污水生化处理需氧量的计算.pdf

T 号 污水生化处理需氧量的计算 l 9 9 2 年 第4 期 f I b 中国襄 球化学工 程 司童 兰明 7 好 氧生物处 理污水时 一般先计算 出枵 水 在生物 氧化过程 中的需氧 量 根据需氧量再 计 算出供氧量 即常说的需氧量与供 氧 量 的 计 算 随着 科学技术 的不 断发 展 不少研究人员 从不 同的角度提 出丁不 同的计 算方 法 在工程 设计中采用哪种方法 目前尚未统一规定 现 仅就对需氧量的计算谈谈看祛 一 C OD B O Du 8O D 的概 念 一 般 污水中 时有机物往往不只一 种 要 把 每一 种有机物 的含量都 表示 出来是很困难的 因此 常用一些综合指标来表示污 水 中 有 机 物 的总量 这些综台 指标 可 用 化 学 需 氧 量 COD 最终生化需氧量 B 0D 和五 日 生 化需氧量 B OD 表示 所谓CO D是拷水在强酸性条件下 加入强 氧 化荆重铬酸 钾 K Cr 0 并 进行加 热 使 污水中的有机物用化学的方法被氧化为稳定的 无机物 H O C O N H 时所需 的氧 量 在上述过程 中 若 污水中含有还原性无机 物 则它同时也被氧化 因此 化学需氧量是 污水 中有机物和无机物 需氧 量 的总和 但上 述 方法不能将某 些芳烃类和N H 氧化 敌 CO D 不 包括某 些芳烃类 和NH俑5 化 即 NH 氧 化 为NO 3 所 需的氧量 所谓B OD 是将污水稀释到一定的暧度 在2 0 的条件下培养 在有氧的情况下 使微 生物 将污水中的有机物全部氧化为稳定的无机 物 H 0 C O N H 时所需 宴 氧 量 B OD 中不包括NH 硝化 的需氧 量 通常 将B OD 称为第 一阶段生化需 氧量 或最 终生 化需氧 量 而硝 化 即NH 氧化为 NO 一 需 氧量 常 以NOD 表示 称为第 二 阶 段 生 化 需氧量 因微生物将有机饬全部氧倦需要的时伺较 长 一般取头五天氧化所 蒜 的 蕈 量 并 以 B OD 襄示 B OD 仅是B OD 的一部分 其 BOD B OD 的比值取决于有梳衔被生物 氧 化 降 懈 的难易程度 募被生物释解鼬 其 比 值 大 反之亦然 如石油l化工污水 其比值一般 为0 5 O B B O D 的测定有一定盼难度 只有在理 论 研究时才铡 定 在 实 际生产 中往往 只铡 出污水 的COD和 B OD 其 中B OD 的 测 定 仍 较 繁 琐 操作要求 比较严格 细心 稍有不 严 其 测定结果重现性较差 因此 一 般提供 的污水 资料中B O D 数据远不如C OD女 据 准 确 可 靠 B O D 只表示部姥有机物生橱氧化所需 要 的氧量 其效值高低只能说明该污水可被生物 降解的难易程度 B OD 韵测定时间仍较长 五 天 对指导生产意义不大 因此国内不少中小 型污水处理厂对B O D 只是定期测定 有的 甚 至不铡定 C OD的测定数据比较准 确 可 靠 测定时间也 比较短 3 小时 常用 来 指导生产运行 尤其是目前C OD 快速 分 析 仪 约2 0 分钟可分析一个掸品 和CO D 在线 分 析仪构出现 为指导生产提礁矍抽 劈便 的 手 段 二 撒生曲的代谢过程 为了便于讨论需氧量的计算 有必要了解 一 下微 生物降解有机物 的代谢过 程 其 代谢过 程 可用 图l 表示 图l 中a 为 降解 一公斤有机物通过分解 代 谢所需要的氧量 k g a 为降解一公斤 有机 维普资讯 9 9 2 年 第4 期 亿 工 给排 水 设 计 1 3 一一 0 能 C量 O 2 有 机 物 茎 竺 一 I 燕l 0 合成菌体 o l 合成 代谢 G Ht NOz 一 净增菌体 即多余话性污泥vs s 囤1 镬 生物 的代谢 垃程 物通过合成代谢所需要的氧量 k g b 为一 公斤 菌体 c H NO 在 内源呼 吸过程 中每 天氧化的菌体量 k g I b 为一公斤 菌 体 在 内源呼吸过程中每 天需要 的氧量 k g 由图1 知 微生物辟辑有机物的需氧 量 由 三部 分组成 分解 有机物获得 能量 取分解 代谢 分解有机物合成菌体 即合 成 代 谢 菌体内源呼吸 即自身氧化 若 以 C H O b 表示有机物 各部分的需氧 量 为 分 解代 谢需氧量 C P O b n 鲁一 百b 0 2 一n c 0 昙H2 O 能量 合成代谢需氧量 H Ob NH n 一 5 鲁一 导 o 能 量 c 5 H T NO2 n 一5 C Q I a 一4 H 2 O 曹俸 内源呼吸需氧量 C5 HT NO 2 5 0 5 COi 2 H2 O NH日 能 苗体 量 由图 l 