在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，厭氧消化在理論、技術(shù)和應(yīng)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于好氧生物處理的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來，世界能源短缺問題日益突出，這促使人們對厭氧消化工藝進(jìn)行重新認(rèn)識，對處理工藝和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及甲烷回收進(jìn)行了大量研究，使得厭氧消化技術(shù)的理論和實踐都有了很大進(jìn)步，并得到廣泛應(yīng)用。

目前，厭氧微生物處理是高濃度有機(jī)廢水處理工藝中不可或缺的處理工段，它較好氧微生物處理不僅能耗低，同時還可以產(chǎn)生沼氣作為能源二次利用。厭氧反應(yīng)容積負(fù)荷高較好氧反應(yīng)高出很多，對于處理同等量的COD厭氧反應(yīng)投資更低。

在厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行中，上升流速、水力停留時間和容積負(fù)荷等，那么這些數(shù)據(jù)都是如何計算的呢？今天我們就來講一講厭氧反應(yīng)器日常運(yùn)行中最常用的5個計算公式。

1. 上升流速

上升流速(Up flow Velocity)也叫表面速度(Superficial Velocity)或表面負(fù)荷(Superficial Loading Rate)。假定一個向上流動的反應(yīng)器的進(jìn)水流量（包括出水的循環(huán)）為Q（m3/h），反應(yīng)器的橫截面面積為A(m2)，則上升流速u(m/h)可定義為:

式中：

u – 上升流速，單位米/小時

Q - 反應(yīng)器的進(jìn)水流量，單位立方米/小時

A - 反應(yīng)器的橫截面面積，單位平方米

2. 水力停留時間

水力停留時間(Hydrolic Retention Time)簡寫作HRT，它實際上指進(jìn)入反應(yīng)器的廢水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間，因此，如果反應(yīng)器的有效容積為V(m3），則

式中：

HRT – 水力停留時間

V – 反應(yīng)器容積，單位立方米

Q - 反應(yīng)器的進(jìn)水流量，單位立方米/小時

如果反應(yīng)器高為H(m)，則：因為Q=uA，V=HA

所以HRT也可表示為如下公式，即水力停留時間等于反應(yīng)器高度與上升流速之比。

式中：

HRT – 水力停留時間

H - 反應(yīng)器高度，單位米

u -上升流速，單位米/小時

3. 反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷

反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷(Organic Loading Rate，簡寫作OLR)可“分為容積負(fù)荷(Volume Loading Rate，簡寫作VLR)和污泥負(fù)荷(Sludge Loading Rate，簡寫作SLR)兩種表示方式。

VLR即表示單位反應(yīng)器容積每日接受的廢水中有機(jī)污染物的量，其單位為kgCOD/(m3d)或kgBOD/(m3d)。假定進(jìn)水濃度為pw(kgCOD/m3或kgBOD/m3)，流量為q(m3／d)，則：

式中：

VLR – 容積負(fù)荷

Q - 反應(yīng)器的進(jìn)水流量，單位立方米/小時

Pw - 進(jìn)水濃度, 單位kgCOD/m3

V - 反應(yīng)器容積，單位立方米

4. 污泥的比產(chǎn)甲烷活性

比產(chǎn)甲烷活性(Specific Methanogenic Activity)是在一定條件下，單位質(zhì)量的厭氧污泥產(chǎn)甲烷的最大速率。其單位為mlCH4/(gVSS?d)、m3CH4/(kgVSS?d)或gCODCH4(gVSS?d)

比產(chǎn)甲烷活性是污泥性質(zhì)的重要參數(shù)。比產(chǎn)甲烷活性要通過專門的方法測定，它不是指反應(yīng)器內(nèi)污泥實際產(chǎn)甲烷的速率而是表示了這種污泥所具有的潛在產(chǎn)甲烷能力。由于比產(chǎn)甲烷活性受到很多因素的影響，例如溫度、底物濃度與組成等的影響，所以在不同條件下測得的比產(chǎn)甲烷活性不同。

由于反應(yīng)器負(fù)荷取決于反應(yīng)器內(nèi)污泥的量、污泥的比產(chǎn)甲烷活性與污泥與廢水混合的情況，因此無論對于何種厭氧反應(yīng)器，比產(chǎn)甲烷活性都是反應(yīng)器負(fù)荷與效率的重要參數(shù)。

進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的溶解性廢水中的COD厭氧過程中轉(zhuǎn)化為甲烷、少量細(xì)胞物質(zhì)和未完全利用的VFA．由于細(xì)胞物質(zhì)和VFA量相對較少，且對于溶解性廢水的厭氧處理，產(chǎn)甲烷是限速的一步，因此，反應(yīng)器預(yù)期的最大負(fù)荷可以近似表示為：

式中：

Ps - 為反應(yīng)器內(nèi)污泥平均濃度，kgVSS/m3；

U - 污泥的比產(chǎn)甲烷活性,kgCODch4/(kgVSS?d);

fc – 污泥和廢水的混合系數(shù)，對良好混合的反應(yīng)器fc =1。

5. 反應(yīng)器內(nèi)的污泥停留時間

污泥停留時間(Sludge Retention Time，簡寫作SRT)也稱為泥齡。延長SRT是所有高速厭氧反應(yīng)器最主要的設(shè)計思想。換言之，高的SRT是厭氧反應(yīng)器高速高效運(yùn)行的基本保證。

在連續(xù)運(yùn)行的厭氧反應(yīng)器中：

或

式中：

Ps - 反應(yīng)器中污泥平均濃度，單位kgTSS／m3或kgVSS/m3;

Ps’ - 出水中污泥平均濃度，單位與Ps相同

V - 反應(yīng)器容積，單位m3

Q – 日處理廢水量，單位m3／d。

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