CN116338083A - 一种推流式a2/o污水生物处理工艺运行状态的诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开推流式A²/O处理工艺运行状态的诊断方法，在A²/O系统内沿程设置监测点，测定采集样品的水质和MLSS；计算污泥回流比、混合液回流比，确定污泥回流量和混合液回流量；根据水质参数分别计算厌氧、缺氧、好氧单元的COD去除量；比较厌氧与缺氧、缺氧与好氧之间的COD去除量，判断各处理单元的的运行状态。本方法的污泥回流比、混合液回流比准确，各处理单元内污染物的去除量、去除比例测定准确性高，根据污染物的去除量和去除比例对各处理单元的运行状态进行准确判断和及时调整；改变了现有污水厂只有工艺总进、出水水质浓度而无法判断各工艺单元内污染物去除能力的缺点；根据好氧单元的实际氨氮去除速率，及时调整曝气量，显著降低了系统运行状态的判断成本、处理成本和能耗。

Description

一种推流式A2/O污水生物处理工艺运行状态的诊断方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种污水处理系统效能的诊断方法，特别涉及一种污水生物处理系统的诊断方法。

背景技术

A²/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺是目前在我国城市污水生物处理过程中使用最为广泛的污水处理工艺。它主要是利用工艺中各类关键设备及相关调控参数(如曝气设备的开启与否及其功率大小、回流设备的开启与否及其功率大小等)，在不同工艺单元中创造出适合活性污泥中重要功能种群(反硝化菌、除磷菌、氨氧化菌及亚硝酸氧化菌)生存和进行生理生化活动的不同生境，从而达到工艺碳、氮、磷整体同时去除的最终目标。在完整的处理过程中，活性污泥中功能微生物在适宜生境条件下的生理代谢活动是全部的核心，但这些活动既受制于进水水质、环境温度的波动影响，同时运行参数创造的生境环境(如混合液回流带来的硝态氮存在，曝气设备控制水中溶解氧的大小、进水流量波动对水力停留时间引起变化等等) 也会切实影响这些生理生化活动的发生与否、发生顺序以及反应速率，并最终影响工艺的实际去除效果。

随着我国城市黑臭水体治理的深入及排水标准的日趋严格，对水中碳、氮、磷等污染物质的高效稳定去除提出了更为苛刻的要求。担负主要去除任务的城市污水处理厂为复杂工程体系，现有管理中往往只测定工艺总进出水的水质数据，造成各工艺单元名义生境与实际生境间状态差距较大；尽管具有一定设备或在线仪器信息辅助，但依旧无法在以上多因素复合影响下对生物过程进行快速准确解析，无法真正寻找到制约工艺氮、磷高效稳定去除的实际主控因子。

在目前的实际运行中，由于污水处理厂设计和实际运行成本的限制，污水处理厂的运行管理部门仅能对进厂和出厂口的水质与水量进行监测，但对影响及控制各工艺单元状态的重要工艺参数，如进水分配比、混合液回流比例、污泥回流比例等，仅能依靠设备功率参数变化、阀门闭合度大小进行大致估计，因此无法对污染物在各重要工艺单元中的物质转化与质量平衡进行准确计算，对各个主要工艺单元(厌氧、缺氧、好氧)的真实状态与真实污染物去除性能无法及时掌握，无法从活性污泥的活性与活动中获得快速直接反馈，而对工艺过程的调控则主要依靠运行人员的经验操作，这样往往导致污水处理厂无法做到对真正影响工艺运行状态主要工艺参数数据的准确操控，同时也无法判定数值大小对主要工艺单元实际运行状态的确实影响。而只通过进出水监测同时通过最终出水会导致A²/O工艺出现工艺运行能耗升高、目标污染物出水浓度波动等现象，严重时的一些现象(如污泥膨胀)会导致系统的崩溃。因此亟需开发一种针对现有推流式A²/O工艺的处理效能进行快速精确诊断的方法，有效提高现有污水处理厂的运行管理水平，为污水处理厂提质增效奠定牢固基础。

本发明主要针对目前城市污水生物处理过程中广泛使用的推流式A²/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺，在实际运行的复杂工况条件下，通过标准化布点方法，实时监测目标污染物在不同处理工艺单元中的浓度，获得处理过程中目标污染物的浓度分布与变化趋势，明确工艺各处理单元的厌氧/缺氧实际性质，准确判明关键工艺参数的数值波动范围，对生物处理工艺 (即推流式A²/O)中各工艺单元中的目标污染物的实际生物去除效能进行精准诊断，在明确工艺对不同目标污染物的准确去除能力前提下，发现影响污染物去除的主要工艺单元和主要因素，为A²/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺的高效运行优化策略构建提供坚定的科学数字基础，为工艺控制提供更为明确的方向和控制参数。

发明内容

本发明的目的是针对在现有推流式A²/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺运行管理过程中，由于无法对各个工艺单元的真实状态进行准确定性，对污染物(NH₄ ⁺-N、COD、TN、PO₄ ^3--P) 在各单元中的真实去除性能无法及时掌握等问题，提供一种对推流式A²/O生物处理工艺运行状态的诊断方法，本方法通过在工艺沿程进行标准化布点，采样监测，在利用活性污泥数学模型中的化学计量系数基础上，准确计算厌氧、缺氧、好氧单元中目标污染物(如氨氮 (NH₄ ⁺-N)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、磷酸根磷(PO₄ ^3--P)等)的物质转化与去除分布；准确确定污泥回流比、混合液回流比；判定各处理单元的实际状态，最终实现对推流式A²/O生物处理过程进行快速定性；处理工艺实际运行状态及污染物去除和去除能力进行快速准确定量、精确诊断。

本发明方法对现有A²/O工艺实际运行中的模糊的工艺参数(如污泥回流、混合液回流等)的取值范围进行准确的定量，在此基础上正确排除因污泥回流、混合液回流的稀释影响，就目标污染物在各处理单元中的准确去除比例和相关物质转化量进行准确获取，有效提高对复杂生物处理工艺过程的认识与掌握，且与自动在线监测相比，本发明方法降低了过程获取成本，而且能更好地为处理工艺过程的优化提供数据基础服务(过程优化需要这些基础数据，没有这些基础数据是无法做到过程优化，所以叫做提供数据基础服务)。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种推流式A²/O污水生物处理工艺运行状态的诊断方法，包括如下步骤：

1)在推流式A²/O污水生物处理系统内沿着污水处理流程，沿程设置样品监测点；

2)测定样品监测点采集的样品的水质参数；

3)根据测定的参数分别计算推流式A²/O污水生物处理系统的污泥回流比R_污回比、混合液回流比R_混回比；

4)根据测定的水质参数、测定的污泥回流比、混合液回流比分别计算厌氧单元COD去除量COD_厌氧去除、缺氧单元COD去除量COD_缺氧去除、好氧单元COD去除量COD_好氧去除；

5)根据计算的各处理单元的COD去除量，分别比较COD_厌氧去除与COD_好氧去除；COD_缺氧去除与COD_好氧去除，判断厌氧单元、缺氧单元、好氧单元的运行状态。

比较各处理单元(厌氧、缺氧、好氧单元)内污染物的去除量的大小，准确判断各处理单元的状态，诊断污水生物处理工艺效能。

其中，所述推流式A²/O(厌氧/缺氧/好氧)生物处理系统包括具有污泥回流、混合液回流两个工艺处理单元。

其中，步骤1)中所述沿程是指沿生物处理系统内各处理单元(即厌氧处理单元、缺氧处理单元、好氧处理单元)中的污水的流动方向。

设置样品监测点的原则是：按照处理单元的长度及污染物去除动力学的原则均匀划分反应单元，每划分区域内进行一个监测点的设置。

其中，步骤1)中所述沿程设置样品监测点为：在推流式A²/O污水生物处理系统的每个处理单元内沿污水流动方向至少布置2个样品采集点以保证获得每个处理单元的进水、出水水质参数。

在各处理单元内沿污水流动方向至少在处理单元的进水后、出水前布置2个采样点，以保证获得每个处理单元的进、出水质变化值。另外也可以根据反应单元长均匀划分单元格，每格长度可以在10m～30m左右(以反应单元长度为准)，每格内设置一个采样点；在污泥回流单元内应至少设置1个采样监测点。

特别是，还包括在污水原水进入所述推流式A²/O生物处理系统前的污水进水管内设置进水监测点(即进水点)，测定待处理污水原水的水质；在回流污泥进入所述推流式A²/O生物处理系统前的回流污泥管内设置污泥回流监测点(即污泥点)，测定回流污泥的水质。

尤其是，在推流式A²/O污水生物处理系统的进水管内设置至少1个进水点，优选为1 个进水点；在污泥回流内设置至少1个污泥点，优选为1个污泥点。

特别是，进水点设置在原水注入厌氧单元的入口处的前端，靠近厌氧单元的前端位置；距离厌氧单元的污水注入口20-100cm，优选为30-50cm，进一步优选为50cm；进水点采集的样品为进水样品。

特别是，污泥点设置在靠近厌氧单元的回流污泥注入口位置；距离回流污泥注入口100- 250cm；污泥点采集的样品为污泥样品。

因为污泥回流单元停留时间短，单元内污泥状态及水质均匀，可根据现场情况在污泥回流单元内任意位置设置1个采样点。

其中，在厌氧处理单元(即厌氧单元)、缺氧处理单元(即缺氧单元)、好氧处理单元(即好氧单元)内沿程设置至少2个采样监测点。

特别是，各处理单元内的第一样品监测点设置在处理单元的进水之后；第二样品监测点设置在处理单元的出水前。

尤其是，在厌氧单元沿程设置至少2个厌氧监测点(即厌氧点)，其中第一厌氧监测点 (即第一厌氧点)设置在回流污泥与厌氧单元进水混合后，且靠近回流污泥与进水的混合区域；第二厌氧监测点(即第二厌氧点)设置在厌氧单元出水前且最接近出水口的位置。

特别是，第一厌氧点设置在厌氧单元沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；进一步优选为1/20-1/10；第二厌氧点设置在厌氧单元沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3，进一步优选为1/20-1/10。

尤其是，当第一、第二厌氧点之间的间距超过30m，则在第一、第二厌氧点之间沿着厌氧单元的沿程长度均匀设置多个厌氧监测点(即第n厌氧点，n为3、4、5，...整数)，相邻两个厌氧监测点之间的沿程距离为10-30m。

在厌氧单元内，第一厌氧点设置在污泥回流与厌氧进水充分混合后，且靠近混合区域，监测点角标设置为“_第一厌氧”；以厌氧单元出水前且最接近出水口的位置为厌氧单元第二监测点，即厌氧单元出水点，监测点角标设置为“_第二厌氧”；若厌氧单元第一监测点和第二监测点沿程长度距离超过30m，设置更多厌氧监测点，多监测点布点原则为在厌氧第一监测点与第二监测点间按厌氧反应单元长度均匀划分单元格，每格长度控制在10～30m之间(以反应单元长度为准，最小长度勿<10m，最大长度勿>30m)，每格内设置一个采样点，每采样点与下一采样点间距离均匀，直至第二厌氧点，角标为“_第三厌氧”、“_第四厌氧”，以此类推。

