这45个AAO、AO计算公式，帮你解决90%的工艺设计及运行问题

目前，我国污水处理厂采用的脱氮除磷技术大多都是生物法，像什么AO工艺、AAO工艺、氧化沟工艺、AB工艺、SBR工艺等....

这些工艺听着不算新，看着也挺简单，但要想真弄懂它们各自的设计计算及运行管理，还是要下一番功夫的。

 

为此，为大家总结了 7个活性污泥法基础公式 + 14个AAO工艺常用公式 + 24个AO工艺相关公式 。

一、活性污泥法的基本计算公式

1、处理效率的计算

式中，

η——BOD去除效率，%

Sa——进水BOD浓度，kg/m3

Se——出水BOD浓度，kg/m3

2、混合液污泥浓度的计算

式中，

X——污泥浓度MLSS，kg/m3；

R——污泥回流比

Xr——回流污泥浓度，mg/L

3、曝气池容积的计算

式中，

V——曝气池容积，m3

Q——污水设计流量，m3/d

Ns——BOD-污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)

4、水力停留时间的计算

式中，

T——水力停留时间，h

5、污泥产量的计算

干泥量

式中，

△Xv——系统每日排除剩余污泥量，kg/d

a——污泥增值系数，0.5~0.7

Sr——去除BOD浓度，kg/m3

b——污泥自身氧化率，0.04~0.1；

Xv——挥发性悬浮固体浓度MLVSS，kg/m3；满足XV=fX=0.75X

湿泥量

式中，

Xr——回流污泥浓度，mg/L

SVI——污泥指数

△Xv——系统每日排除剩余污泥量，kg/d

Xr——回流污泥浓度，mg/L

6、泥龄的计算

式中，

θc——泥龄，生物固体平均停留时间，d

7、曝气池需氧量的计算

式中，

O2——混合液每日需氧量，kgO2/d

a`——氧化每千克BOD需氧千克数，kgO2/kgBOD，一般取0.42~0.53

b`——污泥自身氧化需氧量，kgO2/（kgMLVSS·d），一般取0.188

二、AAO工艺相关计算公式

AAO工艺的计算方法分为污泥负荷法和劳-麦模式方程法。

◎  按BOD5污泥负荷计算

1、生化反应容积比的计算      

式中，

V1——好氧段容积，m3

V2——厌氧段容积，m3

2、生化反应总容积的计算      

式中，

V——生化反应总容积，m3

Q——污水设计流量，m3/h

L0——生化反应池进水BOD5浓度，kg/m3

X——污泥浓度，kg/m3

Ns——BOD污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)

3、水力停留时间的计算      

式中，

t——水力停留时间，h

4、剩余污泥量的计算      

式中，

a——污泥产率系数，kg/kgBOD5，一般为0.5~0.7

b——污泥自身氧化系数，d ^-1 ，一般为0.05           

W——剩余污泥量，kg/d

Lr——生化反应池去除BOD5浓度，kg/m3

Q平——平均日污水流量，m3/d

Sr——反应器去除的SS浓度，kg/m3

Xv——挥发性悬浮固体浓度，kg/m3

Xv=0.75X

5、剩余活性污泥量的计算      

式中，

Xw——剩余活性污泥量，kg/d

6、湿污泥量的计算      

式中，

Qs——湿污泥量，m3/d

P——污泥含水率，%

7、污泥龄的计算      

式中，

θc——污泥龄，d

8、最大需氧量的计算      

式中，

a`、b`——分别为1.4、1.42

9、回流污泥浓度的计算      

式中，

Xr——回流污泥浓度，mg/L

10、混合液回流污泥浓度的计算      

式中，

R——污泥回流比，%

◎ 采用劳-麦式方程计算

1、污泥龄的计算      

式中，

θc——污泥龄，d

Y——污泥产率系数，kgVSS/(kgBOD5)

Ns——污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)

Kd——内源呼吸系数，d ^-1      

Q——污水设计流量，m3/d

V——反应器容积，m3

R——回流比，%

2、曝气池内污泥浓度的计算      

式中，

X——曝气池内活性污泥浓度，kg/m3

t——水力停留时间，h

L0——原废水BOD5浓度，mg/L

Le——处理水BOD5浓度，mg/L

3、最大回流污泥浓度的计算      

式中，

Xmax——最大回流污泥浓度，mg/L

4、最大回流挥发性悬浮固体浓度的计算      

式中，

Xr——最大回流挥发性悬浮固体浓度，mg/L

三、AO工艺的相关计算公式

     

     

◎  按BOD5污泥负荷计算                

     

     

1、生化反应池容积比的计算                

     

     

      

式中，      

V1——好氧段容积，m3      

V2——缺氧段容积，m3      

     

     

2、剩余污泥量的计算                

     

     

      

式中，      

a——污泥产率系数，kg/kgBOD5，一般为0.5~0.7      

b——污泥自身氧化系数，d ^-1 ，一般为0.05               

W——剩余污泥量，kg/d      

Lr——生化反应池去除BOD5浓度，kg/m3      

Q平——平均日污水流量，m3/d      

Sr——反应器去除的SS浓度，kg/m3，且满足Sr=S0-Se      

S0、Se——生化反应池进出水的SS浓度，kg/m3      

Xv——挥发性悬浮固体浓度，kg/m3      

f——系数，取0.75      

50%——不可降解和惰性悬浮物量占总悬浮物量的百分数      

     