可知 若 净增菌体量为零 有 机 物 的总需氧量应为有机物通过生物降解全部 转化 为稳定无机物 H O C O 一NH 一 的 需氧墓 这一撮命实际上就 是 前 面 介 绢 的 B OD 因此 污水 的BOD 值就 是当 净 增 菌 体量为零时有机物氧化的总需氧量 前已述及 B O D 的测定有一定难度 一 般不测定 而 COD曲测 定 比较容易 污 水 水 质中一般都给出C OD 数据 由C OD的 概 念可 知 若污水中的有机物都可以被生物降解 并 且污水中不含有还原性无机物时 则 CO D B OD 若污水中不是所有有机物都可被生物降 解 或含有还原性无机物时 则CO D B OD 这 时枵水的需氧量 除了用于 微生 物对 有机 物的 氧化外 还要用于非生物降解 氧化 的有机 物或还原性无机物 者合 称为 非生物氧化 物 质 的氧化 其C O D与B O D 的差值 称为非 生物氧化 需氧量 由图1 知 从 微生物的代谢过程来 看 非 生物氧化需氧量不应计入需氧量之内 这就是 为什么常把B o D做为计算需氧量的依 据 这 里的 B OD 应为 B O D 但 污水水质中一般不 给出B OD 只绘出BOD 故常 以 B OD 计 算需氧量 由于BOD 仅是BOD 的一部分 显 然 g l BOD 计 算出的需氧量偏低 为此 常用某 些系数来调整需氧量 当污水不舍非生 物氧化物质时 其 C OD B OD 目此用C OD 代替B OD 计算需氧量是 比较合 理 的 即使污 水中含非生物氧 化 物 质 时 因它也耗氧 如不将这部 分氧计 算在 内 结 果使生物氧化的需氧量减少 因此 将非生物 氧化需氧量计入污水的总需氧量内 也 是 台 理 的 所 以不论污水中是否含非生物氧化物质 维普资讯 1 4 化工绔排啦设计 1 9 9 2 年 第4 期 用 c o D 比 兰 污 水 f 需 氧 最 合 寰 1 焉 水 的 a b 值 三 需氧量的计算 二一 一 二 需氧量竹计算 日前m下列阳 种方法 1 合 成 罨数 击 0 a QS r VX t 式 中 需氧 k g d a y a 氧化 公斤 f 机 物所 需 的 氧 镊 k g k g 有机物 Q一 一污 出量 m d a y S r 一 污水进i I 曝气池 的 机 物辛 盘 度差 k g m b 一生物 自身氧化率 即一公斤污 铌 V S S 盘身氧化每天需要的 栽量 k g S S 一 一 或 啬 H V 一 曝气池的混合液体积 m X 一 曝气池内混合液的挥发固体浓度 k g VS S m 现对 1 式进行讨论1 式中的4 不是图1 中的a 而应为图1 中 的 a a 这里 的有机 物应 为 BOD 而 不是B O D 但式中的a b 值常以B O D 为 基准推导出来 敞需 RB O p 代入 式中的a b 值需 由实验确定 臣前常 见资料中介绍的a 值 见表1 能否用 1 工程设计 尚待验证 如石油化工污水的a 0 7 5 b 0 1 6 但石 油化工污水千变万化 都取此值 显然不尽人意 再如b 值 由 圈 知 b 和b 都是污泥 v s s 的 自身 氧化率 1 N 但其概念不同 b k 卜 或 l 儿 j b k k 是 或 l 习 由 污 泥 自 身氧化需氧量 柙 方程式 可隶出 氧化一 公斤污泥的地论 需氧量为1 4 2 公斤 印 而1 6 0 一1 4 3 la b l 4 2 b 4 2 b 由 面一 一 而资料介绍的a b 值 经计算b b并非都是 l 4 2 见袭2 这给广泛采用 1 式带来不 便 待承名称 a b t b 身成纤 谁 污水 B 5 5 o 1 4 2 O 1 0 亚硫酸盐 浆泊污戒 i 8 S 0 坫 纸浆和造 匠 污球 a 3 o 0 驰 d 0 蚺 2 接反应 劝 由 学计算 由翻l 知 当净增菌律量为零 时 B O D 即为有机物 的需氧量 但实际上净增菌体术等 于零 因此污水的需氧量廑为有机钫垒部转为 无机物的需氧量减去净增苗体 自身氧化的需氧 量之差 即O QS r 1 4 2 y QS r 简化 为 02 QSr 1 1 蛇ye 2 式 中 0 一 需氧量 k d y Q一一 污水 量 m d a y S r 一一 污水 进出曝气池 的有机物浓 度差 k g m y 污泥净增 长率 即 击l腺 一 公 斤 有机物 的挣增菌体最 k g VS S k g 有机物 Y a 除 与污水 种类有关外 主要 与 枵 泥 的 有机负荷有美 当有机负荷 JB OD 计时 其 y a 值列于表3 当 负荷以COD计时 可将表 3中y o乘 以 B OD 负荷 c 0 D 负 荷的比值采赶似的选用 