特别是，第一、第二厌氧点采集的样品分别为第一、第二厌氧样品；其他厌氧监测点采集的样品称为相应厌氧点样品，第n厌氧点采集的样品为第n厌氧样品。

其中，在缺氧单元沿程设置至少2个缺氧监测点(即缺氧点)，其中第一缺氧监测点(即第一缺氧点)设置在回流混合液与缺氧单元进水混合后，且靠近回流混合液与进水的混合区域；第二缺氧监测点(即第二缺氧点)设置在缺氧单元出水前且最接近出水口的位置。

特别是，第一缺氧点设置在缺氧单元沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为 1/50-1/3；进一步优选为1/20-1/10；第二缺氧点设置在缺氧单元沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3，进一步优选为1/20-1/10。

尤其是，当第一、第二缺氧点之间的间距超过30m，则在第一、第二缺氧点之间沿着缺氧单元的沿程长度均匀设置多个缺氧监测点(即第n缺氧点，n为3、4、5，...整数)，相邻两个缺氧监测点之间的沿程距离为10-30m。

在缺氧处理单元，第一缺氧监测点设置在混合液回流与缺氧进水充分混合后，且尽可能靠近混合区域，监测点角标设置为“_第一缺氧”；以缺氧单元出水前且最接近出水口的位置为缺氧单元第二监测点，即缺氧单元出水点，监测点角标设置为“_第二缺氧”；若缺氧单元的第一监测点和第二监测点距离超过30m，设置更多缺氧监测点，多个监测点布点原则为在第一缺氧点与第二缺氧点间按缺氧反应单元长度均匀划分单元格，每格长度控制在10m～30m之间 (以反应单元长度为准，最小长度勿<10m，最大长度勿>30m)，每格内设置一个采样点，每采样点与下一采样点间距离均匀，直至第二缺氧点，角标为“_第三缺氧、_第四缺氧”，以此类推。

特别是，第一、第二缺氧点采集的样品分别为第一、第二缺氧样品；其他缺氧点采集的样品称为相应缺氧点样品，第n缺氧点采集的样品为第n缺氧样品。

其中，在好氧单元沿程设置至少2个好氧监测点(即好氧点)，其中第一好氧监测点(即第一好氧点)设置在好氧单元进水后，且靠近进水混合区域；第二好氧监测点(即第二好氧点)设置在好氧单元出水前且最接近出水口的位置。

特别是，第一好氧点设置在好氧单元沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为 1/50-1/3；进一步优选为1/30-1/10；第二好氧点设置在好氧单元沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3，进一步优选为1/30-1/10。

尤其是，当第一、第二好氧点之间的间距超过30m，则在第一、第二好氧点之间沿着好氧单元的沿程长度均匀设置多个好氧监测点(即第n好氧点，n为3、4、5，...整数)，相邻两个好氧监测点之间的沿程距离为10-30m。

在好氧处理单元，第一好氧点为好氧单元进水点后，在曝气开始后进行设置，且尽可能接近曝气开始区域，监测点角标设置为“_第一好氧”；以好氧单元出水前且最接近出水口为好氧单元第二监测点，即好氧单元出水点，监测点角标设置为“_第二好氧”；若好氧单元第一监测点和第二监测点距离超过30m，设置更多好氧监测点，多个监测点布点原则为在第一好氧点与第二好氧点间按好氧反应单元长度均匀划分单元格，每格长度宜控制在10～30m之间(以反应单元长度为准，最小长度勿<10m，最大长度勿>30m)，每格内设置一个采样点，每采样点与下一采样点间距离均匀，直至第二好氧点，角标为“_第三好氧”、“_第四好氧”，以此类推。

特别是，第一、第二好氧点采集的样品分别为第一、第二好氧样品；其他好氧监测点采集的样品称为相应好氧点样品，第n好氧点采集的样品为第n好氧样品。

其中，步骤2)中所述水质参数包括：化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄ ⁺-N)、亚硝酸盐氮(NO₂ ^--N)、硝酸盐氮(NO₃ ^--N)、总氮(TN)、磷酸根磷(PO₄ ^3--P)。

特别是，还包括测定悬浮污泥(MLSS)浓度，优选测定污泥点、第一厌氧点、第二厌氧点、第一缺氧点、第二好氧点采集的样品的MLSS浓度。

污染物化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄ ⁺-N)、硝酸盐氮(NO₃ ^--N)、磷酸根磷(PO₄ ^3-- P)，在推流式A²/O污水生物处理系统的各个处理单元中的去除量；

尤其是，采用《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关方法测定各样品水质参数。

特别是，按照《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关方法测定的水质参数化学需氧量(COD)的单位mg/L、氨氮(NH₄ ⁺-N)浓度的单位mg/L、硝酸盐氮(NO₃ ^--N)浓度的单位mg/L、总氮(TN)浓度的单位mg/L、磷酸根磷(PO₄ ^3--P)浓度的单位mg/L。COD选用重铬酸钾法测定。

尤其是，还包括在设置的样品监测点上平行采集至少3组样品，获得至少3组平行样品，并分别测定每组平行样品对应的水质参数。

其中，步骤3)中所述R_污回比按照公式(1)计算：

式(1)中：MLSS_污泥回流为回流污泥样品的悬浮固体浓度(即污泥浓度)，mg/L；Q_进水为污水原水的进水流量，L/h；Q_污泥回流为回流污泥流量，L/h；MLSS_第一厌氧为第一厌氧样品的悬浮固体浓度，mg/L。

其中，步骤3)中所述R_混回比按照公式(2)计算：

式(2)中Q_{混合液回流}为回流混合液流量，L/h；Q_进水为污水进水流量，L/h；MLSS_第二厌氧、MLSS_第一缺氧分别为第二厌氧样品、第一缺氧样品的污泥浓度，mg/L；MLSS_第二好氧为第二好氧样品的悬浮固体浓度，mg/L；污泥回流比按公式(1)计算。

特别是，R_污回比、R_混回比分别通过测定至少3组平行样品的污泥回流比、混合液回流比，然后取平均值，获得校核的R_污回比、R_混回比。

尤其是，步骤3)中根据测定R_污回比、R_混回比，确定系统在污水处理过程中污泥回流量：Q_污泥回流＝R_污回比×Q_进水；确定系统在污水处理过程中回流混合液流量Q_{混合液回流}＝R_混回比×Q_进水。

其中，步骤4)所述厌氧单元的COD_厌氧去除按照如下步骤测定：

4A-1)按照公式(3)计算厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量：

NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}＝NO₃ ^--N_进水+NO₃ ^--N_污泥回流-NO₃ ^--N_第二厌氧 (3)

式(3)中：NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量，即厌氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg；NO₃ ^--N_进水为进水中的NO₃ ^--N的量，mg，即NO₃ ^-- N_进水为进水样品的NO₃ ^--N浓度×Q_进水＝[NO₃ ^--N]_进水×Q_进水；NO₃ ^--N_污泥回流为回流至厌氧处理单元的回流污泥的NO₃ ^--N的量，mg，即NO₃ ^--N_污泥回流为污泥样品的NO₃ ^--N浓度×Q_污泥回流＝[NO₃ ^--N]_污泥×Q_污泥回流；NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧单元出水时的NO₃ ^--N的量，即NO₃ ^--N_第二厌氧为第二厌氧点的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流)＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)；

4A-2)按照公式(4)计算厌氧处理单元反硝化所去除的COD量：

COD_{厌氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{厌氧反硝化} (4)

式(4)中COD_{厌氧反硝化}为厌氧单元中反硝化作用所消耗的COD的量，mg；NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为按照公式(3)获得厌氧单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg；

4A-3)按照公式(5)计算厌氧处理单元的PO₄ ^3--P的释放量PO₄ ^3--P_厌氧释放：

PO₄ ^3--P_厌氧释放＝PO₄ ^3--P_第二厌氧-PO₄ ^3--P_污泥回流-PO₄ ^3--P_进水(5)；

式(5)中PO₄ ^3--P_厌氧释放为厌氧单元中的磷酸根磷(PO₄ ^3--P)的释放量，mg；PO₄ ^3--P_污泥回流为回流污泥中的磷酸根磷的量，mg，PO₄ ^3--P_污泥回流为污泥回流样品的PO₄ ^3--P浓度×Q_污泥回流＝[PO₄ ^3--P]_污泥回流×Q_污泥回流；PO₄ ^3--P_第一厌氧为第二厌氧样品中的磷酸根磷的量，mg，PO₄ ^3--P_第二厌氧为第二厌氧样品的PO₄ ^3--P浓度×(Q_进水+Q_污泥回流)＝[PO₄ ^3--P]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)； PO₄ ^3—P_进水为进水中磷酸根磷的量，mg，PO₄ ^3—P_进水为污水进水样品的PO₄ ^3--P浓度×Q_进水＝[PO₄ ^3--P]_进水×Q_进水；

4A-4)按照公式(6)计算厌氧池内磷释放所消耗的COD量

COD_厌氧释磷＝2.84×PO₄ ^3--P_厌氧释放 (6)

式(6)中COD_厌氧释磷为厌氧处理单元中磷释放所消耗的COD的量，mg；PO₄ ^-3--P_厌氧释放为厌氧处理单元中的磷酸根磷(PO₄ ^3--P)的释放量，按照公式(5)计算获得；

4A-5)厌氧单元的COD去除量为COD_{厌氧反硝化}与COD_厌氧释磷的加和，即COD_厌氧去除＝COD_{厌氧反硝化}+COD_厌氧释磷。

其中，步骤4)所述缺氧单元的COD_厌氧去除按照如下步骤测定：

4B-1)按照公式(7)测定缺氧单元中NO₃ ^--N反硝化的量NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}；

NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}＝NO₃ ^--N_第二厌氧+NO₃ ^--N_{混合液回流}-NO₃ ^--N_第二缺氧 (7)

式(7)中：NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量，缺氧单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的，mg；NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧单元出水中硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg，NO₃ ^--N_第二厌氧为第二厌氧样品的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流)＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧× (Q_进水+Q_污泥回流)；NO₃ ^--N_{混合液回流}为从好氧池回流至缺氧池的混合液中的硝酸盐态氮(NO₃ ^-- N)的量，mg，NO₃ ^--N_{混合液回流}为第二好氧样品的NO₃ ^--N浓度×Q_{混合液回流}＝[NO₃ ^--N]_第二好氧×Q_{混合液回流}；NO₃ ^--N_第二缺氧为缺氧处理单元出水中硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg，NO₃ ^--N_第二缺氧为第二缺氧样品中的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NO₃ ^--N]_第二缺氧×(Q_进水+Q_污泥回流 +Q_{混合液回流})；

4B-2)按照公式(8)计算缺氧单元反硝化所消耗的COD量，公式(8)如下：

COD_{缺氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{缺氧反硝化} (8)

式(8)中COD_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化作用所消耗的COD的量，mg；NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg，按照公式(7)计算。

其中，步骤4)所述好氧单元的COD_厌氧去除按照如下步骤测定：按照公式(11)计算好氧单元的COD去除量，公式(11)如下：

COD_好氧去除＝COD_第二缺氧—COD_第二好氧 (11)

