周杉1 丁蓟羽2
1.上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司株洲分公司 湖南株洲 412000
2.上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 上海市 201200
摘要：本文通过对多段式A/O脱氮工艺原理进行分析，采用德国ATV标准中生物池的计算方法，探讨了多段式A/O生物池池容的计算方法，并以4段A/O脱氮为例进行了计算和分析。在段数和污泥回流比相同的情况下，氮的理论最大去除率主要与最后段内回流比有关，最后段内回流比越大，氮的理论最大去除率越高。为简便计算及建成后方便运行，后段A/O容积可参照第一段A/O容积设计。
关键词：多段式A/O；脱氮；生物池；计算；ATV；
Investigation of Calculating Method of Multi-A/O
Zhou Shan1, Ding Ji Yu1
(1.Shanghai Urban Construction Design & Research Institute (Group) Co.Ltd. Zhuzhou branch, Zhuzhou Hunan 410000,China; 1.Shanghai Urban Construction Design & Research Institute (Group) Co.Ltd. Shanghai,201200,China)
Abstract: In this paper, the principle of denitrification of multi-A/O is analyzed, and the calculation for volume of biological reaction tank is discussed by using the calculation method in The German ATV standard, taking four-stages A/O as an example. In the case of the same number of stages and sludge reflux ratio, the theoretical maximum removal rate of denitrification is mainly related to the mixed liquor reflux ratio of the last stage. The greater the mixed liquor reflux ratio of the last stage, the higher the theoretical maximum removal rate of denitrification is. For the convenience of calculation and operation, the volume of the follow-up A/O can be referred to the first-stage.
Keywords：Multi-A/O; denitrification; biological tank; calculating; ATV；
1背景概述
按照现有的国内设计规范，由于没有对不同的碳氮比规定出相应的脱氮速率，且后置脱氮速率也没有计算方式，若要计算多段式A/O反应池池容，一般按普通前置脱氮A/O工艺计算后确定缺氧池及好氧池容积，再按经验等分容积来确定A2、O2及A3、O3容积，与多段式A/O的设置思路严重不符。本文通过分析多段式A/O脱氮原理及影响因素，探讨采用德国ATV标准中的计算方法，计算多段式A/O中缺氧池和好氧池的容积。
2多段式A/O脱氮原理及影响因素
多段式A/O脱氮的基本原理和普通生物脱氮原理一样，但其氮的去除率随着段数的增加有较大的提高。为了简单明了说明其原理，我们假定：
①进水中的氮是全部可硝化的氨氮;
②在各段的硝化池内和脱氮池内，硝化反应和反硝化反应充分进行。
进水采用分段式进水，流入各段缺氧池，进水氨氮经过后续好氧池的硝化，硝化混合液的一部分经内部循环回到缺氧槽，残余部分进入后段的缺氧池进行脱氮，作为气体N2释放。所以最后出水的NO3-N浓度与前段进水氨氮浓度无关，只与流入最后段缺氧池的氨氮浓度有关。
考虑最后段氮的物料平衡图，作为最后段进水中的氨氮的出路有：
①作为NO3-N流向二沉池；②循环到最后段脱氮池内脱氮。
根据物料平衡，得出：
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式中：Q：进水水量，m3/d；
N：多段式化的段数；
r ：污泥回流比；
RN：最后段的内回流比；
CN,in：进水氨氮浓度，mg/L；
CNO3,out：出水NO3-N 浓度，mg/L；
假设二沉池的脱氮忽略不计的话，氮的理论最大去除率：
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根据上式可以得出，多段式法的理论最大脱氮率主要受以下几个方面影响：
①段数（N）：段数越大，脱氮率越高；
②最后段内回流比（RN）：最后段内回流比越大，脱氮率越高；
③污泥回流比（r）：污泥回流比越大，脱氮率越高。
3多段式A/O生物池计算方法
生物池的计算方法根据德国ATV标准，其基本计算公式为3-1所示：
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式中，V：生物池容积，m3；
Q：进水水量，m3/d；
Y：污泥产率系数；
θc：总泥龄，d；
S0：进水BOD5浓度，mg/L；
se：出水BOD5浓度，mg/L；
X：污泥浓度，mg/L；
污泥产率系数（Y）、总泥龄（θc）、污泥浓度（X）取值的确定参见参考文献[2]中第19-25页。
4计算实例
假设一座10万m3/d规模的污水厂，采用多段式AO（四段）工艺，要求出水达到一级A标，进出水水质如下表所示：
表4-1 设计进出水水质一览表
Table 4-1 List of design inlet and outlet water quality
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具体计算：
1）各段污泥浓度计算
设进水流量为Q，段数N为4，回流污泥浓度X0为7g/L，污泥回流比r为100%，根据活性污泥物料平衡，计算第一段污泥浓度X1为5.6g/L，第二段X2为4.66g/L，第三段X3为4.0g/L，第四段X4为3.5g/L。
2）第一段A/O生物池池容计算
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3，故还是取0.5，为此O2容积也为5926m3。
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根据以上计算结果，为简便计算及建成后方便运行，计算A1和O1容积后，后段A/O可参照第一段A/O容积设计。
5讨论和建议
1）在段数和污泥回流比相同的情况下，氮的理论最大去除率主要与最后段内回流比有关，最后段内回流比越大，氮的理论最大去除率越高。
2）为简便计算及建成后方便运行，第一段生物池容积计算完成后，后段A/O可参照第一段A/O容积设计。
3）国内规范没有区分C/N高低对生物池容积计算的影响，仅凭经验确定反硝化速率来进行计算，随意性较大。当没有经验数据，且取值边界难以掌握时，可采用本文推荐的方法计算生物池容积。
参考文献
[1]梅特卡夫和埃迪．废水工程处理及回用．第四版．北京：化工工艺出版社．
[2]周雹．活性污泥工艺简明原理及设计计算．第一版[M]．北京：中国建筑工业出版社,2005．
[3]王舜和等．分段进水多级A/O工艺计算与探讨[J]．中国给水排水，2014，30（18）:81-85
[4]王晓莲 彭永臻等．A2/O法污水脱氮除磷处理技术与应用．第一版[M]．北京：科学出版社，2008．