn)，一般來說，正常運(yùn)行情況下的Xv最大值大約在12000mg/l。根據(jù)污泥特性和運(yùn)行方式的不同，Xv取值6000~10000mg/l，R取值0~150%，可以通過這兩個(gè)值來初步判讀X取值的否合理性。

(3)污泥齡（θc）

污泥齡是指活性污泥在生物反應(yīng)池中的平均停留時(shí)間。該參數(shù)不宜過大，也不應(yīng)太小。污泥齡太大，極易造成大面積“死泥”，污泥上浮，反應(yīng)池處理能力下降，甚至喪失；污泥齡過小，硝化不完全，影響COD的去除效果?！杜潘?guī)范》推薦取值11~23（d）。

(4)水力停留時(shí)間（HRT）

水力停留時(shí)間是指污水進(jìn)入生物反應(yīng)池到流出的時(shí)間間隔。它由缺氧區(qū)水力停留時(shí)間、厭氧區(qū)水力停留時(shí)間和好氧區(qū)水力停留時(shí)間三部分組成。由于厭氧區(qū)的主要作用是“釋磷”，根據(jù)聚磷菌的生理特性，一般“釋磷”時(shí)間不大于2hr；而缺氧區(qū)和好氧區(qū)的停留時(shí)間都與硝化和反硝化的效果相關(guān)?！杜潘?guī)范》推薦反應(yīng)池總水力停留時(shí)間為7~14hr，其中厭氧區(qū)停留時(shí)間為1~2hr，缺氧區(qū)停留時(shí)間為0.5~3hr。

3.A2O生物反應(yīng)池池容計(jì)算方法

A2O生物反應(yīng)池池容計(jì)算的方法比較多，常用的包括污泥負(fù)荷率法、污泥齡法和水力停留時(shí)間法。針對生物反應(yīng)池不同區(qū)的情況可以采用不同的計(jì)算方法，而選用何種方法的原則取決于哪種方法更接近于實(shí)際運(yùn)行狀況以及哪些參數(shù)更易于實(shí)際調(diào)控。

(1)缺氧區(qū)

缺氧區(qū)容積常用的有兩種計(jì)算方法：污泥負(fù)荷率法和污泥齡法。由于水力停留時(shí)間法更多的是一種經(jīng)驗(yàn)數(shù)值法，最大的問題就是其忽略了水質(zhì)差異以及微生物數(shù)量和活性對處理水質(zhì)的影響，可以作為粗略計(jì)算方法使用，在工程初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段極少采用。

1）按污泥負(fù)荷計(jì)算：

V缺=[24Q(S0-Se)1000LSX]（m3）

Q——生物反應(yīng)池的設(shè)計(jì)流量（m3/h）；

So——生物反應(yīng)池進(jìn)水五日生化需氧量（mg/l）；

Se——生物反應(yīng)池出水五日生化需氧量（mg/l）（當(dāng)去除率大于90%時(shí)可不計(jì)入）。

2）按污泥齡計(jì)算：

V缺=[24QYθC(S0-Se)1000x'(1+Kdθc)]（m3）

Y——污泥產(chǎn)率系統(tǒng)（kgVSS/kgBOD5），宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定，無試驗(yàn)資料時(shí)，一般取0.4~0.8；

X’——生物反應(yīng)池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮物固體平均濃度（gMLVSS/L）；

Kd——衰減系數(shù)（d-1），20℃的數(shù)值為0.04~0.075

(2)厭氧區(qū)

厭氧區(qū)最常用的方法是水力停留時(shí)間法，由于該區(qū)功能單一，即進(jìn)行充分“釋磷”，而“釋磷”時(shí)間目前已經(jīng)具有可靠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完全可以滿足工程實(shí)際運(yùn)行需要，具體計(jì)算公式如下：

V厭=[TPQ24]（m3）

Tp——厭氧區(qū)水力停留時(shí)間，一般取1.0~2.0hr。

好氧區(qū)

好氧區(qū)要完成“硝化”和“吸磷”功能，其容積的計(jì)算公式如下：

V好=[Q(S0-Se)θcoYt1000X]（m3）

[θco=FKn+Na0.47Nae0.098(T-15)]

（d）

[θco]——好氧區(qū)設(shè)計(jì)污泥泥齡（d）；

F——安全系統(tǒng)，取1.5~3.0；

0.47——15℃時(shí)硝化細(xì)菌最大比生長速率（d-1）；

Na——生物反應(yīng)池中氨氮濃度（mg/l）；

Kn——硝化作用中氮的半速率常數(shù)（mg/l），是硝化細(xì)菌比生長速率等于硝化細(xì)菌最大比生長速率一半時(shí)的氮的濃度，其典型值為1.0mg/l；

T——設(shè)計(jì)溫度（℃）；

4 .結(jié)束語

對于一個(gè)構(gòu)筑物來說，工程理論計(jì)算的方法很多，但如何選擇計(jì)算方法、如何選取合適的參數(shù)，對于工程設(shè)計(jì)至關(guān)重要。為了避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)偏差，采用多方法、多參數(shù)的相互效驗(yàn)計(jì)算是極為有效的手段。另外，對于參數(shù)間的相互效驗(yàn)，特別是具有內(nèi)在聯(lián)系，但在工程中為便于使用，采用經(jīng)驗(yàn)取值的參數(shù)，更需要慎重。