式(11)中，COD_好氧去除为好氧处理单元的COD去除量，mg；COD_第二缺氧为缺氧单元出水中的COD的量，mg，由第二缺氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二缺氧× (Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；COD_第二好氧为好氧处理单元出水中的COD的量，mg，由第二好氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

特别是，步骤4)中还包括测定好氧单元的整体污泥氨氮去除负荷NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}，其中NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}按照公式(9)测定：

NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第二好氧)/(MLSS_第二好氧×V_好氧×HRT_好氧) (9)

式(9)中，NH₄ ⁺-N_第一好氧为进入好氧单元的NH₄ ⁺-N的量，mg；由第一好氧样品的NH₄ ⁺-N(氨氮)浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第一好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；NH₄ ⁺-N_第二好氧为好氧单元出水中NH₄ ⁺-N的量，mg，由第二好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第二好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；MLSS_第二好氧为第二好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧为好氧单元的体积，L，通过污水厂设计数据直接获得；HRT_好氧为好氧单元的水力停留时间，按照公式(9a)计算：HRT_好氧＝V_好氧/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})(9a)。

特别是，步骤4)还包括测定好氧单元内，污水流至好氧单元内不同处理位置时的实际污泥氨氮去除负荷NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}，其中NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}按照公式(10)测定： NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第n好氧)/(MLSS_第n好氧×V_好氧实际×HRT_好氧实际)(10) 式(10)中，NH₄ ⁺-N_第n好氧为污水流至第n好氧点时的NH₄ ⁺-N的量，mg，由第n好氧样品的NH₄ ⁺-N(氨氮)浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第n好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})； MLSS_第n好氧为第n好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧实际为污水在好氧单元内流至第n好氧点时，污水好氧处理的所经过的实际体积，L，通过第n好氧监测点占总好氧单元沿程长度比例乘以V_好氧，即好氧单元沿程长度为l，第n好氧点从好氧单元进水口至第n好氧点的沿程长度为k，则V_好氧实际为k/l×V_好氧；HRT_好氧实际则为第n好氧监测点时的好氧处理单元内的实际水力停留时间，HRT_好氧实际＝V_好氧实际/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；n＝3、4、5...，整数，n 最大值为好氧单元内设置的样品监测点的数量。

其中，步骤5)中按照如下方法判断推流式A²/O污水生物处理系统中厌氧单元、缺氧单元、好氧单元的运行状态：

若COD_厌氧去除实际发生且大于COD_好氧去除，则厌氧单元状态良好；其中所述COD_厌氧去除实际发生是指COD_厌氧去除计算的量>0；

若COD_厌氧去除未发生或实际发生但小于COD_好氧去除，则厌氧单元状态不佳；其中所述COD_厌氧去除未发生指COD_厌氧去除计算的量≤0；

若COD_缺氧去除实际发生且大于COD_好氧去除，则缺氧单元状态良好；其中所述COD_缺氧去除实际发生是指COD_缺氧去除计算的量>0；

若COD_缺氧去除未发生或实际发生但小于COD_好氧去除，则缺氧单元状态不佳；其中所述COD_缺氧去除未发生指COD_厌氧去除计算的量≤0。

特别是，步骤5)中还包括测定COD的非曝气去除率R_非曝气率，其中R_非曝气率按照公式(13)测定，

R_非曝气率＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％

＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除)×100％ (13)

其中，R_非曝气率>80％，表明大量的有机物(COD)是通过低能耗的非曝气方式去除，判断推流式A²/O污水生物处理系统的运行状态优良；R_非曝气率<50％，表明大量有机物(COD)是通过高能耗曝气方式在好氧单元进行去除，判断推流式A²/O污水生物处理系统的非曝气单元厌氧和缺氧单元运行状态存在问题，需要进行调整。

本发明提供一种生物处理工艺(即推流式A²/O)沿程的标准化布点采样方法，包括对工艺中重要工艺单元和工艺管道的最少布点原则及布点位置。

其中，最少布点原则是指为了准确获取重要工艺参数取值范围，在重要工艺单元和工艺管道沿程中应布的最少采样监测点数和布点说明；沿程指从反应单元起点开始，沿反应单元水流前进方向至终点方向。

其中，所述重要工艺参数是指推流式A²/O工艺中运行中的污泥回流比、混合液回流比、进水分配比的运行参数，优选为污泥回流比、混合液回流比。重要工艺单元是指推流式 A²/O工艺中的厌氧处理单元、缺氧处理单元、好氧处理单元、沉淀池；工艺管道为进水管道、污泥回流管道或污泥沉淀池。

厌氧处理单元是指A²/O生物处理工艺中的第一个反应单元，回流污泥与进水在厌氧处理单元内混合，进行硝酸盐的反硝化反应，同时对污水的COD进行去除。进行磷酸根磷的释放反应，消耗COD；厌氧处理单元保证活性污泥的释磷作用产生；缺氧处理单元是指A²/O生物处理工艺中的第二个反应单元，回流混合液与厌氧处理单元的出水在缺氧处理单元内混合，并对COD进行去除；缺氧处理单元对污水内的硝酸盐进行反硝化处理；好氧处理单元是指A²/O生物处理工艺中的第三个反应单元；所述好氧处理单元具有曝气作用，对污水的COD进行去除，对氨氮进行硝化；沉淀池是指对A²/O二级生物处理工艺出水进行固液分离的单元，污泥由沉淀池底部经管道或回流渠部分回流至厌氧处理单元。即沉淀池对 A²/O二级生物处理过程中的好氧处理单元的出水进行固液分离处理。

在各个样品监测点采样时，采样深度为15-20cm，即采集监测点水下15-20cm处的泥水混合样品。

在实际推流式A²/O污水处里工艺中，通常只测定工艺的总进、出水水质浓度，以污染物出水浓度是否达到排放标准来判断工艺运行状态的好坏，无法对厌氧、缺氧、好氧等工艺单元的状态进行判断；同时出水浓度数值也因受回流比稀释的影响而产生波动，不能真实反应污染物在各工艺中的去除程度；重要的工艺参数污泥回流比与混合液回流比除受泵(污泥回流泵、混合液回流泵)功率大小、阀门开度的影响外，回流液管道坡度变化、泵阀门等指示数值与真实发生数值之间的误差都会影响到回流比的真实数值大小，而这些是无法依靠污水厂常规测定方法进行校正的。

目前对推流式A²/O工艺中各处理单元实际运行状态(厌氧状态、缺氧状态、好氧状态)大多靠在线ORP(氧化还原电位)及DO(溶解氧)仪表进行监测，而对于污染物在处理单元中的实际去除能力则没有成熟的、系统的分析获取方法，因此本发明具有如下优点：

1、本方法在推流式A²/O工艺的各个处理单元内沿程设置样品监测点，使用的布点原则在节省人力、物力的基础上，采用了标准化的方法，具有通用性，对任意推流式A²/O工艺均具有良好的适用性；与在线仪表法相比，具有节约投资成本，减少运行成本的优势，本方法测试的成本仅为几百元左右，而在线监测仪器成本至少十几万元起，显著降低了生物处理成本和降低了获取目标污染物在各个处理单元中去除比例、转化量的获取成本。

2、推流式A²/O处理过程中的重要工艺参数：污泥回流比、混合液回流比等，目前均是依靠该处理系统在建设时的设备设计功率进行大致估算，粗略评估工艺运行的稳定性；但在实际运行管理过程中，由于种种条件的限制，例如泵(污泥回流泵、混合液回流泵)功率大小、阀门开度大小，回流液管道坡度变化、泵阀门等指示数值与真实发生数值之间的误差等，均会导致混合液回流比的数据误差往往很大，不能准确评价和诊断工艺运行的稳定性，而本发明通过标准化的布点方法与样品监测，获得系统运行过程中的实际工艺参数，大大提高了数据精度范围，精确评估和诊断工艺运行的稳定性，显著提高处理效率；本发明中测定的处理过程中真实发生的污泥回流比与混合液回流比数值，对污水处理中因污泥回流和混合液回流导致的稀释作用进行准确定量，结合活性污泥数学模型中的通过动力学参数和化学计量学系数，准确获知各处理单元中物质转化量、污染物真实去除量，与现有依靠泵功率大小和阀门开度大小获得粗略数值相比，不仅回流比值精度范围和准确性显著提高，而且还为后续污染物的去除量的测定提供了准确的数字基础，提高了对污水生物处理过程的掌控能力。

3、本发明方法对好氧单元内的实际NH₄ ⁺-N去除速率准确测定，根据污水内污染物在好氧单元内的实际去除量，对好氧单元曝气量大小调整提供了至关重要的数据基础，这也是常规测定方法无法获得的。

4、本方法可用于对所有推流式A²/O工艺的处理过程和污染物去除能力的诊断，而且判断结果准确，对系统处理过程的诊断能力好，并且仅依靠污水处理厂现有监测能力即可完成，无需外加任何监测设备，显著降低了处理成本和处理能耗，避免了因为只能根据处理系统的设备设计功率进行估算导致的工艺参数不准确，而导致的系统生物处理效果差的风险和处理过程中能耗高的缺陷。即本发明利用准确测定的回流比和多监测点测定的水质数值，对处理工艺中碳、氮在各单元的去除量和去除比例进行快速准确地测定，改变了现有污水厂常规方法只有工艺总进、出水水质浓度而无法判断各个工艺单元内污染物去除能力的缺点。

附图说明

图1为本发明A²/O处理工艺的样品监测点一种设置示意图；

图1A为本发明A²/O处理工艺的样品监测点另一种设置示意图；

图2为本发明在实际推流式A²/O工艺使用的侧视示意图。

附图标记说明

1、进水管；11、进水点；2、厌氧池(厌氧处理单元)；21、第一厌氧点；22、第二厌氧点；23、第三厌氧点；3、缺氧池(缺氧处理单元)；31、第一缺氧点；32、第二缺氧点； 33、第三缺氧点；34、第四缺氧点；35、第五缺氧点；36、第六缺氧点；4、好氧池(好氧处理单元)；41、第一好氧点；42、第二好氧点；43、第三好氧点；44、第四好氧点；45、第五好氧点；46、第六好氧点；47、第七好氧点；48、第八好氧点；49、第九好氧点；5、污泥回流管道；51、污泥监测点(即污泥点)；6、沉淀池。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的单元必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一、设置样品监测点

如图1，本发明的推流式A²/O生物处理工艺装置按照污水处理水流流程包括：污水进水管1、厌氧处理单元(即厌氧池)2、缺氧处理单元(即缺氧池)3、好氧处理单元(即好氧池)4、污泥回流管5、沉淀池6，其中污泥回流管将沉淀池6沉淀后的污泥回流至厌氧池 2；混合液回流管(图中未示出)将好氧池末端的泥水混合液回流至缺氧池。

样品监测点的设置从推流式A²/O生物处理工艺的进水开始，沿污水处理的流程连续布点(即沿程连续布点)，如图1，在污水进水管、污泥回流管道内分别至少布置1个样品监测点；在厌氧单元、缺氧单元、好氧处理单元内分别至少布置2个样品监测点，其中：

