有关污水处理MBBR工艺的一些问题

有关污水处理MBBR工艺的一些问题

为啥今天还准备继续写一篇文章呢，主要是第二篇文章发出来后，有人给我留言，说：“胖哥，我觉得你关于MBBR悬浮填料投加体积的计算思路是对的，但计算过程太粗糙了，不精确！”“例如你在计算硝化反硝化去除总氮的时候，并没有考虑微生物同化作用消耗的氮元素，这部分是不需要计入去除负荷之中的。”“还有就是硝化反硝化速率，没按照温度进行系数修正！”您各位觉得，这位水友说的有道理吗？那必然有道理啊！不过那种计算过程太过于设计院化，就是算的很细，每一步都要精确追求极致的结果。要说这种态度肯定是对的，不这么算的话肯定会有误差。但像我这样的大老粗，有时候就嫌麻烦，不乐意这么仔细的算。更何况，有时候就算粗略的算，误差也不会特别大，因此也就凑凑合合、马马虎虎了。但既然被人给说破了，那咱就认真一回，按照最正规的方式重新计算下。也好看看粗略估算的结果，和正式计算的结果，偏差能有多大。还是上一篇日记中的那个案例。假设某污水厂，设计处理量Q=20000m?/d，二级处理工艺就是传统AAO，分2组并联运行，每组容积4381m?。

其中：

（1）厌氧区池容=500m?，停留时间=1.2h；

（2）缺氧区池容=1765m?，停留时间=4.2h；

（3）好氧区池容=2253m?，HRT=5.4h。

目前污水厂进水COD=300mg/L，BOD5=190mg/L，TN=50mg/L，NH3-N=40mg/L，TP=4mg/L。

要求出水COD≤50mg/L，氨氮≤5mg/L，总氮≤15mg/L，总磷≤0.5mg/L，BOD5≤10mg/L。

目前污泥浓度MLSS=3500mg/L，冬季出水氨氮=20mg/L，总氮=35mg/L，COD=50mg/L，BOD5=10mg/L。

超标部分拟利用MBBR填料补齐，且只在缺氧池和好氧池加填料，厌氧池不加，维持现状。

下面就按照最精确的方式，重新计算一下所需填料的总数量。

首先，先计算缺氧池填料的投加量，按照如下步骤进行。

（1）刨除生物同化作用消耗的氮元素，核算真正需要反硝化去除的硝态氮量?Nt。

按照下式计算：

?Nt=0.001×Q×(Nk-Nte)-0.12×?Xv

?Xv=0.001×Y×Q×(S0-Se)

式中：

Q-设计流量，m?/d；

Nk-进水总凯氏氮浓度，mg/L；

Nte-出水总氮浓度，mg/L；

?Xv-剩余微生物量，kg(MLVSS)/d；

S0-进水BOD5浓度，mg/L；

Se-出水溶解性BOD5浓度，mg/L，取5mg/L；

Y-污泥产率系数，取0.4kg(MLVSS)/kgBOD5；

y-MLSS中MLVSS所占比例，取值0.7。

按照上述公式计算，最终可得真正需要反硝化去除的硝态氮量?Nt=395.2kg/d。

具体计算结果如下所示：

Nt=0.001×20000×(35-10)-0.12×0.001×0.4×20000×(10-5)=495.2kg/d

Ps：这里出水总氮按照10mg/L计算，为了和上一篇文章的数据对齐。

（2）按照填料反硝化表面负荷来反推缺氧池所需填料表面积和体积。

这时候其实还是有问题。

有什么问题呢？

咱们都知道，在正常活性污泥工艺缺氧池脱氮设计时，不同温度条件下的反硝化速率是不同的，一般都会以20℃时的反硝化速率为基准，按照如下公式进行修正：

Kde(t)=Kde(20)×1.08??????

式中：

Kde(t)-t℃条件下的反硝化速率，kgNO3?-N/(kgMLSS·d)；

Kde(20)-20摄氏度条件下的反硝化速率，一般为0.06kgNO3?-N/(kgMLSS·d)；

t-设计温度，一般按照最低季节的平均温度设计，一般取10℃。

已知AO系统的硝化反硝化速率都和温度密切相关。

且在一定范围内，温度越低，速率越低，因此10℃条件下的反硝化速率必然会比20℃条件下低。

按照上述公式计算，20℃时反硝化脱氮速率=0.06kgNO3?-N/(kgMLSS·d)，那么10℃时的反硝化速率=0.06×1.08???????=0.03kgNO3?-N/(kgMLSS·d)。

整差了一半。

看完活性污泥工艺的反硝化速率计算，不知道您是不是已经反应过来了：

“既然温度对于微生物代谢活性影响如此之大，没道理MBBR工艺的表面反硝化负荷，就不受温度的影响啊？”

没错！

但遗憾的是，我没找到任何能够修正的公式......

或者就借鉴活性污泥的公式？

反正都是菌，无非是住的房子不一样罢了，生物膜是有房一族，活性污泥属于流浪者，没房。

总之，这里只能还是按照上一篇日记里面记载的，就取0.5gNO3?-N/(m?·d)，也就不计较温度的影响了。

此时即可算出需要的MBBR悬浮填料膜面积A，如下所示：

A=495.2×1000÷0.5=990400m?

按照填料有效面积=800m?/m?，则可以计算出需要的填料体积V，如下所示：

V=990400÷800=1238m?

进而可以算出缺氧池内填料的填充率=1238÷(1765×2)×100%=35.07%。

上一篇文章中，咱们通过简易计算算出来的缺氧池填料占比是35.41%，没差多少。

其次，再计算好氧池填料的投加量，按照如下步骤进行。

（1）计算刨除生物同化作用消耗的氨氮后，实际需要填料生物膜承担去除的氨氮量。

还是老思路，新增的MBBR悬浮填料上负载的生物膜，主要负责去除的氨氮=20-0=20mg/L。

还是为了和上一篇文章数据对齐，因此这里考虑出水氨氮=0mg/L计算。

刨除生物同化作用后，需要硝化的氨氮量计算公式如下所示：

?NH3-N=0.001×Q×(Nk-Nne)-0.12×?Xv

?Xv=0.001×Y×Q×(S0-Se)

式中：

Nne-生物反应池出水氨氮浓度，这里取0mg/L；

Nk-进水凯氏氮浓度，这里取20mg/L；

S0和Se是进出水的BOD5值，这里分别取10mg/L和5mg/L。

带入上述数值后，可得：

?NH3-N=0.001×20000×20-0.12×0.001×0.4×20000×(10-5)=395.2kg/d

（2）按照MBBR悬浮填料表面硝化负荷，反推所需悬浮填料的量。

当然，这里还是和反硝化池计算一样的问题，也就是没办法通过温度修正实际的表面硝化负荷。

所以咱还是只能按照查资料得到的数据，取10℃时悬浮填料膜面负荷=0.5g/(m?·d)。

因此需要好氧池填料膜面积A=395.2×1000÷0.5=790400m?。

反推得到填料体积V=790400÷800=988m?。

因此可得好氧池的填料填充率=988÷(2×2253)×100%=21.93%。

上一篇文章中，咱们通过简易计算算出来的好氧池填料占比是22.19%，也没差多少。

至于填料总投加量，V缺+V好=1238+988=2226m?。

占总池容比例=2226÷2÷(2253+1765)×100%=27.70%，和上一篇文章粗略计算得出来的填料占比28%相比，这点误差基本可以忽略了吧？

所以您看看，有时候糙汉子的方法，也不是那么说不过去嘛！

更何况还省事儿，何乐而不为呢？