j r 或取经验数 式中的有机物应为B OD 因此用C0 D比 甩B 0 D 代替B O lD 合理 鼐 I 粜系嘘y 遥礴得 一 m m l S 维普资讯 1 9 9 2 年 第4期 化 工 培 排 水设 计 1 5 台理 2 式求出的需氧量即为污 水 的理论 题 计算简便 另外 污水水质中都给出 C OD 需 氧量 值 该 值I BOD 可信度要 高 因此 当无合 表3 y 值 与污泥有机负荷 的关系 适 的a b 和y o 系 数 选取 时 可用 4 式求需 T 一氧 量 负 荷 k g k g y I y g V S S g 有 机 物 当 Y o 选 用准 确 时 2 式 求出 的需 氧量 为理论值 而 4 式求出的需氧量 又 为 2 式 的最大 值 因此 4 式 可傲为求 定需 氧 量 的一个 判别式 若需 氧量比 4 式 求 出 一 t 0 0 柏还犬 显然不台理 o 4 o 2 o 0 4 0 上述四种计算方法均未考 虑 N Ha 硝化嚣 0 5 o 4 0 氧量 对乎除N z t 的生物处理构筑 物 还必 y 应由实验确定 虽说选用y 值时 也 有 须考虑硝化需氧量 其量 一 定困难 但 与a b 系数 相比 少了一 个系 NH OH 2 0 HNO z H O 数 而y o 主要与负荷有关 在选用 y o 的 难度 2 O 6 4 上要 比a b 小 当y 无实验数时 一 般 可 I 4 凭经验选用 当然y 选用不准 求 出 的需氧 即每公斤NH 以N 计 氧化为N O 一 时 需 氧 量也会有误差 量为4 5 7 公斤 由 2 式 知 y 0 时 其需氧量为最大 四 计算例题 值 每当y 口 值增加0 1时 其需 氧量 则 减少 已知某石油猩 厂污水Q l o m h 其 1 4 2 COD为 l 0 0 0 rag 1 BOD5 为5 5 0 mg l 采用 3 出去除的B OD 量计算 生物曝气法处理 去除率CO D为8 0 B O D O 2 KQS r 3 为9 5 求需氧量 式中 O 一需氧量 k g d a y 解 CO D 除量q s c 进 T I 1 0 2 4 1 0 K 一经验系数 l 2 6 8 1 9 2 k g COD d a y Q 一污水量 m d a y B OD 去脒量Q s B 进 l 0 x2 4 s r B 一一污水进出曝气池的B O D 5 浓 度0 5 5 0 9 5 1 2 5 4 k g BO D d a y 差 k g m 设污混g OD 负荷为 3 k g B O D k g K值可视为去除一公斤 B OD 的需 氧 量 ML S S d a y k g k g B OD K值应由实验确 定 但往 ML V S S ML S S 0 8 往缺乏实验数据 一般常取经验数 因此求出 的需氧量有误差 该误差是偏大还是偏小 难 则需污泥量MLS S 4 l 8 k g 以判断 4 以去 除 的 COD量 计算 M LVS S 4 1 8 0 8 3 3 4 4 k g u qs 相虚 COD 负荷为 1 9 2 0 4 6 k g C OD 式中 O 2 需氧量 k g d a y Q 污水量 m d a y k g ML S S d a y s r c 一一污水进出曝气池的C O D浓度 差 分别用上述四式计算需氧量 其结果列于 k g m 式实际上是 2 式不考虑净增菌体 y O 时的 简化形式 该式无什么系 数问 袁 4 表4 中凡是高予 4 式求 出的需氧量 均 不合理 维普资讯 弯 e 寻 喾 排 设计 一 z 静态混合器在P T A污水酸碱 中和的应用 屯 l 扬子石油化工公司水 厂 马维业 提要 本 文从P r A污水 预处理 阶段 p H调 整现 状及 存在问题 的分析入手 提 出采用 当今 先进化工单元设备一一静态混 合器鼻 决 调节 p H的新工艺 并通过生产性试验运 行数 据分 析 总结了新工艺的优越性 PTA污水处理 装置承担着 扬子 乙烯 化 工 厂PTA 精对苯 二 甲酸 和醋酸 乙醛 两 个 车间的废水处理任务 P T A持水的 酸 碱中和 是厌氧的予处理 H是影 响厌氧的重要因 素 之 一 一 原始状况和存在 问题 一 原 始 状 况 原设计酸碱中和简易流翟如下所述 P T A车间的1 2 3 三条管线和醋酸 乙醛车间的4 管线 分别向P T A污水处理装置 的4 3 2 l 四座酸化沉淀池输送废水 正常情况下 1 2 管线为PT A车 闻 地 沟排水 p H在2 7 左 右 事故时 p H达 1 2 8 3 管线为PTA车间脱水塔排水和母渡排 水 7 j p H 2 7 4 2