如图1，在进水管道内布置进水监测点(进水点)11，进水点设置在进水管道内靠近厌氧处理单元的位置；通常是待处理污水原水注入厌氧池的入口处；在污泥回流管道内布置污泥监测点(污泥点)51，污泥点设置在污泥回流管道内靠近厌氧处理单元的位置。

因为污泥回流单元停留时间短，单元内污泥状态及水质均匀，可根据现场情况在污泥回流单元内任意位置设置1个样品监测点。

在厌氧处理单元内沿程设置至少2个厌氧监测点(厌氧点)，其中：第一厌氧点21位于厌氧处理单元沿程的前1/3范围以内(通常为前1/100-1/3，优选为1/50-1/3)，位于厌氧池的前部；第二厌氧点22位于厌氧处理单元沿程的后1/3范围以内(通常为后1/100-1/3，优选为1/50-1/3)，在厌氧单元出水前且最接近出水口的位置，位于厌氧池的后部；

在缺氧处理单元内沿程布置至少2个缺氧监测点(缺氧点)，其中：第一缺氧点31位于缺氧处理单元沿程的前1/3范围以内(通常为前1/100-1/3，优选为1/50-1/3)，位于缺氧池的前部；第二缺氧点32位于缺氧处理单元沿程的后1/3范围以内(通常为后1/100-1/3，优选为1/50-1/3)，在缺氧单元出水前且最接近出水口的位置，位于缺氧池的后部。

在好氧处理单元内沿程设置至少2个好氧监测点(好氧点)，其中：第一好氧点41位于好氧处理单元沿程的前1/3部位以内(通常为前1/100-1/3，优选为1/50-1/3)，位于好氧池的前部；第二好氧点42位于好氧处理单元沿程的后1/3部位以内(通常为后1/100-1/3，优选为1/50-1/3)，在好氧单元出水前且最接近出水口处，位于好氧池的后部。

第一、第二厌氧点；第一、第二缺氧点；第一、第二好氧点的取样深度分别为15-20cm，即样品监测点设置深度为污水水面以下15-20cm。每个监测点采样体积50-100ml。

第一厌氧点在污泥回流与厌氧进水充分混合后设置，尽可能靠近混合区域。第一缺氧点在混合液回流与缺氧进水充分混合后，且尽可能靠近混合区域。第一好氧点设置在曝气开始后且尽可能接近曝气开始区域。

如图1A，在好氧处理单元内沿程布置至少3个好氧点，其中：第一好氧点位于好氧处理单元沿程的前1/3部位以内，位于好氧池的前部；第二好氧点位于好氧处理单元沿程的后 1/3部位以内，在好氧单元出水前且最接近出水口处，位于好氧池的后部；第三好氧点43设置在好氧处理单元沿程的1/2处，即第一、第二好氧点之间的中间位置，在第一、第二好氧点之间均匀布置；第一、第二、第三好氧点的取样深度分别为15-20cm；每个样品监测点采集样品的体积为50-100ml。

例如：如果好氧单元总长度为50m，则第一、第三、第二好氧点可以分别布置在好氧池沿程方向的5m、25m、45m的位置处。

如果第一、第二好氧点之间的距离较长(超过30m)，则可以在第一、第二好氧点之间设置多个样品监测点，其中多样品监测点在第一、第二好氧点之间按好氧反应单元长度均匀划分单元格，每格长度宜控制在10～30m之间(以反应单元长度为准，最小长度勿<10m，最大长度勿>30m)，每格内设置一个采样点，采样点间距离均匀，直至第二好氧点。

如图2，第一厌氧点布置在厌氧处理单元(厌氧池)内进水与回流污泥混合后，位于厌氧池沿程的前1/3范围之内，第二厌氧点布置在厌氧池出水流出厌氧池之前，位于厌氧池沿程的后1/3范围之内；第一缺氧点布置在缺氧处理单元(缺氧池)内进水与好氧回流混合液混合后，位于缺氧池沿程的前1/3范围以内，第二缺氧点布置在缺氧池出水流出缺氧池之前，位于缺氧池沿程的后1/3范围以内；好氧池内部均匀设置9个好氧监测点，第一好氧点位于好氧池沿程的前1/3范围之内，第二好氧点位于好氧池沿程的后1/3范围之内，其余7 个好氧点(第三至九好氧点)在第一、第二好氧点之间按处理单元内水流沿程长度等比例均匀布置，分布于好氧池的起始、中间与后部，即第3至第9好氧监测点位于处理单元沿程的第一、第二好氧点之间，且在第一、第二好氧点之间均匀分布。

二、样品采集

样品监测点采样时，采集处理单元液面以下15-20cm处的混合样品50-100mL，并保证泥水混合均匀，其中：

进水点采集的样品为进水样品；第一厌氧点采集的样品为第一厌氧样品，为注入厌氧处理单元的进水与从沉淀池回流至厌氧池的回流污泥的混合后样品；第二厌氧点采集的样品为第二厌氧样品，为经过厌氧处理后的厌氧池出水；第一缺氧点采集的样品为第一缺氧样品，为注入缺氧处理单元的进水与从好氧池回流至缺氧池的回流混合液的混合后样品；第二缺氧点采集的样品为第二缺氧样品，为经过缺氧处理后的缺氧池出水；第一好氧点采集的样品为第一好氧样品，为注入好氧处理单元的进水；第二好氧点采集的样品为第二好氧样品，视为经过好氧处理后的好氧池出水(即注入沉淀池的进水)；如果好氧池内设置3个好氧监测点的话，则第三好氧点采集的样品为好氧处理单元中间处理样品；污泥点采集的样品为污泥回流样品(简称污泥样品)。

本领域内缺氧池出水与好氧池进水相同，即第二缺氧点与第一好氧点水质相同；好氧池出水与沉淀池进水相同，即第二好氧点与沉淀池进水水质相同。

每个样品监测点平行取样至少3次，即至少取样3组，获得至少3组样品，每组样品的参数按照《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关方法进行测定。

三、样品水质测定

各监测点采集的样品按照《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关方法进行水质、污染物参数测定，测定样品的化学需氧量[COD]，mg/L；氨氮浓度[NH₄ ⁺-N]，mg/L；亚硝酸盐氮浓度[NO₂ ^--N]，mg/L；硝酸盐氮浓度[NO₃ ^--N]，mg/L；总氮浓度[TN]，mg/L；正磷酸盐浓度[PO₄ ^3--P]，mg/L；同时测定进水点、污泥点、第一厌氧点、第二厌氧点、第一缺氧点、第二好氧点样品的悬浮固体(悬浮污泥)浓度[MLSS]，mg/L，并获得所有监测样品的测试数据。COD选用重铬酸钾法测定。

采集的每组样品按照《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关方法进行水质、污染物参数测定，得到至少3组水质、污染物参数数据。

四、计算、校核污泥回流比(Q_污泥回流/Q_进水，R_污回比)

A、将每组样品中对应的污泥样品和第一厌氧样品的MLSS浓度，分别带入公式(1)，计算每组样品对应的污泥回流比(即污泥回流流量相对于污水原水流量的百分比值)：

式(1)中：MLSS_污泥回流为回流污泥样品的悬浮固体浓度(即悬浮污泥浓度)，mg/L；Q_进水为污水原水的进水流量，L/h；Q_污泥回流为回流污泥的流量，L/h；MLSS_第一厌氧为第一厌氧样品的悬浮固体浓度，mg/L。

每组样品的水质参数，对应计算获得一个污泥回流比数值，然后以平均值作为校核污泥回流比，例如以采集3组样品为例进行说明。

在公式(1)的计算过程中，污泥点、第一厌氧点进行至少3组同时平行采样，并测定每组中MLSS_污泥回流与MLSS_第一厌氧浓度；然后利用每组样品中2个监测点(污泥点、第一厌氧点)水质参数数值代入公式(1)，计算获得对应污泥回流比，

即第1组样品的[MLSS_污泥回流]与[MLSS_第一厌氧]代入公式(1)获得污泥回流比₁；第2组样品的[MLSS_污泥回流]与[MLSS_第一厌氧]代入公式(1)获得污泥回流比₂；第3组样品的[MLSS_污泥回流] 与[MLSS_第一厌氧]代入公式(1)获得污泥回流比₃；获得污泥回流比为三次计算值的平均值，即(污泥回流比₁+污泥回流比₂+污泥回流比₃)/3。

在式(1)的计算中，Q_进水与Q_污泥回流可不需知道具体数值。Q_污泥回流＝R_污回比×Q_进水。

B、污泥浓度值的范围一般在3000～5000mg/L，但在测定其数值时，因为存在有一定的偏差。在条件允许的情况下，可以利用以下方法继续提高MLSS的测定精度：由于第一厌氧点后，厌氧单元内再无污水或者回流污泥进入；因此，每组可以增加第二厌氧点样品的MLSS浓度值；在使用公式(1)进行计算之前，首先将第一、第二厌氧样品的MLSS值取平均值，并将平均值作为第一厌氧样品的MLSS值，然后带入(1A)式进行计算，保证 (1A)式中的MLSS值更加稳定与正确。

每组样品的水质参数，按照公式(1A)计算，获得对应的污泥回流比数值，然后将计算的污泥回流比数值取平均值，作为校核污泥回流比。

五、计算、校核混合液回流比(即混合液回流值，Q_{混合液回流}/Q_进水，R_混回比)

A、将每组样品中对应的第二好氧点、第二厌氧点和第一缺氧点样品的MLSS浓度，分别带入公式(2)，计算每组样品对应的混合液回流比(即从好氧池回流至缺氧池的混合液的流量相对于缺氧池进水流量的百分比值(即混合液回流数值))。

公式(2)中MLSS_第二好氧为好氧处理单元内第二好氧监测点样品(即第二好氧样品)的悬浮固体浓度(即悬浮污泥浓度)，mg/L；Q_进水为污水原水的进水流量，L/h；Q_{混合液回流}为回流混合液的流量，L/h；MLSS_第二厌氧为第二厌氧样品的污泥浓度值，mg/L；MLSS_第一缺氧为第一缺氧样品的污泥浓度值，mg/L。

每组样品的水质参数，对应计算获得一个混合液回流比数值，然后以平均值作为校核混合液回流比，例如以采集3组样品为例进行说明。

在公式(2)的计算过程中，第二好氧点、第二厌氧点及第一缺氧点进行至少3组同时采样，并测定每组中MLSS_第二好氧、MLSS_第二厌氧与MLSS_第一缺氧浓度；然后利用每组样品中3个监测点数值代入公式(2)，计算获得对应混合液回流比，

即第1组样品的[MLSS_第二好氧]、[MLSS_第二厌氧]与[MLSS_第一缺氧]代入公式(1)获得混合液回流比₁；第2组样品的[MLSS_第二好氧]、[MLSS_第二厌氧]与[MLSS]_第一缺氧]代入公式(1)获得混合液回流比₂；第3组样品的[MLSS_第二好氧]、[MLSS_第二厌氧]与[MLSS_第一缺氧]代入公式(1)获得混合液回流比₃；混合液回流比为三次计算值的平均值，即(混合液回流比₁+混合液回流比₂+混合液回流比₃)/3。

