SBR反应池容积计算方法及评价

SBR反应池容积计算方法及评价出自：《中国给水排水》2002年第6期发表时间：2002-6-17胡大锵(国家电力公司华东勘测设计研究院，浙江杭州310014)摘要：从SBR反应池的功能出发，通过对现行SBR反应池容积的各类计算方法比较和合理性分析，提出了总污泥量综合设计法，并以工程算例结果鉴别各类方法的适用性，供设计借鉴。关键词：SBR池容积污泥负荷；污泥龄；干污泥总量；沉降距离中图分类号：X505文献标识码：C文章编号：1001-4602(2002)06-0061-03SBR反应池池容计算系指传统的序批式活性污泥反应池，而不包括其他SBR改进型的诸多反应池(如ICEAS、CASS、MSBR等)池容的计算。现针对存在的问题提出一套以总污泥量为主要参数的综合设计方法，供设计者参考。1现行设计方法1.1负荷法该法与连续式曝气池容的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷或污泥负荷、进水量及进水中BOD5浓度，即可由下式迅速求得SBR池容：容积负荷法V=nQ0C0／Nv(1)Vmin=［SVI·MLSS／106]·V污泥负荷法Vmin=nQ0C0·SVI／Ns(2)V=Vmin+Q01.2曝气时间内负荷法鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta，则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下计算式：容积负荷法V=nQ0C0tc／Nv·ta(3)污泥负荷法V=24QC0／nta·MLSS·NS(4)1.3动力学设计法由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况：限制曝气V=NQ(C０-Ce)tf／[MLSS·Ns·ta](5)非限制曝气V=nQ(C０-Ce)tf／[MLSS·Ns(ta+tf)](6)半限制曝气V=nQ(C0-Ce)tf／[LSS·Ns(ta+tf-t0)](7)但在实际应用中发现上述方法存有以下问题：①对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大［例如文献推荐Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等］，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的影响；②负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算，存有理论上的差异，使所得结果偏小；③在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象；④曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用，而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法。2总污泥量综合设计法该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水容积，两者之和即为所求SBR池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为：TS=naQ0(C0-Cr)tT·S(8)Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3(9)Hmin=Hmax-ΔH(10)V=Vmin+ΔV(11)TS——单个SBR池内干污泥总量，kgtT·S——总污泥龄，dA——SBR池几何平面积，m2Hmax、Hmin——分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，mΔH——最高水位与最低水位差，mCr——出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。其值为：Cr=Ce-Z·Cse·1.42(1-ek1t)(12)Cse——出水中悬浮物浓度，kg/m3k1——耗氧速率，d-1t——BOD实验时间，dZ——活性污泥中异养菌所占比例，其值为：Z=B-（B2-8.33Ｎs·1.072(15-T)）0.5(13)B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns·1.072(15-T)(14)Ns=1/a·tT·S(15)a——产泥系数，即单位BOD5所产生的剩余污泥量，kgMLSS/kgBOD5，其值为：a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.6×0.072×1.072(T-15)1/［tT·S+0.08×1.072(T-15)(16)式中TS、BOD5——分别为进水中悬浮固体浓度及BOD5浓度，kg/