SBR反应池容积计算方法及评价

时间：2007-07-11 来源： 作者：胡大锵

1 现行设计方法

1.1 负荷法
　　该法与连续式曝气池容的设计相仿。已知SBR反应池的容积负荷或污泥负荷、进水量及进水中BOD5浓度，即可由下式迅速求得SBR池容：
　　容积负荷法　　V=nQ0C0／Nv　　　　　　　(1)
　　　　　　　　　Vmin=［SVI·MLSS／106]·V
　　污泥负荷法 　 Vmin=nQ0C0·SVI／Ns　　　(2)
　　　　　　　　　V=Vmin+Q0
1.2 曝气时间内负荷法
　　鉴于SBR法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为ta，则一日内总曝气时间为nta，以此建立如下计算式：
　　容积负荷法 　V=nQ0C0tc／Nv·ta　　　　(3)
　　污泥负荷法　 V=24QC0／nta·MLSS·NS　　　(4)
1.3 动力学设计法
　　由于SBR的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学原理演算(过程略)，SBR反应池容计算公式可分为下列三种情况：
　　限制曝气 　 V=NQ(C０-Ce)tf／[MLSS·Ns·ta]　　　　 (5)
　　非限制曝气　V=nQ(C０-Ce)tf／[MLSS·Ns(ta+tf)]　　　(6)
　　半限制曝气　V=nQ(C0-Ce)tf／[LSS·Ns(ta+tf-t0)]　　(7)
　　但在实际应用中发现上述方法存有以下问题：
　　① 对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大［例如文献推荐Nv=0.1～1.3kgBOD5/(m3·d)等］，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污泥量以及SBR池几何尺寸等要素对负荷及池容的影响；
　　② 负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功能的SBR池容计算，存有理论上的差异，使所得结果偏小；
　　③ 在计算公式中均出现了SVI、MLSS、Nv、Ns等敏感的变化参数，难于全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚至矛盾的现象；
　　④ 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间ta对SBR池容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用，而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得SBR池容惊人地偏大。
　　上述问题的存在不仅不利于SBR法对污水的有效处理，而且进行多方案比较时也不可能全面反映SBR法的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。
　　针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的SBR池容综合设计方法。

2 总污泥量综合设计法

　　该法是以提供SBR反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的SVI条件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水容积，两者之和即为所求SBR池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为：
?　　　　TS=naQ0(C0-Cr)tT·S　　　　　(8)
?　　　　Vmin=AHmin≥TS·SVI·10-3　 　(9)
?　　　　Hmin=?Hmax-ΔH?　　　　　(10)
?　　　　V=Vmin+ΔV?　　　　　　　　(11)
　　式中?TS——单个SBR池内干污泥总量，kg
　　　　　tT·S——总污泥龄，d
　　　　　A——SBR池几何平面积，m2
?　　　　Hmax、Hmin——分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，m
　　　　　ΔH——最高水位与最低水位差，m
?　　　　Cr——出水BOD5浓度与出水悬浮物浓度中溶解性BOD5浓度之差。其值为：

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