     

3、污泥龄的计算                

     

     

      

式中，      

θc——污泥龄，d，泥龄与水温关系（硝化率大于80%）为θc=20.65e×P（-0.0639t）t为水温，℃      

     

4、最大需氧量的计算                

     

     

      

式中，      

a`、b`、c`——分别为1、4.6、1.42      

Nr——氨氮去除量，kg/m3      

ND——硝态氮去除量，kg/m3      

Xw——剩余活性污泥量，kg/d      

     

     

5、内回流比的计算                

     

     

      

式中，      

RN——内回流比，%      

ηTN——总氮去除率，%      

     

需要特别说明的是，AO工艺的 「生化反应池总容积」 、 「水力停留时间」 、 「剩余活性污泥量」 、 「湿污泥量」 、 「回流污泥浓度」 、 「曝气池混合液浓度」 的计算方法与公式均与AAO工艺相似，可参考AAO工艺的相关计算。      

     

     

◎ 按活性污泥法反应动力学模式计算                

     

     

1、污泥龄的计算                

     

     

      

式中，      

θc——硝化菌最小世代时间，由下图确定      

             

      

硝化菌最小世代时间与温度的关系

             

2、硝化区容积的计算                

     

     

      

式中，      

V——硝化区容积，m3      

Kd——内源呼吸系数，d-1      

Y——污泥产率系数，kgVSS/kgBOD5      

Y`——净污泥产率系数（或表观污泥产率系数），kgVSS/kgBOD5      

Q——废水流量，m3/d      

L0——原废水BOD5浓度，mg/L      

Le——处理水BOD5浓度，mg/L      

θc——生物固体平均停留时间，d      

     

     

3、反硝化区容积的计算                

     

     

      

式中，      

VD——反硝化区（池）所需容积，m3      

X——混合液悬浮固体浓度，mg/L      

DNR——反硝化速率，kgN/(kgMLSS·d)，反硝化速率与温度关系见下图      

     

反硝化速率与温度之间关系      

NT——需要去除的硝酸氮量，kg(NO3-N)/d      

N0——原废水中的含氮量，kg/d      

Nw——随剩余污泥排放而去除的氮量，kg/d（细菌细胞含氮量为12.4%）      

Ne——随处理水排放挟走的氮量，kd/d      

     

     

◎ 按污泥 龄和硝化速率法 计算                

     

     

1、硝化菌最大比增长速率的计算                

     

     

      

式中，      

μN,max——硝化菌最大比增长速率，d ^-1                

T——水温度，℃      

     

     

2、硝化菌比增长速率的计算                

     

     

      

式中，      

μN——硝化菌比增长速率，d ^-1                

KN——硝化菌氧化氨氮饱和常数，mg/L，一般为1.0mg/L      

N——硝化出水NH4 ⁺ -N浓度，mg/L               

     

     

3、最小泥龄的计算                

     

     

      

式中，      

θ ^m c——最小污泥龄，d               

     

     

4、设计污泥龄的计算      

     

     

      

式中，      

SF——安全系数      

PF——峰值系数      

DF——设计因数，一般为1.5~3.0      

     

     

5、表观产率系数的计算      

     

     

      

式中，      

Y——合成系数，一般为0.5~0.7      

Kd——衰减系数，d ^-1 ，一般为0.06~0.24d ^-1                

     

     

6、含碳有机物去除速率的计算      

     

     

      

式中，      

qOBS——含碳有机物去除速率，kg/(kg·d)      

     

     

7、好氧池水力停留时间的计算      

     

     

      

式中，      

S0——进水有机物浓度，mg/L      

Se——出水有机物浓度，mg/L      

X——混合液污泥浓度，mg/L      

     

     

8、好氧池容积的计算      

     

     

      

式中，      

V——好氧池容积，m3      

     

     

9、硝化氮去除量的计算      

     

     

      

式中，      

m——脱氮量，kg/d      

Q——设计流量，m3/d      

NO0——硝化产生NO3-N量，mg/L      

NOe——出水中NO3-N含量，mg/L      

     

     

10、反硝化速率的计算      

     

     

      

式中，      

qDNR——反硝化速率，kgNO3-N(kgVSS·d)，一般为0.05~0.15      

F/M——污泥负荷，kg/(kg·d)      

     

11、温度T℃时反硝化速率的计算      

     

     

      

式中，      

qD,T——温度T℃时反硝化速率，kg/(kg·d)      

qD,20——20℃时反硝化速率，kg/(kg·d)      

θ——温度系数，一般为1.09~1.15      

T——水温，℃      

     

12、缺氧池MLSS总质量的计算      

     

     

      

式中，      

W——MLVSS总质量，kgVSS      

     

     

13、缺氧池容积的计算      

     

     

      

     

     

14、污泥回流比的计算      

     

     

式中，      

XR——回流污泥浓度，mg/L      

     

     

15、内循环比的计算      

     

     

      

式中，      

ηN——反硝化脱氮率，%      

I——内循环比      

     

16、需氧量的计算      

     

     

      

式中，      

D1——含碳有机物氧化需氧量，kd/d      

D2——硝化需氧量，kg/d      

D3——反硝化减少需氧量，kg/d