污泥龄(Sludge Retention Time,简称SRT)是指在反应系统内,微生物从其生成到排出系统的平均停留时间,也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间( 即污泥龄=活性污泥系统污泥总量/系统每日排出的污泥量 )。污泥龄是活性污泥法处理系统设计和运行的重要参数,能说明活性污泥微生物的状况,世代时间(所谓世代时间是指微生物繁殖一代所需的时间)长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁衍成优势种属。
污泥龄(Sludge Retention Time,简称SRT)是指在反应系统内,微生物从其生成到排出系统的平均停留时间,也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间( 即污泥龄=活性污泥系统污泥总量/系统每日排出的污泥量 )。污泥龄是活性污泥法处理系统设计和运行的重要参数,能说明活性污泥微生物的状况,世代时间(所谓世代时间是指微生物繁殖一代所需的时间)长于污泥龄的微生物在曝气池内不可能繁衍成优势种属。
这里再说一句:网上流传最广的硝化菌世代周期为5天左右,反硝化世代周期为15天左右的说法千万不要信,已经不是一位小伙伴问这个问题了,正确的说法是,反硝化3天左右,硝化5天左右!
另外,SRT直接决定着活性污泥系统中微生物的年龄大小。SRT较大时,年长的微生物也能在系统中存在,而SRT较小时,只有年轻的微生物存在,它们的祖辈、父辈早已被剩余污泥带走。一般来说,年轻的微生物活性高,分解代谢有机污染物的能力强,但凝聚沉降性能较差,而年长的微生物可能已老化,分解代谢能力较差,但凝聚沉降性能较好。通过调节SRT,可以选择合理的微生物年龄,使活性污泥既有较强的分解代谢能力,又有良好的沉降性能。传统活性污泥工艺一般控制SRT在3?5天。
泥龄的长短与污水处理效果有两方面的关系:
一方面是泥龄越长,微生物在曝气池中停留时间越长,微生物降解有机污染物的时间越长,对有机污染物降解越彻底,处理效果越好;
另一方面是泥龄长短对微生物种群有选择性,因为不同种群的微生物有不同的世代周期,如果泥龄小于某种微生物的世代周期,这种微生物还来不及繁殖就排出池外,不可能在池中生存,为了培养繁殖所需要的某种微生物,选定的泥龄必须大于该种微生物的世代周期。最明显的例子是硝化菌,它是产生硝化作用的微生物,它的世代周期较长,并要求好氧环境,所以在污水进行硝化时须有较长的好氧泥龄。
当污水反硝化时,是反硝化菌在工作,反硝化菌需要缺氧环境,为了进行反硝化,就必须有缺氧段(区段或时段),随着反硝化氮量的增大,需要的反硝化菌越多,也就是缺氧段和缺氧泥龄要加长。
泥龄是根据理论同时又参照经验的累积确定的,按照处理要求和处理厂规模的不同而采用不同的泥龄,德国ATV标准中单级活性污泥工艺污水处理厂的最小泥龄数值见《 德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄表》 。
《德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄表》
《 德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄表》 中对规模小的污水厂取大值,是考虑到小厂的进水水质变化幅度大,运行工况变化幅度大,因而选用较大的安全系数。
《 德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄表》 中对规模小的污水厂取大值,是考虑到小厂的进水水质变化幅度大,运行工况变化幅度大,因而选用较大的安全系数。
无硝化污水处理厂的最小泥龄选择4~5 d,是针对生活污水的水质并使处理出水达到BOD=30 mg/L和SS=30 mg/L确定的,这是多年实践经验的积累,就像污泥负荷的取值一样。
有硝化的污水处理厂,泥龄必须大于硝化菌的世代周期,设计通常采用一个安全系数,以确保硝化作用的进行,其计算式为:
θc=F(1/μo)——(1)
式中
θc——满足硝化要求的设计泥龄,d
F——安全系数,取值范围2.0~3.0,通常取2.3
1/μo——硝化菌世代周期,d
μo——硝化菌比生长速率,d-1
μo=0.47×1.103(T-15)——(2)
式中
T——设计污水温度,北方地区通常取10 ℃,南方地区可取11~12 ℃
代入式(2)得:
μo=0.47×1.103(10-15)=0.288/d
再代入式(1)得:
θc=2.3×1/0.288=7.99 d
计算所得数值与《 德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄表》 中的数值相符,它的理论依据和经验积累具有普遍意义,并不随水质变化而改变,因此可以在我国设计中应用。
在最新的《室外排水设计规范》2021年版中,对单独脱氮工艺,最小泥龄为11d,单独除磷工艺,最小泥龄为3.5d,而对于脱氮除磷工艺来说,最小泥龄为10天,与《 德国标准中活性污泥工艺的最小泥龄表》相吻合!
泥龄的控制的手段是通过剩余污泥排放来实现:
系统中总的污泥量MT包括曝气池内的污泥量Ma,二沉池内的污泥量Mc和回流系统内的污泥量MR,即:MT=Ma+Mc+MR
当污水处理厂用SRT控制排泥时,可仅考虑曝气池内的污泥量,即MT=Ma。则
如果从回流系统排泥,则剩余污泥排放量MW=RSS·QW。
式中
QW——每天排放的污泥体积量,m3;
RSS——回流污泥的浓度,mg/L;
Me——二沉池出水每天带走的干污泥量,Me=SSe·Q;
SSe——二沉池出水的悬浮物;
Q——入流污水量。综合上式,每天的排污泥量
综合上式,每天的排污泥量
有人不考虑二沉池的水带走的污泥量Me。实际上,这部分污泥量占排泥量的比例不容忽视,尤其当出水SS超标时,更不能忽略Me。
【例题】某污水处理厂将SRT控制在5天左右,该厂曝气池容积Va为5000m3,试计算当天回流污泥浓度RSS为4000mg/L,混合液浓度为2500mg/L,出水SSe为30mg/L,入流污水量Q为20000m3/d时,该厂每天应排放的剩余污泥量。
解:将Q=20000m3/d,Va=5000m3,MLSS=2500mg/L,RSS=4000mg/L,SRT=5d代入式中,则每天应排剩余污泥量
这种计算简单,使用方便。适应进水流量波动不大的情况。当进水流量发生变动时,如果回流比保持恒定,则污泥量将在曝气池和二沉池中随水量的波动处于动态分配,此时的MT计算应考虑二沉池内的污泥量,即:
MT=Ma+Mc
泥龄SRT的计算公式为
Mc可用下式计算
式中 A——二沉池的表面积,m2(平方米,下同);Hs——二沉池内污泥层厚度,m。则每日排放剩余污泥量为
【例题】某厂曝气池有效容积Va=5000m3,二沉池表面积为625m2(平方米),泥龄SRT=5天,试计算当MLSS=2500mg/L,RSS=4000mg/L,二沉池内污泥层厚度Hs=0.9m,进水流量Q=20000m3/d,出水SS=30mg/L时,该厂每天应排放的排泥量?
解:将上述数据代入公式