生物處理的工藝計(jì)算是污水處理工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的基礎(chǔ)，目前一般只是在污水處理工程的設(shè)計(jì)過程中采用生物計(jì)算，而在污水廠運(yùn)行過程中卻很少應(yīng)用。筆者以某一采用AO工藝的污水處理廠的工藝運(yùn)行為例進(jìn)行生物計(jì)算分析，以確定合理的污泥濃度，排泥量，鼓風(fēng)量等運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)運(yùn)行中的能耗進(jìn)行了分析。計(jì)算公式均取自《活性污泥工藝簡(jiǎn)明原理及設(shè)計(jì)計(jì)算》。
　　1　技術(shù)現(xiàn)狀
　　1.1設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)
　　設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬(wàn)噸／天，最低水溫取8℃，進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)見表1。
　　曝氣池污泥濃度4000mg／1，設(shè)計(jì)污泥齡13.5d，設(shè)計(jì)有效池容9700立方米，停留時(shí)間11.7h。設(shè)計(jì)鼓風(fēng)機(jī)流量為100m³／min，設(shè)計(jì)每天排除絕干剩余污泥量2.9噸。
　　1.2行狀況
　　該污水廠實(shí)際污水處理量通常在1.6萬(wàn)噸／天，進(jìn)水水質(zhì)如下。(如表2)
　　進(jìn)入冬季后減少排泥量，使污泥濃度維持在3000mg／L左右，夏季加大污泥排放量，使污泥濃度維持在1500mg／L。鼓風(fēng)量則根據(jù)溶解氧的指示進(jìn)行調(diào)整，通常維持在70m³／min左右。
　　2　根據(jù)實(shí)際進(jìn)水指標(biāo)計(jì)算合理的運(yùn)行參數(shù)
　　2.1合理的污泥濃度及剩余污泥排放量的確定
　　首先根據(jù)水溫確定合適的污泥齡，求得冬季污泥齡為9.1d，夏季為3.1d。根據(jù)污泥齡以及SS和BOD實(shí)際每日去除量，求得冬季污泥產(chǎn)泥系數(shù)YBOD為0.78kg污泥／噸水，夏季產(chǎn)泥系數(shù)YBOD為0.82kg污泥／噸水。
　　在確定的池容下，根據(jù)進(jìn)水BOD5濃度和產(chǎn)泥系數(shù)，求得冬季污泥負(fù)荷為0.16kgBOD／kgMLSS，夏季污泥負(fù)荷為0.45kgBOD／kgMLSS。相應(yīng)實(shí)際需求的污泥濃度分別為冬季1635mg／L，夏季為583mg／1，絕干剩余污泥量為冬季1.74噸／天，夏季1.83t／天。
　　2.2鼓風(fēng)量需求的計(jì)算
　　根據(jù)實(shí)際污泥齡和實(shí)際水溫，求得單位BOD去除量所需要的氧量OVc，冬季為1.05，夏季為0.98，相應(yīng)的總需氧量AOR冬季為4184kg／d，夏季為4056kg／d。
　　根據(jù)水溫計(jì)算需氧量修正系數(shù)k0冬季為1.41，夏季為1.45，從而求得標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR冬季為5905kg／d，夏季為5867kg／天，冬季鼓風(fēng)量為58.6m³／min，夏季為58.2m³／min。
　　將上述各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果的比較。結(jié)果列于下表。(如表3)
　　根據(jù)上表比較，我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)際需要的運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)的確大相徑庭。從上表可見，夏季計(jì)算需求的污泥量很少，似乎不合常理。但考慮到本廠實(shí)際進(jìn)水量偏少，進(jìn)水指標(biāo)低干設(shè)計(jì)值，以及夏季污泥生化能力較強(qiáng)的特點(diǎn)，污泥濃度的確可以適度減少，但實(shí)際運(yùn)行中一般控制在1000mg／L以上。3根據(jù)實(shí)際污泥濃度對(duì)計(jì)算進(jìn)行調(diào)整
　　
