【摘要】  活性污泥法在现代城镇污水处理中应用广泛，活性污泥法的曝气能耗占整个污水厂处理能耗的55%～60%，所以污水需氧量的计算对污水厂能耗作用具大，《室外排水设计规范》GB50014-2006(2011年版)6.8.2条给出了需氧量计算公式，但在实际应用中一些工程师对公式中参数来源及取值有些困惑，通过本篇给大家进行解答。

引言：

微生物对污水中可降解有机污染物进行氧化分解，最终形成和等稳定的无机物质，并从中获取合成新细胞物质所需要的能量，反应过程可用下列化学式表示：

另一部分有机污染物为微生物用于合成新细胞即合成代谢，所需能量取自分解代谢，这一反应过程可用下列化学式表示：

如果污水中营养物质匮乏，微生物可能进入内源代谢反应，微生物对其自身的细胞物质进行代谢反应，其过程可用下列化学方程式表示：

微生物对有机污染物的去除作用中分解代谢、合成代谢和微生物内源代谢反应都消耗氧量。

1.在曝气池内，活性污泥对有机污染的氧化分解和其本身的内源代谢都是耗氧过程。这两部分氧化过程所需要的氧量，一般用下列公式确定：

式中—混合液需氧量，;

—活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以计;

Q—处理污水流量，;

—经活性污泥微生物代谢活动被降解的机污染物()量，，;

—活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以计;

V—曝气池容积，;

—单位曝气池容积的挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度，。

2.《室外排水设计规范》GB50014-2006(2011年版)6.8.2生物反应池中好氧区的污水需氧量、根据去除的五日生化需氧量、氨氮的硝化和除氮等要求，宜按下式计算：

O2=0.001αQ(So-Se)-cΔXV+b[0.001Q(Nk-Nke)-0.12ΔXV]

-0.62b[0.001Q(Nt-Nke-Noe)-0.12ΔXV](6.8.2)

式中：O2—污水需氧量(kgO2/d);

Q—生物反应池的进水流量(m3/d);

So—生物反应池进水五日生化需氧量浓度(mg/L);

Se—生物反应池出水五日生化需氧量浓度(mg/L);

ΔXV—排出生物反应池系统的微生物量;(kg/d);

Nk—生物反应池进水总凯氏氮浓度(mg/L);

Nke—生物反应池出水总凯氏氮浓度(mg/L);

Nt—生物反应池进水总氮浓度(mg/L);

Noe—生物反应池出水硝态氮浓度(mg/L);

0.12ΔXV—排出生物反应池系统的微生物中含氮量(kg/d);

a—碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时，取1.47;

b—常数，氧化每公斤氨氮所需氧量(kgO2/kgN)，取4.57;

c—常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。

去除含碳污染物时，去除每公斤五日生化需氧量可采用0.7～1.2kgO2。

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3.公式6.8.2中各项的含义：

公式右边：

****项0.001αQ(So-Se)：去除含碳污染物的需氧量;

第二项cΔXV：剩余污泥氧当量;

第三项b[0.001Q(Nk-Nke)-0.12ΔXV]：氧化氨氮需氧量;

第四项0.62b[0.001Q(Nt-Nke-Noe)-0.12ΔXV]：反硝化脱氮回收的氧量。

若处理系统仅为去除碳源污染物则b为零，只计****项和第二项。

若处理系统为去除碳源污染物和硝化反应时，只计****、二、三项

若处理系统为去除碳源污染物和反硝化脱氮时，计入****、二、三、四项。

4.公式6.8.2中各系数的含义及由来：

①a——碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时取1.47

上式说明BOD5占总UBOD的68%，则生物可降解BOD的需氧量为1/0.68=1.47

含碳物质氧化的需氧量，也可采用经验数据，参照国内外研究成果和国内污水厂生物反应池污水需氧量数据，综合分析为去除1kg五日生化需氧量需0.7～1.2kgO2。

②b——常数，氧化每公斤氨氮所需氧量(kg02/kgN)，取4.57;

有机氮可通过水解脱氨基而生成氨氮，此过程为氨化作用。氨化作用对氮原子而言化合价不变，并无氧化还原反应发生。故采用氧化1kg氨氮需4.57kg氧来计算TKN降低所需要的氧量。

硝化：污水生物处理中好氧状态下硝化细菌将氨氮氧化成硝态氮的过程

生物硝化反应是亚硝化细菌、硝化细菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。

亚硝酸菌将氨氮氧化成亚硝酸盐的反应如下：

NH4++1.5O2→NO2-+2H++H2O+(240～350kJ/mol)

硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的反应如下：

NO2-+0.5O2→NO3-+(65～90kJ/mol)

硝化过程的总反应：NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

1gN 4.57gO(溶解氧含量不能低于1mg/l)

③c——常数，细菌细胞的氧当量，取1.42。

1.42为细菌细胞的氧当量，若用C5H7NO2表示细菌细胞，则氧化C5H7NO2分子需5个氧分子，

即160/113=1.42(kg02/kgVSS)。

④0.62——表示反硝化氧的回收率;

反硝化反应可采用下列公式表示：

5C十2H2O+4NO3-→2N2+40H-+5C02

由此可知：4个NO3-还原成2个N2，可使5个有机碳氧化成C02，相当于耗去5个02，而从反应式4NH4++8O2→4NO3-+8H++4H2O可知，4个氨氮氧化成4个NO3-需消耗8个02，故反硝化时氧的回收率为5/8=0.62。

5.公式6.8.2中计算需氧公式时为什么要减去剩余污泥的氧当量呢?

这是因为在计算需氧量时，假定除了用于合成的那一部分有机物外，所有有机物都被氧化;同样，除了用于合成的那部分氮外，其余的氮都需被先氧化，然后在反硝化的过程中再被还原，此过程还可获得一部分氧，因此，需氧量可以表示为：

需氧量=[去除的BOD-剩余污泥的BOD]+[去除氮的需氧量-剩余污泥含氧化所需氧量]-反硝化中获得的氧量。

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