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。