水处理调控 - 回流比计算（深度解说）

水处理调控 - 回流比计算（深度解说）

一、内、外回流比的概念

1.内回流比：也叫硝化液或混合液回流（曝气池里的水）回流比。在污水处理的生物脱氮过程中，曝气池的混合液部分会回流至缺氧池前端 ，这部分回流的硝化液流量与进水流量的比值就是内回流比。它的主要作用是把曝气池中产生的硝态氮带回缺氧池，为反硝化细菌提供电子受体，从而实现脱氮。

2.外回流比：也叫污泥回流比，是二沉池沉淀后的部分活性污泥回流至曝气池前端的流量与进水流量的比值（AAO工艺是回流到厌氧池，MBR是回流到好氧池）。

外回流的目的是补充曝气池中不断流失的活性污泥，维持曝气池中足够的活性污泥浓度。

内外叫法：因硝化液回流是在生化池里边回流（内），污泥回流是在生化池外边回流（外），它们在池子里不断地循环达到目的。二、内回流比计算

1.基于进出水总氮计算

内回流比的公式推导需要用到反硝化脱氮效率

反硝化脱氮效率=(内回流+外回流)/(1+内回流+外回流)

外回流的硝酸盐浓度可能接近二沉池出水的浓度，即较低，所以可能可以忽略。此时，反硝化效率取决于内回流的比例，因为外回流的影响可能较小。如果自己想加入外回流计算也可根据下面的方式推导。

我们接下来反硝化脱氮效率公式的计算只考虑内回流的影响，建议那个小本本画一画写一写更好理解。

反硝化脱氮效率=内回流/(1+内回流）

即：内回流比=反硝化脱氮效率/（1-反硝化脱氮效率）

再拆开看下反硝化脱氮效率

反硝化脱氮效率=（TN进-TN出）/TN进

代入后就变成

内回流比=[（TN进-TN出）/TN进 ] / [ 1-（TN进-TN出）/TN进 ]

内回流比=[（TN进-TN出）/TN进 ] / [（TN进-TN进+TN出）/TN进 ]

内回流比=[（TN进-TN出）/TN进 ] /（TN出/TN进）同时去除TN进

内回流比=（TN进-TN出）/TN出

假设，污水处理厂进水的总氮浓度为35mg/L，经过处理后出水的总氮浓度要求为10mg/L。

内回流比 =（35-10）/ 10 = 2.5 = 2.5*100%= 250%

即内回流比最低值为250%

适用性：当需要快速评估污水处理工艺中反硝化阶段的效果以及初步确定内回流比是否合理时，该方法较为适用。通过简单获取进出水总氮数据，就能快速计算出内回流比，为工艺调整提供一个大致的参考。

局限性：只考虑了进出水总氮这两个变量，忽略了诸如污水中碳源含量、溶解氧浓度、污泥特性等其他对反硝化脱氮效率有重要影响的因素。在实际复杂的污水处理环境中，这些因素相互作用，可能导致实际脱氮效率与理论计算有偏差。

2.基于回流量计算

这个计算相对复杂点，需要拿小本本写一下，这里需要先记住一个固定值。

脱氮速率无试验资料时，20℃的Kd值可采用0.03～0.06。

内回流=[1000*缺氧池容积*脱氮速率/（出水总氮-出水总凯氏氮）]/1000-污泥回流

假设，进水流量10000m?/d，缺氧池容积1250m?，污泥浓度3500mg/L，脱氮速率取值0.06，出水总氮浓度15mg/L，出水总凯氏氮浓度7mg/L，回流污泥量5000m?/d。

内回流=1000*1250*0.06*3500/(15-7)/1000-5000=27812.5 m?/d

内回流比=27812.5/10000*100%≈278%，符合正常范围内。

适用性：在污水处理厂的实际运行管理中，该方法能够结合具体的工艺参数和运行数据，计算出更符合实际情况的内回流量和内回流比，为操作人员提供具体的运行参数指导。

局限性：需要获取多个工艺参数，其中一些参数如脱氮速率，通常需要通过试验测定，若无试验资料只能参考经验值，这可能会带来一定的误差。而且污泥浓度、回流污泥量等参数也需要准确测量，实际操作中可能存在一定难度和误差。