在式(2)的计算中，Q_进水与Q_{混合液回流}可不需知道具体数值，Q_{混合液回流}＝R_混回比×Q_进水。

六、计算厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量(NO₃ ^--N_{厌氧反硝化})

按照公式(1)计算的污泥回流比，根据进水样品、污泥样品及第二厌氧样品的NO₃ ^--N 浓度值([NO₃ ^--N]_进水、[NO₃ ^--N]_污泥、[NO₃ ^--N]_第二厌氧)，利用公式(3)计算厌氧处理单元中 NO₃ ^--N反硝化的量，

NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}＝NO₃ ^--N_进水+NO₃ ^--N_污泥回流-NO₃ ^--N_第二厌氧 (3)

公式(3)中：NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为单位时间(h)内厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量，即厌氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg/h；NO₃ ^--N_进水为单位时间(h) 内进水中的NO₃ ^--N的量，即为进水样品的NO₃ ^--N浓度×Q_进水＝[NO₃ ^--N]_进水×Q_进水；NO₃ ^--N_污泥回流为单位时间(h)内回流至厌氧处理单元的污泥回流液中NO₃ ^--N的量，为污泥样品的 NO₃ ^--N浓度×Q_污泥回流＝[NO₃ ^--N]_污泥×Q_污泥回流；NO₃ ^--N_第二厌氧为单位时间(h)厌氧处理单元出水的NO₃ ^--N的量，即为第二厌氧样品的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流)＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧× (Q_进水+Q_污泥回流)；Q_污泥回流＝R_污回比×Q_进水。

注：Q_进水为单位时间内的进水体积，L/h；由于在污水处理现场，默认污染物去除的量均是在单位时间内发生，跟随进水流量所表述的单位时间变化而变化。故自步骤(六)开始，所进行的物质的量的计算结果均按进水流量相同单位时间(h/小时)，在处理单元内发生的污染物去除的量。为了便于后续过程中对物质的量的表述和理解，在相关“物质的量”出现时，均省略单位时间(h)，表示为mg。

七、计算厌氧处理单元反硝化所去除的COD量(COD_{厌氧反硝化})

利用活性污泥数学模型中的COD与NO₃ ^--N计量学转换数值，即利用公式(4)计算厌氧池反硝化所消耗或去除的COD量，

COD_{厌氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{厌氧反硝化} (4)

式(4)中COD_{厌氧反硝化}为单位时间(h)内厌氧处理单元中反硝化作用所消耗的COD的量， mg；NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为厌氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg。

八、计算厌氧处理单元的PO₄ ^3--P的释放量(PO₄ ^3--P_厌氧释放)

利用进水样品、污泥样品及第一厌氧样品的PO₄ ^3--P浓度值[PO₄ ^3--P]，利用公式(5)计算厌氧单元PO₄ ^3--P的释放量；

PO₄ ^3--P_厌氧释放＝PO₄ ^3--P_第二厌氧-PO₄ ^3--P_污泥回流-PO₄ ^3--P_进水 (5)；

式(5)中PO₄ ^3--P_厌氧释放为单位时间(h)内厌氧处理单元中的磷酸根磷(PO₄ ^3—P)的释放量， mg；PO₄ ^3--P_污泥回流为污泥回流中的磷酸根磷的量，mg，即污泥回流样品的PO₄ ^3--P浓度×Q_污泥回流＝[PO₄ ^3--P]_污泥×Q_污泥回流；PO₄ ^3--P_第二厌氧为第二厌氧样品中的磷酸根磷的量，mg，即第二厌氧点的PO₄ ^3--P浓度×(Q_进水+Q_污泥回流)＝[PO₄ ^3--P]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)；PO₄ ^3--P_进水为进水中磷酸根磷的量，mg，,即污水进水样品的PO₄ ^3--P浓度×Q_进水＝[PO₄ ^3--P]_进水×Q_进水。

九、计算厌氧处理中磷释放所消耗的COD量(COD_厌氧释磷)

利用活性污泥数学模型中的COD与PO₄ ^3--P计量学转换数值，即利用公式(6)计算厌氧处理过程中磷释放所消耗的COD量，

COD_厌氧释磷＝2.84×PO₄ ^-3--P_厌氧释放 (6)

式(6)中COD_厌氧释磷为厌氧处理单元中磷释放所消耗的COD的量，mg；PO₄ ^-3--P_厌氧释放为厌氧处理单元中的磷酸根磷(PO₄ ^3--P)的释放量，mg。

十、计算缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量(NO₃ ^--N_{缺氧反硝化})

按照公式(2)计算的混合液回流比，根据第二厌氧样品、第一缺氧样品、第二好氧样品的NO₃ ^--N浓度值[NO₃ ^--N]，利用公式(7)计算缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量；

NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}＝NO₃ ^--N_第二厌氧+NO₃ ^--N_{混合液回流}—NO₃ ^--N_第二缺氧 (7)；

式(7)中NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg； NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧处理单元出水中硝酸盐态氮的量，mg，第二厌氧样品的NO₃ ^--N浓度×(Q _进水+Q_污泥回流)＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)，也为厌氧池流入缺氧池的硝酸盐态氮的量，mg；NO₃ ^--N_{混合液回流}为从好氧单元回流至缺氧单元的混合液中的硝酸盐态氮的量，mg，即第二好氧样品的NO₃ ^--N浓度×Q_{混合液回流}＝[NO₃ ^--N]_第二好氧×Q_{混合液回流}；NO₃ ^--N_第二缺氧为缺氧单元出水中硝酸盐态氮的量，mg，第二缺氧样品的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NO₃ ^--N] _第二缺氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})，其中Q_污泥回流＝R_污回比×Q_进水，Q_{混合液回流}＝R_混回比×Q_进水。

十一、计算缺氧处理单元反硝化所消耗的COD量(COD_{缺氧反硝化})

利用活性污泥数学模型中的COD与NO₃ ^--N计量学转换数值，即利用公式(8)计算缺氧单元反硝化所消耗的COD量，

COD_{缺氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{缺氧反硝化} (8)

式(8)中COD_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化作用所消耗的COD的量，mg；NO₃ ^—N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg。

十二、计算好氧处理单元的污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧硝化能力})

1)好氧单元的整体污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥整体氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力})

利用第一、第二好氧样品的NH₄ ⁺-N(氨氮)浓度值[NH₄ ⁺-N]，按照公式(9)计算好氧处理单元的整体污泥氨氮去除负荷(即好氧单元整体氨氮硝化能力，NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力})，

NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第二好氧)/(MLSS_第二好氧×V_好氧×HRT_好氧) (9)

式(9)中，NH₄ ⁺-N_第一好氧、NH₄ ⁺-N_第二好氧分别为进入好氧单元的NH₄ ⁺-N的量和好氧单元出水中NH₄ ⁺-N的量，mg，由第一、第二好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流}) ＝[NH₄ ⁺-N]_{第一/第二好氧}×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；MLSS_第二好氧为第二好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧为好氧单元的体积，通过污水厂设计数据获得，L；HRT_好氧为好氧单元的水力停留时间，按照公式(9a)计算：HRT_好氧＝V_好氧/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})(9a)。

2)好氧单元污泥实际氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥实际氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力})

利用第一、第n好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度值，按照公式(10)分别计算好氧单元内，污水流至不同位置时的实际污泥氨氮去除负荷(即好氧单元不同位置实际氨氮硝化能力，NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力})，其中n为3、4、5，...的整数，n的最大值与好氧单元内设置的好氧监测点数目相同；根据计算的结果，诊断好氧处理单元的硝化能力，确定氨氮在好氧单元内消耗完全的位置、氨氮的消耗效率或速率，通过确定好氧单元内氨氮去除的实际效率，以及氨氮在好氧单元沿程处理空间上的消耗速率或效率，明确好氧单元的空间使用效率，为后续好氧曝气的优化调整提供基础。如在第n好氧点发现氨氮去除效率达到最高，则该好氧点之后的好氧空间基本不发挥污染物去除作用，考虑在之后空间进行降低曝气等措施以达到节约能耗的目的。

NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第n好氧)/(MLSS_第n好氧×V_好氧实际×HRT_好氧实际)(10)

式(10)中，NH₄ ⁺-N_第n好氧则为污水流至第n好氧监测点时的NH₄ ⁺-N的量，mg，由第n好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第n好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；MLSS_第n好氧为第n好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧实际为污水在好氧单元内流至第 n好氧监测点时，好氧处理的好氧单元实际体积，可通过第n好氧监测点占总好氧单元沿程长度比例乘以V_好氧，L，即好氧单元沿程长度为l，第n好氧点从好氧单元进水口至第n好氧点的沿程长度为k，则V_好氧实际为k/l×V_好氧；HRT_好氧实际则为第n好氧监测点时的好氧处理单元内的实际水力停留时间，HRT_好氧实际＝V_好氧实际/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；n＝3、4、5...，整数，n最大值为好氧单元内设置的样品监测点的数量。

十三、计算好氧处理单元的COD去除量(COD_好氧去除)

利用第二缺氧样品，第二好氧样品的COD浓度值[COD]，按照公式(11)计算好氧单元的COD实际去除量，

COD_好氧去除＝COD_第二缺氧—COD_第二好氧 (11)

式(11)中，COD_好氧去除为好氧处理单元的COD去除量，mg；COD_第二缺氧为缺氧单元出水中的COD的量，mg，由第二缺氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二缺氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；COD_{第二好氧氧}为好氧处理单元出水中的COD的量，mg，由第二好氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

十四、计算生物处理系统的COD去除总量(COD_总去除)

利用公式(12)计算A²/O生物处理系统的COD的总去除量(COD_总去除)，

COD_总去除＝COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除 (12)

式(12)中COD_总去除为A²/O污水生物处理系统的COD的总去除量，mg；COD_厌氧去除为厌氧单元的COD的总去除量，mg，其中COD_厌氧去除＝COD_{厌氧反硝化}+COD_厌氧释磷；COD_缺氧去除为缺氧单元的COD的总去除量，即缺氧单元反硝化所消耗的COD量(COD_{缺氧反硝化})，mg；COD_好氧去除为好氧单元的COD的总去除量，即好氧单元的COD去除值(COD_好氧去除)，mg。

十五、生物处理系统各处理单元运行状态的判定

15-1、若COD_厌氧去除实际发生且大于COD_好氧去除，则厌氧单元状态良好；其中所述COD_厌氧去除实际发生是指COD_厌氧去除计算的量>0；

15-2、若COD_厌氧去除未发生或实际发生，但小于COD_好氧去除，则厌氧单元状态不佳；其中所述COD_厌氧去除未发生指COD_厌氧去除计算的量≤0

15-3、若COD_缺氧去除实际发生且大于COD_好氧去除，则缺氧单元状态良好；其中所述COD_缺氧去除实际发生是指COD_缺氧去除计算的量>0，即COD_{缺氧反硝化}计算的量>0；

15-4、若COD_缺氧去除未发生或实际发生，但小于COD_好氧去除，则缺氧单元状态不佳；其中所述COD_缺氧去除未发生指COD_缺氧去除计算的量≤0，即COD_{缺氧反硝化}计算的量≤0。

