污水厂里的计算第五篇--污泥产量的计算

接着公众号上一篇的污泥车间里的计算，今天来谈谈让我们运营人员一直比较头大的问题，污泥的实际产量问题。作为一个稳定运行的污水处理厂，大部分的生产上的问题来自于活性污泥的每日产泥量没有及时排放出系统，而污泥的产量也是往往让每一个运营管理人员迷惑的问题：如果每日排放的剩余污泥量大，脱水污泥产量大，药品消耗大，运行成本高，生物池有机负荷高，处理水质不稳定；如果每日排放的剩余污泥量小，脱水污泥、药耗、成本都少，但是生物池内的活性污泥却存在老化问题，容易导致污泥泡沫和污泥膨胀的问题发生。所以对污水厂每日脱泥量的合理计算安排，是保证污水处理厂稳定运行的一个重要环节。

有关污水处理厂污泥产量的计算有多种计算方式，我们国家的一些主管部门也针对污水处理厂的污泥产量问题做了一些专业的指导性的文件：

在2008年2月，进行的第一次全国污染源普查中，污染源普查工作办公室编写了《集中式污染治理设施产排污系数测算项目污水处理厂污泥产生系数使用手册》，对集中式的污水处理厂的污泥产量提出了校核公式。

2008年12月，由北京市环境保护科学研究院承担该标准的的制订的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范》（征求意见稿）对污水处理厂的各个阶段的污泥的产生量都进行了说明，其中包含初沉污泥和剩余污泥的产量都提出了详细的公式进行计算。

2011年3月国家建设部和发改委发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》中，对污泥产量进行了阐述：“城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物，主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。每万m3污水经处理后污泥产生量（按含水率80%计）一般约为5~10t，具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。”

安徽国帧环保王研究中心王淦在《COD减排核查基本知识》中：“一般情况下，二级污水处理厂污泥产量为处理每万立方米污水1～2tDS.（一般取1.5），处理每千克COD产生0.2～1kgDS（一般取0.4），处理每千克5d生化需氧量BOD5产生0.5～2.0 kgDS（一般取1）的污泥。”

在《污水处理厂各指标逻辑关系(修改)》一文中对污泥产量、单位水量、浓度差与出泥量的逻辑关系也做了一些描述：“1）当进水量1万吨，COD进、出水浓度差在50～120时，含水率80%左右的剩余污泥量为（0.4～0.8）吨；2）当进水量1万吨，COD进、出水浓度差在180～200时，含水率80%左右的剩余污泥量为(1.3～1.4)吨；3）当进水量1万吨，COD进、出水浓度差在230～270时，含水率80%左右的剩余污泥量为(1.6～1.9)吨；4）当进水量1万吨，COD进、出水浓度差在280～320时，含水率80%左右的剩余污泥量为(2.0～2.2)吨；5）污泥产量同时受进水SS的影响较大，浓度差在（100～200）时，一般万吨污水应产污泥量为(2～4)吨，需将产泥量加回以上COD测算排泥量中”。

上述是我国现阶段采用的比较多的几种污泥产量的计算公式（以上资料都可以通过互联网找到相关的文本，具体内容就不在这里展开叙述了），各种计算都有自己的适用区间，特别是我们注意研究各个文献对计算公式的定义，可以看到计算公式中都有很多的计算参数，这些参数的范围的取舍，往往对整个污水厂的污泥产量的计算带来很大的不确定性，但是对于一个污水处理厂来说，我们需要更准确的污泥产量来安排整个生产，因此我们今天从运营的角度来探索如何对污水厂的污泥产量进行计算。

城市污水处理厂作为污水处理的自然现象的人工强化的场所，它必然遵循自然界的规律，那就是物质不灭定理，也就是说污水中的污染物质在污水厂里不是消失了，而是通过微生物的作用转化到污泥中去，所以污水处理厂在运行过程中就会产生污泥，这些污泥的有效排出保证了最终出水水质达标。我们来了解下污水厂的污泥产生的来源都有那些。

首先，在预处理段有初沉池的污水处理厂，初沉池会产生的未经生物处理的污泥，这部分的污泥是主要来自于无机颗粒的沉淀带来的污泥，我们一般可以通过检测初沉池进出水的SS值来计算这部分的污泥产量。

