本节主要讲解生物脱氮工艺设计计算。

01  AO生物脱氮工艺缺氧池容积计算

《室外排水设计规范》6.6.18条规定：当仅需脱氮时，宜采用缺氧/好氧法（ANO工艺）。

1.生物反应池的容积，按本规范第6.6.11条所列公式计算时，反应池中缺氧区（池）的水力停留时间宜为0.5~3h。

2.生物反应池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算时，按下列规定计算。

（1）缺氧区（池）容积，可按下列公式计算：

▲公式6.6.18-1

?Q——设计流量，m3/d；

?0.12——微生物中氮的质量分数，由表示微生物细胞中个组分质量比的分子式C5H7NO2计算得出；

?X——缺氧池（区）内混合液悬浮固体平均浓度，gMLSS/L；

?Nk——缺氧池（区）进水总凯氏氮浓度，mg/L；

?Nte——生物反应池出水总氮浓度，mg/L；

?Kde——缺氧池（区）反硝化脱氮速率，kgNO3-N/(kgMLSS?d).其值宜根据试验资料确定。无试验资料时，20℃的Kde值可取0.03~0.06kgNO3-N/(kgMLSS?d)。Kde与混合液回流比、进水水质、温度和污泥中反硝化菌的比例等因素有关。混合液回流量大，带入缺氧池的溶解氧多，Kde取低值；进水有机物浓度高且较易生物降解时，Kde取高值。Kde按公式6.6.18-2修正。

▲公式6.6.18-2

?Kde（t）——T℃时的脱氮速率，T为设计温度，℃；

?Kde（20）——20℃时的脱氮速率；

?△Xv——微生物的净增量，即排出系统的微生物量，kgMLVSS/d，可按公式6.6.18-3计算：

▲公式6.6.18-3

?y——MLSS中MLVSS所占比例。

对于这一条规定，需要注意的问题是在公式6.6.18-1中，计算缺氧池容积用总凯氏氮而不是进水总氮减出水总氮？这主要是原污水中硝态氮的含量很低，几乎不可测，所以在数值上进水总凯氏氮基本等于总氮，因此在计算时就用进水总凯氏氮减去出水总氮。

02  AO生物脱氮工艺好氧池容积计算

《室外排水设计规范》6.6.18条规定：当仅需脱氮时，宜采用缺氧/好氧法（ANO工艺）。

1.生物反应池的容积，按本规范第6.6.11条所列公式计算时，反应池中缺氧区（池）的水力停留时间宜为0.5~3h。

2.生物反应池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算时，按下列规定计算。

（2）好氧区（池）容积，可按下列公式计算：

▲公式6.6.18-4

▲公式6.6.18-5，表示好氧池（区）的设计污泥龄

▲公式6.6.18-6，表示硝化细菌的比生长速率，单位为d-1

?Na——好氧区（区）中氨氮浓度，mg/L；

?Kn——硝化作用中氮的半速率常数，mg/L，一般取1.0mg/L；

?T——设计温度，℃；

?0.47——15℃时硝化细菌最大比生长速率，d-1；

?Q——设计流量，m3/d；

?So——生物反应池进水BOD5浓度，mg/L；

?Se——生物反应池出水BOD5浓度，mg/L；

?X——好氧池（区）内混合液悬浮固体平均浓度，gMLSS/L;

?Yt——污泥产率系数（kgMLSS/kgBOD5），宜根据试验确定，无试验资料时，应考虑原污水中总悬浮物固体量对污泥净产率系数的影响。由于原污水总悬浮固体中的一部分沉积到污泥中，系统产生的污泥量将大于由有机物降解产生的污泥量，在不设初沉池的处理工艺中这种现象更明显。因此系统有初沉池时取Yt=0.3，无初沉池时取Yt=0.6~1.0。

对于这一条规定，需要注意的问题是公式6.6.18-5中，为什么会取一个安全系数F？因为比生长速率是根据纯种培养试验所确定的，为了在环境不利于硝化菌生长时系统仍有硝化菌存在，故引入了一个安全系数F，根据实践经验，城镇污水可生化性好时，F可取值1.5~3.0。

03  混合液回流量计算

《室外排水设计规范》6.6.18条规定：当仅需脱氮时，宜采用缺氧/好氧法（ANO工艺）。

1.生物反应池的容积，按本规范第6.6.11条所列公式计算时，反应池中缺氧区（池）的水力停留时间宜为0.5~3h。

2.生物反应池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算时，按下列规定计算。

（3）混合液回流量，可按下列公式计算：

▲公式6.6.18-7

04  由总回流比求总氮去除率

在生物脱氮工艺中，有3个回流比的概念：

1.污泥回流比，指回流到生物反应池的污泥量与进入生物反应池的污水量之比，用R表示；

2.混合液回流比，指的是反硝化时将好氧区混合液回流至缺氧池，混合液回流量与进水量的比值，用Ri表示；

3.总回流比，及污泥回流比和混合液回流比的总和，用r表示。

那对于脱氮工艺的总氮去除率与总回流比的推导关系如何？记住这个重要公式即可：r=总氮去除率/（1-总氮去除率）或者总氮去除率=r/(r+1)。

05  本节总结

本节属于重点内容，为案例常考点，虽然看上去需要大家掌握的公式很多，但是在考试应用时只需要找对了位置，别用错了公式，一般都不会出错，所以本节需要大家掌握以下3点：

1.生物脱氮好氧池容积计算方法；

2.生物脱氮缺氧池容积计算方法；

3.总氮去除率和总回流比的关系。

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