15-5、测定COD的非曝气去除率R_非曝气率，其中R_非曝气率按照公式(13)测定，

R_非曝气率＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％

＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除)×100％ (13)

若R_非曝气率>80％，表明大量的有机物(COD)是通过低能耗的非曝气方式去除，判断推流式A²/O污水生物处理系统的运行状态优良；

若R_非曝气率<50％，表明大量有机物(COD)是通过高能耗曝气方式在好氧单元进行去除，判断推流式A²/O污水生物处理系统的非曝气单元厌氧和缺氧单元运行状态存在问题，需要进行调整；

50％≤R_非曝气率≤80％，表明污染物部分是通过低能耗的非曝气方式进行去除，但还存在优化的空间，可以在维持现有运行条件下进行进一步的观察。

实施例1

本实施例以某污水处理厂的大型推流式A^2/O工艺为例进行说明，该生物处理系统日设计处理量：15万吨/日；其中：厌氧处理单元长度(即厌氧池沿着污水处理流动方向的长度，厌氧处理沿程长度)50米；缺氧处理单元长度(即缺氧池沿着污水处理流动方向的长度，缺氧处理沿程长度)100米；好氧处理单元长度(即好氧池沿着污水处理流动方向的长度，好氧处理沿程长度)150米；平均运行水深4.5米；沉淀池与厌氧池之间设置污泥回流廊道，沉淀池内污泥回流至厌氧池；好氧池与缺氧池之间设置混合液回流管道，好氧池末端 (即好氧处理单元后部1/3体积内且在好氧单元出水之前)的混合液回流至缺氧池。

按照污水处理厂的设计手册，按设备泵(即进水泵、污泥回流泵)平均运行功率，污泥泵的流量为进水泵流量的2倍，污泥回流泵的阀门开度为40％；混合液回流泵的流量为进水泵流量的3倍，混合液回流泵的阀门开度为2/3；

1、推流式A²/O系统内设置样品监测点

根据推流式A²/O工艺图，从进水开始，设置污水样品监测点20个，其中进水管上设置 1个，污泥回流廊道上设置1个；厌氧、缺氧、好氧处理单元内的沿程(即沿着污水处理的流动方向)设置样品监测点，其中厌氧池内设置3个，缺氧池内设置6个，好氧池内设置9 个，如图2，其中：

进水管道内布置进水监测点(即进水点)11，进水点设置在污水原水进水管道内，位于原水注入厌氧池的入口处的前端，即靠近厌氧池的前端位置；距离厌氧池的污水注入口 50cm(通常为20-100cm)；进水点采集的样品为进水样品；

污泥回流廊道内布置污泥监测点(即污泥点)51，污泥点设置在污泥回流管道内，且靠近厌氧池的回流污泥注入口位置；距离回流污泥注入口200cm(通常150-250cm)；污泥点采集的样品为污泥样品；

厌氧池内布置3个厌氧监测点(即厌氧点)，第一厌氧点21设置在厌氧池的进水与回流污泥混合后，厌氧处理单元的前端，第一厌氧点距离厌氧池前端池壁5m(即沿程前1/10处)，第一厌氧点通常在厌氧池沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50- 1/3)；第二厌氧点22设置在厌氧处理单元的后端且在厌氧池出水口之前，距离厌氧池出水口5m(即厌氧池后端池壁5m，沿程后1/10处)，第二厌氧点通常在厌氧池沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3)；第三厌氧监测点23设置在厌氧处理单元沿程的中部，距离厌氧池前端池壁25m(即厌氧池沿程长度方向的中心，位于第一、第二厌氧点的中间位置)。第一、第二、第三厌氧点采集的样品分别为第一、第二、第三厌氧样品；取样深度为15-20cm；

缺氧池内布置6个缺氧监测点(即缺氧点)，第一缺氧点31设置在缺氧池的前端(即缺氧池的起始部位)，在混合液回流与缺氧进水充分混合后，距离缺氧池进水口5m处(即沿程前1/20处)，第一缺氧点通常位于缺氧池沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3)；第二缺氧点32设置在缺氧池后端且在缺氧池出水口之前，距离缺氧池出水口5m处(缺氧池后端池壁5m，即沿程后1/20处)，第二缺氧点通常在缺氧池沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；第三、第四、第五、第六缺氧点33、34、35、 36设置在缺氧处理单元中部，根据距离平均分布，第三至第六缺氧点在第一、第二缺氧点之间沿着水流方向均匀分布，相邻两个监测点之间的距离18m。第一至第六缺氧点采集的样品分别为第一、第二、第三、第四、第五、第六缺氧样品；取样深度为15-20cm；

好氧池内布置9个好氧监测点(即好氧点)，第一好氧点41设置在好氧池前端(即好氧处理单元起始部位)，距离好氧池进水口5m处(好氧池前端池壁5m，即沿程前1/30处)，第一好氧点通常位于好氧池沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；第二好氧点42设置在好氧处理单元的后端且在好氧池出水口之前，距离好氧池出水口5m处 (好氧池后端池壁5m，即沿程后1/30处)，第二好氧点通常位于好氧池沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九好氧监测点43、44、45、46、47、48、49设置在好氧处理单元的第一、第二好氧点之间，第三至第九好氧点在第一、第二好氧点之间沿着水流方向均匀分布；根据污水在好氧处理单元内的流动顺序，由前至后按等比例均匀布置，每监测点距离为17.5m。第一至第九好氧监测点采集的样品分别为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九好氧样品；取样深度为15-20cm。

2、样品的采集

在所有样品监测点处分别采集样品，且采样深度为17cm(通常为15-20cm)，采集量(即样品体积)为75ml(通常为50-100ml)，备用；

在每个监测点采样，获得一组样品，在系统内设置的样品监测点上平行采样3组，获得 3组平行样品；通常在系统内设置的样品监测点上平行采样至少3组，获得至少3组平行样品，每组样品分别测定水质，获得至少3组样品水质数据，备用。

3、水质测定

按照《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关方法测定所有样品监测点采集的样品的水质或污染物浓度参数，即化学需氧量[COD]，mg/L；氨氮浓度[NH₄ ⁺-N]，mg/L；亚硝酸盐氮浓度[NO₂ ^--N]，mg/L；硝酸盐氮浓度[NO₃ ^--N]，mg/L；总氮浓度[TN]，mg/L；正磷酸盐浓度[PO₄ ^3--P]，mg/L；同时测定进水样品；第一、第二厌氧样品；第一、第二缺氧样品；第一至第九好氧样品的MLSS浓度，mg/L。

在每个监测点分别平行采样至少3组，对每组样品分别测定样品的水质或污染物(即 COD、NH₄ ⁺-N、NO₂ ^--N、NO₃ ^--N、TN、PO₄ ^3--P)浓度参数。

本发明实施例中以平行采集3次样品，获得平行的3组测定样品，并测定3组样品的水质参数，分别记录，备用。

4、测定污泥回流比(Q_污泥回流/Q_进水)，R_污回比

A、按照公式(1)计算污泥回流比(R_污回比)，

式(1)中：MLSS_污泥回流为回流污泥样品悬浮固体浓度，mg/L；Q_进水为污水原水的进水量， L/h；Q_污泥回流为回流污泥流量，L/h；MLSS_第一厌氧为第一厌氧样品悬浮固体浓度，mg/L。

B、将每组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品中MLSS浓度分别对应地带入公式(1)中，计算每组样品对应的污泥回流比，然后对计算得到的污泥回流比加和后取平均值，获得推流式A²/O生物处理系统工艺的污泥回流比。

例如：第一组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品的MLSS浓度分别为：MLSS_污泥回流＝6099gm/L；MLSS_第一厌氧＝3400mg/L；按照公式(1)计算的污泥回流比为126％；第二组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品的MLSS浓度分别为：MLSS_污泥回流＝6115gm/L；MLSS_第一厌氧＝3422mg/L；按照公式(1)计算的污泥回流比为127％；第三组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品的MLSS浓度分别为：MLSS_污泥回流＝5935gm/L；MLSS_第一厌氧＝3312mg/L；按照公式(1)计算的污泥回流比为126％；三组样品的污泥回流比的平均值为本实施例中污泥回流比：(12％+127％+126％)/3＝126％，即R_污回比为126％，则污泥回流量Q_污泥回流＝1.26Q_进水。

目前在污水处理厂的实际运行与管理中，为方便运行管理，一般情况下进水泵流量与污泥回流泵流量均呈一定简单比例关系，而污泥回流量则是通过污泥回流泵阀门开度进行直接估算，以污泥回流泵的开度和进水泵与污泥回流泵的流量的比例关系，获得污泥回流比。

本实施例中污泥泵的流量为进水泵流量的2倍(即进水泵流量为100％，污泥泵流量为 200％)；按照污水处理厂的设计手册可知，设备泵(即进水泵、污泥回流泵)平均运行功率，污泥回流泵的阀门开度为40％，污水处理厂的污泥回流比为(200％*40％)÷100％＝80％。与按公式(1)计算的污泥回流比相差46％。因此本发明通过系列方法和计算，提供了在工艺运行管理控制中更为准确的污泥回流比。后续应以按照本方法计算后的污泥回流比为准。

5、测定混合液回流比(Q_{混合液回流}/Q_进水)，R_混回比

A、按照公式(2)计算混合液回流比：

式(2)中MLSS_第二好氧为第二好氧样品的悬浮固体浓度，mg/L；Q_进水为污水原水的进水流量，L/h；Q_{混合液回流}为回流混合液的流量，L/h；MLSS_第二厌氧为第二厌氧样品的污泥浓度值， mg/L；MLSS_第一缺氧为第一缺氧样品的污泥浓度值，mg/L。

B：将每组样品中对应的第二好氧、第二厌氧及第一缺氧样品的MLSS浓度分别对应地带入公式(2)中，计算每组样品对应的混合液回流比，然后对计算得到的混合液回流比加和后再取平均值，获得推流式A²/O生物处理系统工艺的校核混合液回流比。

例如：第一组样品中对应的第二好氧、第二厌氧、第一缺氧样品的MLSS浓度分别为： MLSS_第二好氧＝2982mg/L、MLSS_第二厌氧＝3400mg/L、MLSS_第一缺氧＝3165mg/L；按照公式(2)计算的混合液回流比为290％；第二组样品中对应的第二好氧、第二厌氧、第一缺氧样品的 MLSS浓度分别为：MLSS_第二好氧＝2998mg/L、MLSS_第二厌氧＝3425mg/L、MLSS_第一缺氧＝3185mg/L；按照公式(2)计算的混合液回流比为290％；第三组样品中对应的第二好氧、第二厌氧、第一缺氧样品的MLSS浓度分别为：MLSS_第二好氧＝2979mg/L、MLSS_第二厌氧＝3402mg/L、MLSS_第一缺氧＝3164mg/L；按照公式(2)计算的混合液回流比为291％；三组样品的混合液回流比的平均值为本实施例中混合液回流比：(290％+290％+291％)/3＝290％，即混合液回流比为290％，则混合液回流流量Q_{混合液回流}＝2.90Q_进水。