W1=αQ（SSi-SSo）      （1）

式中：W1：预处理系统污泥产生量，kg/d；

α：系数，根据经验，一般初沉池α＝1.0，AB法A段α＝1.3，水解工艺α＝1.2，化学强化一级处理工艺α＝1.5～2.0；

Q：污水流量，m3/d；

SSi和SSo：分别为进出水悬浮物浓度，kg/m3。

在南方很多地区由于进水水质中SS较低，一般不设初沉池，北方的污水厂初沉池的设置是比较多的，但是最近以来因为除磷脱氮对碳源的需求，新建污水厂也逐步取消了初沉池，以保证碳源的充足。

第二部分就是生化处理段的活性污泥的产量的计算，这部分产量的计算相对来说要复杂很多，各种资料也给出了不同的计算途径，有从微生物增值的速率来计算的，有从污染物的去除量来计算的，有从污泥龄来计算的。对于运行的污水厂来说，结合经验参数，在理论上，污水厂每日运行微生物增值所产生富余的活性污泥，需要排出系统外成为剩余污泥，剩余活性污泥产量可依据《室外排水设计规范》中给出得公式进行计算，即：

W2=YQ(So-Se)-KdVXV+fQ(SSo-SSe)                     （2）

式中：

W2：剩余活性污泥量，kg/d；

Y：污泥产率系数，kgVSS/kgBOD5，20˚C时为0.3～0.6；

Q：设计平均日污水量，m3/d；

So：生物反应池内进水五日生化需氧量，kg/m3；

Se：生物反应池内出水五日生化需氧量，kg/m3；

Kd：衰减系数，d－1，一般可取0.05~0.1；

V：生物反应池容积，m3；

Xv：生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度，kgMLVSS/m3；

f：悬浮物（SS）的污泥转化率，宜根据试验资料确定，无试验资料时可取0.5～0.7gMLSS/gSS，带预处理系统的取小，不带预处理系统的取大；

SSo：生物反应池内进水悬浮物浓度，kg/m3；

SSe：生物反应池内出水悬浮物浓度，kg/m3；

最后还有一部分污泥来源于深度处理的加药产生的化学污泥。由于国家对污水厂的监管力度越来越大，GB18918-2002的一级A排放标准已经成为了硬性的指标，因此越来越多的污水厂开始进行加药进行深度处理，这部分加药所产生的化学污泥也成为了污水厂污泥来源之一。

W3=C+fQ(SSi-SSo)+Q(Pi-Po)                  （3）

式中：W3：深度处理系统污泥产生量，kg/d；

Q：污水流量，m3/d；

C：化学絮凝剂PAC，PAM的投加总量，Kg。

SSi和SSo：分别为深度处理段进出水悬浮物浓度，kg/m3。

Pi和Po：分别为深度处理段进出水总磷浓度，kg/m3。

f：悬浮物（SS）的污泥转化率，宜根据试验资料确定，无试验资料时可取0.5～0.7gMLSS/gSS，带预处理系统的取小，不带预处理系统的取大。

这三部分基本就是污水厂运行过程中所产生的污泥量，作为一个污水厂运行过程所产生的污泥由于受到各种现场运行条件的限制，产生的污泥量会出现各种变化的情况，特别是在公式2中，Y：污泥产率系数；Kd：衰减系数；f：悬浮物（SS）的污泥转化率这些参数的选择，往往让运行管理人员陷入选择困难。一般对于这种参数选择，我们的计算可以计算范围，即低参数计算一个值，高参数计算一个值，这样的计算出来一个产量的范围，利用这个范围值来校核污水厂的污泥产量。

所以污水处理厂最后的产泥量就是：

W=W1+ W2+W3

式中：W为总污泥量，kg/d

W1为预处理段污泥量，kg/d （无初沉池的污水厂不计算这部分污泥量）

W2为生物段剩余污泥量，kg/d

W3为深度污泥量，kg/d

*计算出来的污泥产量为绝干污泥量。

我们也要注意到，在污水厂的实际运行中，我们需要更直接的运行管理来进行工艺调控，而污泥量的计算，大部分来源于公式，来源于经验参数的计算，因此这个数据污水厂的运行管理人员可以了解并做实际的污泥产量的校核工作，但是不能以这个计算数值作为整个污水处理厂的标准值来进行运行管理。所有的污水厂的管理，依然要记住最根本还是出水水质的达标，才是污水厂各项参数的调整的先决条件，计算出来的这些数值，要和实际运行的工况做认真的比对和结合，不断地优化和无限的靠近我们实际的运行参数，这样才能真正的起到运行计算的作用，也才能把这些计算数据更好的服务于污水处理厂的运行管理上来。也包括和经验数值的比对上，偏离经验数值是存在的，但是只要保证了出水稳定达标，偏离就是正确的。