3.内回流比控制范围

AO脱氮及硝化（缺氧+好氧）内回流100-400%。

AAO同步脱氮除磷（厌氧+缺氧+好氧）内回流200-400%。

通常内回流比控制在 200% - 400% 较为常见。计算后需看看是否符合正常范围，如果超出范围，可能计算过程有问题或工艺出现了异常。对于总氮去除要求高的污水厂，可能会将内回流比提高至 600% 。但具体数值需综合污水水质、处理工艺和出水水质要求等因素确定。若处理工艺对能耗敏感，且进水总氮浓度低，可适当降低内回流比，节约能源。

三、污泥回流计算

1.基于污泥浓度计算

《水污染控制工程》下册教科书中提到的污泥回流比的计算公式为：

回流污泥浓度×QR=曝气池污泥浓度×(Q+QR)

Q 代表进水流量、QR 代表回流污泥流量

咱们从这个公式可进行简化推导。

假设，回流污泥浓度10000mg/L，曝气池污泥浓度3000mg/L。

10000QR=3000（Q+QR）

10000QR=3000（1+R）Q，两边同时去除Q

10000R=3000（1+R）

10000R=3000+3000R

10000R-3000R=3000

R（10000-3000）=3000

R=3000/(10000-3000)

R=0.429*100%=42.9%

最终推导出：R=3000/(10000-3000)

污泥回流比=曝气池污泥浓度/（回流污泥浓度-曝气池污泥浓度）

适用性：快速估算理论回流比，在污水处理系统稳定运行时，若能准确获取曝气池和回流污泥的实时浓度数据，可用于验证或调整回流比。

局限性：参数依赖性强，但实际运行中污泥浓度波动较大，如进水负荷变化，可能导致计算结果偏差。

2.基于沉降比计算

公式为：SVR%×QR=SV%×（Q+QR）

理论上，若二沉池污泥浓缩时间足够长，污泥颗粒间的水分被完全挤出，回流污泥在完全压缩状态下的体积占比 SVR 可趋近于 100%。

100%×QR=SV%×（Q+QR）

1×Q×R=SV×（Q+R×Q）

1×Q×R=SV×Q（1+R）同时去除Q

1×R=SV×（1+R）

1×R=SV+R×SV

R×1-R×SV=SV

R(1-SV)=SV

最终推出：R=SV/(1-SV)

假设，污水厂曝气池污泥沉降比为30%，代入计算。

R=0.3/(1-0.3)=0.43*100%=43%

适用性：利用日常监测的 SV 值，操作简单、成本低，可快速估算回流比，适用于污水处理厂的实时调控，当污泥沉降性能变化时，可通过调整回流比及时响应，维持系统稳定。

局限性：仅适用于污泥沉降性能良好的系统，若污泥发生膨胀（SV 值异常升高），公式会给出不合理的高回流比，可能加剧系统负荷。忽略污泥浓度绝对值，仅依赖 SV 的百分比，未考虑污泥浓度的实际值，如高浓度污泥可能 SV 值低但实际回流需求大，可能导致误判。

3.外回流比控制范围

AO脱氮及硝化（缺氧+好氧）污泥回流50-100%

AO生物除磷（厌氧+好氧）污泥回流40-100%

AAO同步脱氮除磷（厌氧+缺氧+好氧）污泥回流20-100%

外回流比一般控制在 20% - 100% 之间。水质稳定、活性污泥性能良好时，外回流比可维持在较低水平。当进水水质波动大、污泥沉降性能变差时，需适当提高外回流比，保障曝气池中污泥浓度和处理效果。

所有的计算方法只是起到预估参考作用，咱必须根据自身的实际情况进行调整修正。