污泥之化学污泥量计算（十一）

谈起化学污泥量，首先想到的是给水厂设计中的泥量计算，那里没微生物剩余污泥之说。大多数情况下，对于污水厂而言，尤其是后续深度处理絮凝沉淀池而言，其产生的化学污泥量可参考给水厂设计中产泥量的计算方法。

污水深度处理中，如化学除磷，该过程同时伴随着部分SS的去除。化学药剂，如混凝剂、助凝剂等，其最终产泥组成成分如下：磷酸盐沉淀；碳酸盐沉淀；氢氧化物沉淀；药剂中的惰性成分沉淀；悬浮固体沉淀。化学污泥中各种沉淀物的量由pH、反应时间、污水组分和混凝机会等条件决定，化学污泥量与其它类型污泥量一样，每天都在变化，且很大程度上取决于化学品剂量和废水流量。

1. 给水厂泥量计算

根据《室外给水设计标准》（GB50013-2018）10.1.4：设计处理干泥量可按下式计算，该公式与日本水道协会《水道设施计算指针》（2000）中的计算公式基本相同：

S₀=(k₁C₀+k₂D)×k₀Q₀×10^-6

式中：S₀为设计处理干泥量，t/d；C₀为原水设计浊度，NTU；k₁为NTU与SS固体换算系数，mg/L；K₂为药剂转化为干泥量系数，当投加几种药剂时，应分别计算后叠加；D为药剂投加量，当投加几种药剂时，应分别计算后叠加，mg/L；Q为水厂设计规模，m3/d；K₀为水厂自用水量系数。

1）原水设计浊度C₀及K₁：因为给水厂设计中经常用的是浊度（NTU），污水厂采用SS来表征进水中悬浮含量情况，那么对于给水厂而言，算泥量的话就要将NTU转化为SS，这其中需要做试验来验证两者之间的关系，否则直接采用NTU的话，单位不统一。手册上建议值K₁介于0.7-2.2之间。

SS＝1.1615NTU＋1.2574（天津某水厂试验）

SS＝2.1548NTU-7.2024（上海某水厂试验）

2）药剂投加量及转化系数D及K₂：首先明确的是加药类别不一样，这里的转换系数也是不同的。比如有的资料上写的：铝盐混凝剂（以Al₂O₃计）换算成干污泥量的系数，取1.53，下表为不同药剂对应的干泥量转化系数：

3）给水厂设计中混凝剂的作用主要是为了去除NTU，它利用的原理是混凝剂水解所形成的的沉淀物来作为胶体状物质吸附、裹挟水中的悬浮物，这里不是以除磷为主要目的的，因为源水中的磷含量不高，当然了，该过程也完全可以除磷，形成磷沉淀，但比重很小，所以规范里的公式也没有涉及到MPO₄的计算。

4）综上，如果污水厂采用该公式计算（参考），比如k₁C₀项采用SS_进-SS_出代替，这个是可以的。但后面如果只采用k₂D那就不合理了，因为污水处理中还有磷沉淀，这个不能忽略，加药的主要目的就是为了除磷的。

2. 污水厂泥量计算

1）之前总是说污水处理中PAC投加量宜为20-50mg/L，这里再回顾一下。规范建议采用铝盐除磷时，采用投加系数为1.5-3.0，根据下述化学式可以得知：1mg磷的去除，理论上需要0.87mgAl，对应1.65mgAl₂O₃，假如PAC固体中Al₂O₃含量为28%，那么消耗的固体PAC质量为5.88mgPAC，考虑到投加系数，其范围为8.81-17.63mgPAC/mgP，好像日常说的20-50mgPAC/mgP有点偏大了。

Al³⁺+PO₄^3-=AlPO₄

Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃

Fe³⁺+PO₄^3-=FePO₄

Fe³⁺+3OH^-=Fe(OH)₃

2）手册中有这么一句话：在实际应用中可按每千克用铁产生2.5千克污泥或每千克用铝产生4.0千克污泥来计算产泥量（投加系数1.5下的试验值）。根据上面化学式，分别以Al和Fe为例进行计算：1gAl会产生4.5gAlPO₄，会产生2.9gAl(OH)₃；1gFe会产生2.7gFePO₄，会产生1.9gFe(OH)₃。从这个角度来说，磷沉淀质量要大于氢氧化物沉淀质量，且铁的量小于铝的量，那么到底有多少转化为了磷沉淀，多少转化为了氢氧化物沉淀，各自比例多少，这个不好确定。另外想说的是，关于单位质量金属离子产泥量，也有不同说法，国外有研究是4-5kgDS/kgFe³⁺，6-7kgDS/kgAl³⁺，国内有研究是均值为4.35kgDS/kgFe³⁺，6.0kgDS/kgAl³⁺，当然了这与很多因素有关了。

3）有没有一个公式可以直接计算呢，肯定有，这不，找到了一个研究初沉池的化学除磷公式，如下：

式中：S_Fe、S_Al为铁质污泥、铝质干污泥总质量，mg/L；P_in、P_out为进出水磷酸盐浓度，mg/L；Fe³⁺、Al³⁺为投加金属离子浓度，mg/L；TSS_in、TSS_out为进出水SS浓度，mg/L。

3. 实例计算

假如：进水水量10000m³/d，进水SS为20mg/L，出水SS为10mg/L，进水P浓度1.5mg/L，出水0.5mg/L，PAC投加量20mg/L（固体PAC中Al₂O₃有效含量28%），则：

1）按给水设计指南：

S₀=10000×(20-10)×0.001+10000×20×0.001×28%×1.53=100+85.68=185.68kgDS/d

2）按手册：

S₀=10000×(20-10)×0.001+10000×20×0.001×28%×(54/102)×4=100+118.58=218.58kgDS/d

3）按纯理论计，即除磷部分消耗的PAC剩下的部分形成氢氧化铝沉淀：

S₀=10000×(20-10)×0.001+10000×(1.5-0.5)×122/31×0.001+

10000×0.001×[ (20×28%×54/102)-(1.5-0.5)×27/31] ×78/27

=100+39.35+60.48=199.83 kgDS/d

4）按初沉池公式：

S_0’=21.34+2.77×(1.5-0.5)+3.07×(20×28%×54/102)+(20-10)=43.21mgDS/L

S₀=10000×43.21×0.001=432.12kgDS/d

5）综上，建议采用手册进行计算，按给水设计偏小，按理论的偏麻烦，按初沉池计算偏大。不过对于初沉池公式，在计算初沉池除磷时可做参考，本节内容主要针对的是生化池后的深度化学除磷。