污水系统中关于各种负荷的理解及计算

一、负荷定义：  

1、负荷： 一般说负荷有污泥负荷和容积负荷两种，分别指一定时间（天）内一定量污泥（kg）去除COD的量（kg），和一定时间（天）内一定反应体积（立方米）去除COD的量（kg）。

2、冲击负荷： 在污水处理运行当中，污泥量一般都会保持在一定水平，反应器（曝气池、厌氧反应器等）容积当然也不会发生变化。但是如果进水水质发生很大变化（COD飙升或大幅下降），就会使污泥负荷和容积负荷发生很大变化，对污泥微生物带来影响，就是所谓的冲击负荷。 

3、在一些处理工艺中（特别是一些回流量特别大或者完全混合类型的），由于一些水力或其他方面的设计，使工艺对冲击负荷的耐受能力比较强。即使有负荷升高的现象，也不至于马上崩溃，并可以比较快恢复。即抗冲击负荷能力强。

二、关于污水系统负荷的理解计算  

1、 运行负荷率 = 每日实际进水量 / 每日设计处理量。 一般要求运行负荷率不低于 60% ， 2010 年 , 虽然全国城镇污水处理厂平均运行负荷率已接近 80% ，有的甚至超过 100% ，但国家规定运行负荷率不能超过设计处理量的 120%。

2、 BOD 负荷 = （进水 BOD× 进水量）／（ V 池容 ×MLSS ）这是 MLSS 负荷 BOD 负荷 = （进水 BOD× 进水量）／（ V 池容 ×MLVSS ）这是 MLVSS 负荷。

3、污泥体积： 浓度为 1% 的污泥其体积可以认为和水一样 1 吨 / 立方米浓度为 5% 的污泥其体积可以认为和水一样 1 吨 / 立方米浓度为 1% 的污泥是指每吨污泥中有 10 公斤固体物质浓度为 5% 的污泥是指每吨污泥中有 50 公斤固体物质所以污泥含水率为 99 ％，降低至 95 ％也就是 5 吨污泥变成一吨污泥 .   就是说污泥的体积会减少 5 倍。

含水率为 99 ％的活性污泥，浓缩至含水率 97%   其体积将缩小多少？

干物质守恒，密度近似为 1V99×ρ× （ 1-99% ） =V97×ρ× （ 1-97% ） V97/V99=1/3 所以体积从 3 缩到 1 ，大概缩了 66%

4 、沉淀池、出水堰负荷： 沉淀池的表面负荷和出水堰负荷属于水力负荷，与生物处理没多大关系了。都属于设计上的一些参数。沉淀池的表面负荷：当一个颗粒在理论停留时间内通过一段恰好等于池深的距离时而沉淀，其沉降速度称作溢流率或表面负荷率。量纲为单位时间每平方米若干立方米，即单位时间若干米。沉淀池的效率通常以表面负荷率为基础，以每平方米水面面积每天流过水量的立方米数表示。就是水量除以沉淀池面积出水堰负荷：即一定长度的堰出水流量，即流量除以堰长。

5 、 有机负荷率 是进水有机物量与反应器中污泥量的比值。

6 、 污泥龄 是指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间。在稳定条件下，就是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量的比通常污泥龄长，菌种多样性就多，有机负荷率相对可提高。但也不是绝对的。

从动力学的角度讲，保持池内生物量浓度 MLVSS 、进水流量、不变的前提下（请注意这个前提条件），负荷升高（提高进水 COD 浓度）会导致出水 COD 浓度的提高，污泥生长变快，为保持 MLVSS ，排泥更快，即泥龄变小。反之亦然。但是这个动力学反应有一个范围的。

依据的反应如下： u=1/SRT=umax*Se/(Se+Ks)------MonodNs=Q*So/(V*X)----- 有机负荷 对于实际工程中进水负荷增加及应对措施以及楼上 engineerxia 所言 “ 有机负荷率相对可提高。但也不是绝对的。 ” 可以这样分析：对于一个已有的系统而言，调节停留时间、改变构筑物大都是行不通的，能够改变的就是污泥浓度、排泥量控制。为了保证出水水质（ Se 不变的情况下，单位微生物生长和吸收污染物的速度是不变的），势必需要提高 MLVSS 来实现增加负荷的吸收，实际的操作是减少排泥量，然后 MLVSS 提高，出水达标后，逐步增加排泥量，最终的平衡是 MLVSS 比负荷增加前要大，绝对排泥量也增大的。最后稳定的条件下， Ns 并没有变化， SRT 也没变化，只是形成了一个新的平衡点！

7 、 表面负荷 单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，称为表面负荷或溢流率，常用 q 表示， q=Q/A （即流量与表面积的比值）

8 、 污泥负荷  曝气池内每公斤活性污泥单位时间负担的五日生化需氧量公斤数。其计量单位   通常以 kg/(kg·d) 表示。

污泥负荷（ Ns ）是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是 F/M 比值，单位 kgCOD(BOD)/(kg 污泥 .d)  

在污泥增长的不同阶段，污泥负荷各不相同，净化效果也不一样，因此污泥负荷是活性污泥法设计和运行的主要参数之一。一般来说，污泥负荷在 0.3 ～ 0.5kg/(kg.d) 范围内时， BOD5 去除率可达 90 ％以上， SVI 为 80-150 ，污泥的吸附性能和沉淀性能都较好。

污泥负荷的计算方法：   Ns ＝ F/M ＝ QS/ （ VX ） 　　式中   Ns —— 污泥负荷， kgCOD(BOD)/(kg 污泥 .d); Q —— 每天进水量， m3/d; S ——COD(BOD) 浓度， mg/L; V —— 曝气池有效容积， m3; X —— 污泥浓度， mg/L 。  

9 、满负荷 污水的处理负荷 一般是指污水处理系统对于进入的污水能够稳定达标的前提下，所处理的污水量，或污染物的总量。譬如某污水厂设计 2000m3/d ，进水 COD1000mg/L ，而实际上来水是 1000m3 ，来水 COD2000 多，如果处理出水稳定达标，也可以说该系统已达到了满负荷。当然这个满负荷是相对的，设计人员设计说明上会提一下污水处理单元中微生物的有机负荷是多少，池内微生物的浓度是多少，如果你在运行中，通过管理，提高了池内的生物量，提高了它的处理能力，也完全可以超负荷运转。一般的设计指标都是运行比较稳定的参数，再高或者低一些，也未尝不可。在负荷的提高过程中，逐渐提高生物量，以及单元去除能力，逐渐增加处理污水量，这个过程就是调试的过程。这个调试的指标是出水水质合格，出水稳定，就可以慢慢增加污水负荷，直到满负荷运转。