水产养殖尾水生物反应池中氨氮浓度，应该怎么取？

发布者：qingdao 发布时间：2024-12-13 03:10:50 信息编号：755

水产养殖尾水生物反应池中氨氮浓度，应该怎么取

“水产养殖尾水生物反应池中氨氮浓度，应该怎么取？”

咋回事儿呢？

原来《室外排水设计标准》GB50014-2021中，关于AO工艺中O池的计算，有三个公式，分别如下所示：

Vo=QYt(S0-Se)θc/1000X

θc=F/μ

μ=0.47Na·e⁰˙⁰⁹⁸⁽ᵀ⁻¹⁵⁾/(Kn+Na)

其中：
Vo-好氧池容积，m³；Q-处理水量，m³/h；Yt-污泥总产率系数，kgMLSS/(kgBOD5·d)，有初沉池时取0.3~0.6，无初沉池时取0.8~1.2；X-污泥浓度，mg/L；
θc-污泥龄，d；S0-进水BOD5，mg/L；Se-出水BOD5，mg/L；F-安全系数，1.5~3；μ-硝化细菌比生长速度，d⁻¹；Na-生物反应池中的氨氮浓度，mg/L；T-水温，℃；Kn- 硝化作用中氮的半速率常数，mg/L；
0.47-15℃时硝化菌的最大比生长速率，d⁻¹。
水友的问题，就出在Na上，也就是生物反应池中的氨氮浓度，应该取多少？有人认为应该是原水氨氮的浓度，有人认为应该是好氧池中氨氮的平均浓度，也有人认为是出水氨氮浓度。
到底应该是哪个呢？
关于这个问题，咱们不妨参考下崔玉川老师编写的《城镇污水污泥处理构筑物设计计算》，也就是下面这本书。
在这本书的第65页，崔老师举了一个计算实例，如下所示：
某污水处理厂，计划设计流量Q=30000m³/d，总变化系数Kz=1.45。进水BOD5=160mg/L，TN=40mg/L，氨氮=25mg/L，原水TSS=180mg/L，有机部分VSS=126mg/L。设计要求的最低水温12℃，最高水温25℃，设计污泥浓度=4000mg/L，其中VSS/SS=0.7。且出水BOD5=20mg/L，TSS=20mg/L，TN=15mg/L，氨氮=8mg/L。在计算这个案例时，崔老师就是用的就是《室外排水设计标准》中给出的公式，不过形式又略有不同，如下所示：Vo=YθcQ(S0-Se)/[Xv(1+Kdθc)]关于这个式子，和规范给的麻烦了点，但其实意思是一样的，无非产率系数有所区别，规范给的是总产率系数，而这里是表观产率系数。两个产率系数的关系如下所示：Yt=Y/(1+Kdθc)其中：Kd-污泥自身氧化系数，d⁻¹，典型值为0.05。还有就是出水BOD5值。这里面有一个概念，那就是出水的BOD5包括了两部分：溶解态BOD5值和总的BOD5值。而在计算好氧池容Vo的时候，Se用的是出水溶解态BOD5值，而设计出水BOD5值，也就是20mg/L，指的则是总BOD5值。因此，需要首先计算出溶解态的BOD5值，才能往上一个公式里面带入。那怎么根据出水总BOD5值，计算溶解态BOD5值呢？
崔老师用了这样一个公式计算：Se=SBOD-1.42VSS/TSS×SSe×(1-e⁻ᵏᵗ)其中：
SBOD-设计出水总BOD5值，mg/L；
VSS-原水中有机悬浮物浓度值，mg/L；
TSS-原水中总悬浮物浓度值，mg/L；SSe-设计出水SS值，mg/L；t-BOD5实验时间，5d；
k-BOD5分解速度常数，d⁻¹，典型值为0.23。根据已知数据可以计算得出Se值，如下所示：Se=20-1.42×0.7×20×(1-e⁻⁰˙²³ᕽ⁵)=6.41mg/L污泥龄的计算公式和规范一致，均为如下所示：
θc=K/μ但硝化细菌比生长速率μ的计算，又有所不同，如下所示：μ=0.47e⁰˙⁰⁹⁸⁽ᵀ⁻¹⁵⁾×Ne/(Ne+10⁽⁰˙⁰⁵ᵀ⁻¹˙¹⁵⁸⁾)×O₂/(KO₂+O₂)×[1-0.833×(7.2-pH)]这个和规范给出的公式相比，更加精细，引入了溶解氧、氧的半速率常数（KO2，典型值1.3mg/L）和pH值3个新参数。
而且在这个公式中，崔老师明确了，参数Ne就是出水氨氮的浓度，也即应取值为8mg/L。按照已知参数计算，μ值如下所示：μ=0.47e⁰˙⁰⁹⁸ˣ⁽¹²⁻¹⁵⁾×8/(8+10⁽⁰˙⁰⁵ˣ¹²⁻¹˙¹⁵⁸⁾)×2/(1.3+2)×[1-0.833×(7.2-7.2)]=0.23d⁻¹Ps：污水的pH值取7.2，溶解氧取2mg/L，并且由于冬季硝化菌增值慢，因此按照最不利温度考虑，也即T=12℃。进而可得θc：θc=3÷0.23=13.04d全部带入Vo计算公式，可得Vo如下所示：
Vo=0.6×13.04×30000×(160-6.41)÷[4000×0.7×(1+0.05×13.04)]=7793.72m³折算好氧池停留时间如下所示：HRT=7793.72÷30000×24=6.23h也许有人说了：“胖哥，关于这两个公式中，硝化细菌比生长速率μ的计算公式，毕竟是不同的，所以很难说在崔老师计算过程中，使用的出水氨氮浓度，到了规范上也是！”这里咱也不抬杠了，先来看看两个氨氮值，也即进水氨氮值和出水氨氮值，分别带入计算时，最终结果的差别吧！当Ne=8时，μ的计算过程如下所示：μ=0.47e⁰˙⁰⁹⁸ˣ⁽¹²⁻¹⁵⁾×8/(8+10⁽⁰˙⁰⁵ˣ¹²⁻¹˙¹⁵⁸⁾)×2/(1.3+2)×[1-0.833×(7.2-7.2)]=0.23d⁻¹当Ne=25时，μ的计算过程如下所示：μ=0.47e⁰˙⁰⁹⁸ˣ⁽¹²⁻¹⁵⁾×25/(25+10⁽⁰˙⁰⁵ˣ¹²⁻¹˙¹⁵⁸⁾)×2/(1.3+2)×[1-0.833×(7.2-7.2)]=0.21d⁻¹最后算出来的Vo，前者是7793.72m³，后者是8229.48m³，两者相差，仅有5.6%。这点差距，无所谓了都......其实要我来说，我都懒得这么精细的计算，直接把AO系统的常用污泥龄往里一代就完了，例如15d，或者保险点，来个20d。最后一算结果，Vo介于8500~9800m³，HRT=6.8~7.8h，也没差太多吧？话又说回来，为啥在这个设计计算中，生物反应池的氨氮浓度，要选择排放水的氨氮浓度呢？我估计这里面有两点原因：（1）反应器设计参考了全混型的特点，尤其是大比例循环时，可以将其看做是池内各处的水质都是一样的，因此池中氨氮就等于出水氨氮；（2）就算是推流式设计的廊道式构筑物，因为经历了内外回流稀释后，进入到好氧池的氨氮本底值也不高了，几乎接近于出水，所以硝化速度很快，不一会儿就到出水的浓度值了。基于以上两点原因的考量，因此在设计好氧池容时，就把出水氨氮浓度当做池内平均氨氮浓度来用了。

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