　　出于管理方便，運(yùn)行工藝人員在冬季和夏季分別將污泥濃度保持在3000mg／L和1500mg／L，因此曝氣池的排泥量和需氧量都會(huì)與上述計(jì)算值產(chǎn)生較大幅度的偏離，應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算。
　　3.1確定濃度下剩余污泥排放量的計(jì)算
　　對(duì)上述三項(xiàng)進(jìn)行多次迭代計(jì)算，在水溫12℃，MLSS為3000mg／1時(shí)，實(shí)際污泥齡為18.6d，污泥產(chǎn)泥系數(shù)為0.70，每日實(shí)際排放剩余污泥量為1.57d／t；在水溫為23℃，MLSS為1500mg／1時(shí)，實(shí)際污泥齡為9.4天，污泥產(chǎn)泥系數(shù)為0.69，每日實(shí)際排放剩余污泥量為1.55d／t。
　　3.2確定濃度下所需鼓風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。
　　根據(jù)上述實(shí)際水溫和實(shí)際污泥齡，求得冬季實(shí)際OVC為1.19，夏季OVC為1.21，最后計(jì)算得冬季實(shí)際鼓風(fēng)量為64立方米／min，夏季實(shí)際鼓風(fēng)量為67m³／min。一般保持風(fēng)量在70m³／min左右是適宜的。
　　3.3兩種情況下計(jì)算運(yùn)行參數(shù)的比較(如表4)
　　對(duì)表中的各參數(shù)進(jìn)行比較，冬季根據(jù)實(shí)際MLSS調(diào)整的鼓風(fēng)量較計(jì)算MLSS下需求的鼓風(fēng)量高出9.4％，夏季高出15.6％，平均高出12.5％；冬季實(shí)際濃度下排出的剩余污泥量較計(jì)算濃度下需求的剩余污泥量低9.8％，夏季低15.3％，平均低12.6％。
　　4　兩種情況下能耗的比較分析
　　通過比較，我們看到，當(dāng)實(shí)際污泥濃度高于計(jì)算需求的污泥濃度時(shí)，系統(tǒng)對(duì)鼓風(fēng)量的需求增加了，但同時(shí)剩余污泥量的排放減少了。我們可以依據(jù)上述比較結(jié)果進(jìn)行工藝運(yùn)行中的節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)分析。
　　4.1鼓風(fēng)耗電成本的比較
　　根據(jù)耗電量測(cè)算，在流量為70m³／min時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際消耗功率約為98kw，則年耗電量為87.6萬(wàn)度。按實(shí)際風(fēng)量平均高于計(jì)算濃度下需求風(fēng)量的12.5％計(jì)，每年實(shí)際增加電耗為9.7萬(wàn)度，按照每度電0.7元的當(dāng)?shù)貎r(jià)格，增加成本6.8萬(wàn)元。
　　4.2污泥處理成本的比較
　　在實(shí)際污泥濃度下，每日排出剩余污泥量按照冬季和夏季的平均值計(jì)算為1.56t／d，則年排出569t。按照經(jīng)濟(jì)核算，污泥處理成本為1250元／t干污泥(含脫水和運(yùn)輸?shù)某杀炯拔勰嘧罱K處置成本)。如果實(shí)際污泥濃度下的排泥量普遍低于計(jì)算濃度下所需的排泥量12.6％，則每年減少排泥量71.1t，年節(jié)約污泥處理費(fèi)用8.9萬(wàn)元。
　　4.3綜合成本比較
　　根據(jù)上述測(cè)算，減少污泥的排放量可以使總體成本降低。但隨著污泥最終處置技術(shù)的提高，污泥最終處置成本可能會(huì)大大降低，根據(jù)上述計(jì)算，可以認(rèn)為污水廠目前的調(diào)控方式是適宜的。
　　5　結(jié)語(yǔ)
　　在污水廠運(yùn)行過程中，既可以根據(jù)來(lái)水的水質(zhì)水量情況隨時(shí)計(jì)算合理的污泥濃度和排泥量、鼓風(fēng)量等參數(shù)，也可以維持確定的污泥濃度，計(jì)算合理的排泥量和鼓風(fēng)量，而且還能夠根據(jù)污泥處理成本和鼓風(fēng)量耗電成本的比較，確定更合理的污泥濃度，充分實(shí)現(xiàn)污水處理節(jié)能降耗的效果。因此，生物計(jì)算不僅應(yīng)該在設(shè)計(jì)過程中被重視，在污水處理設(shè)施運(yùn)行中也應(yīng)該發(fā)揮重要作用，以保障我國(guó)眾多污水處理廠的良好運(yùn)