目前在污水处理厂的实际运行与管理中，通常进水泵与混合液回流泵的流量呈一定简单比例，因此混合液回流量则是通过混合液回流泵阀门开度进行直接估算，以混合液回流泵的开度和进水泵与混合液回流泵的流量的比例关系，获得混合液回流比。

本实施例中混合液回流泵的流量为进水泵流量的3倍，即进水泵流量为100％，混合液回流泵的流量为300％，按设备泵(即进水泵、混合液回流泵)平均运行功率，混合液回流泵的阀门开度为2/3，则污水处理厂的混合液回流流量＝(300％×2/3)÷100％＝200％，即混合液回流流量为进水流量的200％，混合液回流比为200％。与按公式(2)计算的混合液回流比相差90％；因此本发明通过系列方法和计算，提供了在工艺运行管理控制中更为准确的混合液回流比。后续应以按照本方法计算后的混合液回流比为准。

6、测定厌氧、缺氧、好氧处理单元的污染物去除能力

在获得准确的工艺回流参数值(污泥回流比、混合液回流比)的基础上，通过对20个监测点的污染物(COD、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、PO₄ ^3--P)浓度测定并进行相关计算。

本发明的厌氧、缺氧、好氧处理单元的污染物去除能力以单位时间(小时或天)计，即单位时间内厌氧单元的NO₃ ^--N反硝化的量、反硝化所去除的COD量、PO₄ ^3--P的释放量、磷释放所消耗的COD量；单位时间内缺氧单元的NO₃ ^--N反硝化的量、反硝化所去除的 COD量；单位时间内好氧单元的COD去除量、NH₄ ⁺-N硝化能力(即NH₄ ⁺-N_{好氧污泥氮负荷})。

本发明具体实施方式中污染物去除能力以小时计。污水进水流量、污泥回流流量、混合液回流流量以L/h计。

6-1、测定厌氧处理单元的污染物去除能力

6-1A)测定厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量(NO₃ ^--N_{厌氧反硝化})

按照公式(3)计算厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量：

NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}＝NO₃ ^--N_进水+NO₃ ^--N_污泥回流-NO₃ ^--N_第二厌氧 (3)

式(3)中：NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量，即厌氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮的量，mg；NO₃ ^--N_进水为进水中的NO₃ ^--N的量，mg，即为进水样品的NO₃ ^--N浓度×Q_进水＝[NO₃ ^--N]_进水×Q_进水；NO₃ ^--N_污泥回流为回流至厌氧处理单元的污泥回流液的NO₃ ^--N的量，mg，为污泥样品的NO₃ ^--N浓度×Q_污泥回流＝[NO₃ ^--N]_污泥×Q_污泥回流；NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧单元出水时的NO₃ ^--N的量，mg，为第二厌氧点的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流) ＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)。

例如：污泥样品、第二厌氧样品、进水样品的NO₃ ^--N浓度分别为[NO₃ ^--N]_污泥＝5mg/L、 [NO₃ ^--N]_第二厌氧＝0.48mg/L、[NO₃ ^--N]_进水＝0mg/L；按公式(3)计算：NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}＝5×1.26Q_进水+0×Q_进水-0.48×2.26Q_进水＝5.22Q_进水(mg)，而按污泥回流原估计值80％，即Q_污泥回流＝0.8 Q_进水,则计算值为3.14Q_进水(mg)，理论厌氧反硝化的量与实际厌氧反硝化的量相差了2.08Q_进水(mg),误差达到了近40％。结果体现了本方法的精确性。

6-1B)测定厌氧处理单元反硝化所去除的COD量(COD_{厌氧反硝化})

按照公式(4)计算厌氧池反硝化所消耗或去除的COD量：

COD_{厌氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{厌氧反硝化} (4)

式(4)中COD_{厌氧反硝化}为厌氧处理单元中反硝化作用所消耗的COD的量，mg；NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为按照公式(3)获得厌氧单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg；

按照公式(4)计算：厌氧单元的COD_{厌氧反硝化}为35.5Q_进水(mg)。

6-1C)测定厌氧处理单元中PO₄ ^3--P的释放量(PO₄ ^3--P_厌氧释放)

按照公式(5)计算厌氧池内PO₄ ^3--P的释放量(PO₄ ^3--P_厌氧释放)：

PO₄ ^3--P_厌氧释放＝PO₄ ^3--P_第二厌氧-PO₄ ^3--P_污泥回流-PO₄ ^3--P_进水 (5)；

式(5)中PO₄ ^3--P_厌氧释放为厌氧处理单元中的磷酸根磷的释放量，mg；PO₄ ^3--P_污泥回流为回流污泥中的磷酸根磷的量，mg，为污泥回流样品的PO₄ ^3--P浓度×Q_污泥回流＝[PO₄ ^3--P]_污泥×Q_污泥回流；PO₄ ^3--P_第二厌氧为第二厌氧样品中的磷酸根磷的量，mg，为第二厌氧样品的PO₄ ^3--P浓度× (Q_进水+Q_污泥回流)＝[PO₄ ^3--P]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)；PO₄ ^3—P_进水为进水中磷酸根磷的量， mg，即为污水进水样品的PO₄ ^3--P浓度×Q_进水＝[PO₄ ^3--P]_进水×Q_进水；

6-1D)测定厌氧单元中磷释放所消耗的COD量(COD_厌氧释磷)

按照公式(6)计算厌氧池内磷释放所消耗的COD量

COD_厌氧释磷＝2.84×PO₄ ^3--P_厌氧释放 (6)

式(6)中COD_厌氧释磷为厌氧处理单元中磷释放所消耗的COD的量，mg；PO₄ ^-3--P_厌氧释放为厌氧处理单元中的磷酸根磷的释放量，按照公式(5)计算获得，mg。

例如：污泥样品、第二厌氧样品、进水样品的PO₄ ^3--P浓度分别为[PO₄ ^3--P]_污泥回流＝0.3mg/L、[PO₄ ^3--P]_第二厌氧＝12mg/L、[PO₄ ^3--P]_进水＝5mg/L；

污泥回流比为1.26，按公式(5)计算后PO₄ ^3--P_厌氧释放＝12×2.26Q_进水-5×Q_进水-0.3×1.26Q _进水＝21.74Q_进水(mg)，而按污泥回流原估计值80％，即Q_污泥回流＝0.8Q_进水，则计算值为16.36Q_进水(mg)，原估计磷释放的量与计算磷释放的量相差了5.38Q_进水mg,误差达到了25％。

污泥回流比为1.26，按公式(6)计算磷释放所消耗的COD量(COD_厌氧释磷)＝2.84×21.74Q_进水mg＝61.74Q_进水(mg)；原估计污泥回流比0.8Q_进水时，磷释放所消耗的COD量(COD_厌氧释磷)＝2.84×16.36Q_进水mg＝46.46Q_进水(mg)，误差达到了25％。

因此，结果体现了本方法的精确性。

6-2、测定缺氧处理单元的污染物去除能力

6-2A)测定缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量(NO₃ ^--N_{缺氧反硝化})

按照公式(7)计算缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量；

NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}＝NO₃ ^--N_第二厌氧+NO₃ ^--N_{混合液回流}-NO₃ ^--N_第二缺氧 (7)；

式(7)中：NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量，即缺氧单元中反硝化去除的硝酸盐态氮的量，mg；NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧单元出水中硝酸盐态氮的量，mg，为第二厌氧样品的NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流)＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)，也为厌氧池流入缺氧池的硝酸盐态氮的量；NO₃ ^--N_{混合液回流}为从好氧池回流至缺氧池的混合液中的硝酸盐态氮的量，mg，为第二好氧样品的NO₃ ^--N浓度×Q_{混合液回流}＝[NO₃ ^--N]_第二好氧×Q_{混合液回流}； NO₃ ^--N_第二缺氧为缺氧处理单元出水中硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg，为第二缺氧样品中的 NO₃ ^--N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NO₃ ^--N]_第二缺氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

例如：第二好氧、第二厌氧、第二缺氧样品的NO₃ ^--N浓度分别为[NO₃ ^—N]_第二好氧＝15mg/L、[NO₃ ^--N]_第二厌氧＝0.48mg/L、[NO₃ ^--N]_第二缺氧＝0.15mg/L；按公式(7)计算：NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}＝＝0.48×2.26Q_进水+15×2.9Q_进水-0.15×5.16Q_进水＝43.8Q_进水mg，而按污泥回流原估计值80％，即Q_污泥回流＝0.8Q_进水；混合液回流比原估计值200％，即Q_{混合液回流}＝2Q_进水；则计算值为30.2Q_进水(mg)，估算缺氧反硝化的量与实际计算缺氧反硝化的量相差了13.6Q_进水(mg)，误差达到了近33％。

6-2B)测定缺氧处理单元反硝化所消耗的COD量(COD_{缺氧反硝化})

利用活性污泥数学模型中的COD与NO₃ ^--N计量学转换数值，按照公式(8)计算缺氧单元反硝化所消耗的COD量，

COD_{缺氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{缺氧反硝化} (8)

公式(8)中COD_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化作用所消耗的COD的量，mg；NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量，mg。

按照公式(8)计算，COD_{缺氧反硝化}＝6.8×43.8Q_进水＝298Q_进水(mg)。而按污泥回流原估计值 80％，则缺氧反硝化消耗的COD的量为205Q_进水(mg)，误差达到了31％。

6-3、测定好氧处理单元的污染物去除能力

6-3A)测定好氧单元的污泥氨氮去除负荷即NH₄ ⁺-N_{好氧污泥氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧硝化能力}

6-3A-1：好氧单元污泥整体氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥整体氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力})

利用第一、第二好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度值[NH₄ ⁺-N]，按公式(9)计算好氧处理单元的整体污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥整体氨氮去除负荷})，

NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第二好氧)/(MLSS_第二好氧×V_好氧×HRT_好氧) (9)

式(9)中，NH₄ ⁺-N_第一好氧、NH₄ ⁺-N_第二好氧分别为进入好氧单元的NH₄ ⁺-N的量、好氧单元出水中NH₄ ⁺-N的量，mg，由第一、第二好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流}) ＝[NH₄ ⁺-N]_第一/_{或第二好氧}×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；MLSS_第二好氧为第二好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧为好氧单元的体积，通过污水厂设计数据获得，L；HRT_好氧则为好氧单元的水力停留时间，按照公式(9a)计算：HRT_好氧＝V_好氧/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流}) (9a)。

6-3A-2：好氧单元污泥实际氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥实际氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力})

利用第一、第n好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度值[NH₄ ⁺-N]，按照公式(10)分别计算好氧处理单元内，污水流至不同位置时的实际污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥实际氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力})，其中，n为3、4、5，...的整数，例如第3、4、5好氧样品，...；根据计算的结果，诊断好氧单元的实际硝化能力，确定氨氮在好氧单元内消耗完全的位置，确定氨氮在好氧单元内的消耗效率或速率，通过确定好氧单元内氨氮去除的实际效率，以及氨氮在好氧单元沿程处理空间上的消耗速率或效率，明确好氧单元的空间使用效率，为后续好氧曝气的优化调整提供基础。如在第n好氧点发现氨氮去除效率达到最高，则之后的好氧空间基本不发挥污染物去除作用，考虑在之后空间(好氧单元沿程的后续部位)降低曝气等措施，以达到节约能耗的目的。

NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第n好氧)/(MLSS_第n好氧×V_好氧实际×HRT_好氧实际) (10)

式(10)中，NH₄ ⁺-N_第n好氧则为污水流至第n好氧监测点时的NH₄ ⁺-N的量，mg，由第n好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第n_好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；MLSS_第N好氧为第n好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧实际为污水在好氧单元内流至第n好氧监测点时，好氧处理的好氧单元实际体积，可通过第n好氧监测点占总好氧单元沿程长度比例乘以V_好氧，即好氧单元沿程长度为l，第n好氧监测点从好氧单元进水口至第n好氧点的沿程长度为k，则V_好氧实际为k/l×V_好氧，L；HRT_好氧实际则为第n好氧监测点时的好氧处理单元内的实际水力停留时间，HRT_好氧实际＝V_好氧实际/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；n＝3、4、5...，整数，n最大值为好氧单元内设置的样品监测点的数量。

例如，以第3好氧监测点为例进行说明，则NH₄ ⁺-N_第n好氧为NH₄ ⁺-N_第三好氧，为污水流至第三好氧监测点时，该好氧单元体积内NH₄ ⁺-N的量，由第三好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第3_好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})，mg；MLSS_第三好氧为第三好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧实际为好氧第三监测点时的好氧单元实际体积，可通过第三好氧监测点占总好氧单元长度比例乘以V_好氧，L；HRT_好氧实际则为第三好氧监测点时的好氧处理单元内的实际水力停留时间，HRT_好氧＝V_好氧实际/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

例如：第一好氧、第二好氧样品和第三好氧的NH₄ ⁺-N浓度分别为[NH₄ ⁺-N]_第一好氧＝15.5mg/L、[NH₄ ⁺-N]_第二好氧＝0.5mg/L、[NH₄ ⁺-N]_第三好氧＝0.65mg/L；MLSS_第二好氧＝2998mg/L、MLSS_第三好氧＝3010mg/L。

以第二好氧点为终点时，则NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝(15.5-0.5)×5.16Q_进水/2998×V² _好氧＝2.6× 10^-2Q_进水/V² _好氧(mg/mgMLSS.h)；而按照估算值，则NH₄ ⁺-N_硝化能力＝1.9×10^-2Q_进水/V² _好氧(mg/mgMLSS.h)，误差接近27％。

当计算第三好氧点时，第三好氧点的[NH₄ ⁺-N]_第三好氧＝0.65mg/L，与好氧池出水口的第二好氧点的氨氮浓度基本相同，说明已经接近硝化完全。按公式(10)，计算NH₄ ⁺-N_{硝化能力实际}＝ (NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第三好氧)/(MLSS_第三好氧×V_好氧实际×HRT_好氧实际)，第三好氧点长度为总好氧长度的15％[即(5+17.5)/150×100％]，即V_好氧实际＝0.15V_好氧，HRT_好氧实际＝0.15V_好氧/(Q_进水 +Q_污泥回流+Q_{混合液回流})，所以最终NH₄ ⁺-N_{硝化能力实际}＝11×10^-2Q_进水/V² _好氧mg/mgMLSS.h，清楚地显示实际硝化能力是第二好氧点计算值的4倍，是第二好氧点估计值的5.8倍；若同以第三好氧点进行原估计值条件下计算，也是原估计值的1.36倍。

城市污水处理厂的常规方法是监测好氧单元的出水值来表征此单元的NH₄ ⁺-N(硝化) 去除能力。但在污水生物处理的实际运行过程中，污染物C、N、P是协同处理过程，即好氧单元NH₄ ⁺-N的去除状态是受进水水质水量变化，厌氧单元及缺氧单元的实际污染物去除状况的影响下发生；同时好氧单元是污水处理厂长度最长的处理单元(一般长度均在50m及以上)，不能认为硝化完全的终点就发生在好氧单元的出水。

根据步骤“6-3A-2)：好氧单元污泥实际氨氮去除负荷”的测定可知，采样本发明方法在处理单元内沿程布点及监测，可以发现硝化完全发生在好氧单元的准确位置；同时根据公式(10)的计算，可以得出好氧单元的实际准确硝化能力，即好氧单元的NH₄ ⁺-N去除速率；当来水水量和水质发生变化时，可以通过获得的NH₄ ⁺-N去除速率快速计算出未来硝化完全发生的大致位置，不用再次布点监测，后续曝气可以直接依据此数据进行减量节约，为工艺能耗的调整提供了准确的优化与控制基础。

6-3B)测定好氧处理单元的COD去除量(COD_好氧去除)

根据第二缺氧、第二好氧样品COD浓度值，按式(11)计算好氧单元的COD去除量，

COD_好氧去除＝COD_第二缺氧—COD_第二好氧 (11)

式(11)中，COD_好氧去除为好氧处理单元的COD去除量，mg；COD_第二缺氧为缺氧单元出水中的COD的量，mg，由第二缺氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二缺氧× (Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；COD_第二好氧为好氧处理单元出水中的COD的量，mg，由第二好氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

第二好氧、第二缺氧样品COD浓度：[COD]_第二好氧＝30mg/L、[COD]_第二缺氧＝35mg/L；COD_好氧去除＝(35-30)×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝5×(Q_进水+1.26Q_进水+2.90Q_进水)＝25.8Q_进水(mg)。而若按原估计值，COD_好氧去除＝(35-30)×(Q_进水+0.8Q_进水+2Q_进水)＝19Q_进水(mg)，误差可达26％。

7、计算生物处理系统的COD去除总量(COD_总去除)

利用公式(12)计算A²/O生物处理系统的COD的总去除量(COD_总去除)，

COD_总去除＝COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除 (12)

式(12)中COD_总去除为A²/O污水生物处理系统的COD总去除量，mg；COD_厌氧去除为厌氧单元的COD总去除量，mg，其中COD_厌氧去除＝COD_{厌氧反硝化}+COD_厌氧释磷；COD_缺氧去除为缺氧单元的COD总去除量，即缺氧处理单元反硝化所消耗的COD量(COD_{缺氧反硝化})，mg；COD_好氧去除为好氧单元的COD总去除量，即好氧单元的COD实际去除值(COD_好氧去除)，mg。

COD_总去除＝35.5Q_进水+61.74Q_进水+298Q_进水+25.8Q_进水＝421.04Q_进水(mg)

而按常规估计值，本实施例中COD_总去除＝21.35Q_进水+46.46Q_进水+205Q_进水+19Q_进水＝291.81Q _进水(mg)，总量相差129.23Q_进水(mg)，误差可达31％。

8、推流式A²/O生物处理系统各处理单元运行状态的判定：

判断厌氧单元和缺氧单元的实际运行状态：

8-1、本实施例中COD_厌氧去除＝97.24Q_进水(mg)，数值>0；COD_好氧去除＝25.8Q_进水(mg)；且COD_厌氧去除>COD_好氧去除，厌氧单元状态良好；

8-2、本实施例中COD_缺氧去除＝298Q_进水(mg)，数值>0；COD_好氧去除＝25.8Q_进水(mg)；且COD_缺氧去除>COD_好氧去除，缺氧单元状态良好；

8-3、，COD非曝气去除(即缺氧去除+厌氧去除)比例＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％＝94％。由于非曝气去除的比例>80％，表明大量的有机物(COD)是通过低能耗方式(非曝气)进行去除，证明工艺的运行状态优良。

测定COD非曝气去除率(R_非曝气率)，即按照公式(13)测定R_非曝气率

R_非曝气率＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％

＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除)×100％ (13)

R_非曝气率>80％，表明大量的有机物(COD)是通过低能耗方式(非曝气)进行去除，证明工艺的运行状态优良

传统的污水处理厂管理与监测方法仅测定生物处理单元的总进出水，即进水点和沉淀池点，仅知道生物处理单元对污染物的整体去除能力，但无法知道各处理单元的实际能力，也无法针对各单元进行相应的调控。通过本发明方法实施，一是精确校核了关键工艺参数，发现每个工艺参数都存在较大的数值差别；二是对各个工艺处理单元的污染物去除能力进行了精确定量和准确定性判断。特别是由于本方法对好氧单元进行了沿程布点、采样监测与计算，发现好氧单元的实际硝化能力是以原有估计污泥回流和混合液回流条件下的5.8倍，是正确计算污泥回流和混合液回流条件下但以好氧整体体积计算硝化能力值的4倍。因此，本工艺厌氧、缺氧单元表现出良好的污染物去除能力，特别是COD的非曝气去除达到了94％以上，后续可以保持现有的两个回流比例工艺参数不动，以维持较好的运行状态；同时可以降低好氧单元第三监测点后的曝气强度，以进一步节约工艺能耗。当未来来水水质或水量发生变化以后，根据本方法准确获得的好氧氨氮去除负荷，不再重新进行布点监测，直接以确定的氨氮去除速率(或效率)计算好氧单元硝化完全发生的位置，指导后续好氧单元的曝气节能降耗。

实施例2

本实施例以某污水处理厂的中型推流式A^2/O工艺为例进行说明，该生物处理系统日设计处理量：1.5万吨/日；其中：厌氧处理单元长度15米；缺氧处理单元长度30米；好氧处理单元长度55米；平均运行水深4米；沉淀池与厌氧池之间设置污泥回流廊道，沉淀池内污泥回流至厌氧池；好氧池与缺氧池之间设置混合液回流管道，好氧池末端(即好氧处理单元后部1/3体积内且在好氧单元出水之前)的混合液回流至缺氧池。

按照污水处理厂的设计手册，按设备泵(即进水泵、污泥回流泵)平均运行功率，污泥泵的流量为进水泵流量的2倍，污泥回流泵的阀门开度为37.5％；混合液回流泵的流量为进水泵流量的3倍，混合液回流泵的阀门开度为2/3；

1、推流式A²/O系统内设置样品监测点

根据推流式A²/O工艺图，从进水开始，设置污水样品采集监测点9个，其中进水管上设置1个，污泥回流廊道上设置1个，厌氧、缺氧、好氧处理单元内沿着污水处理的流动方向(即处理沿程)设置监测点，其中厌氧处理单元内设置2个，缺氧处理单元内设置2个，好氧处理单元内设置3个；如图1A，其中：

进水管道内布置进水监测点(即进水点)11，进水点采集的样品为进水样品；进水点的设置与实施例1相同；

污泥回流廊道内布置污泥监测点(即污泥点)51，污泥点采集的样品为污泥样品；污泥点的设置与实施例1相同；

厌氧池内布置2个厌氧监测点(即厌氧点)，第一厌氧点21设置在厌氧池的进水与回流污泥混合后，厌氧处理单元的前端，第一厌氧点距离厌氧池前端池壁1.5m(即沿程前1/10 处)，第一厌氧点通常在厌氧池沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3)；第二厌氧点22设置在厌氧处理单元的后端且在厌氧池出水口之前，距离厌氧池出水口1.5m(即厌氧池后端池壁1.5m，沿程后1/10处)，第二厌氧点通常在厌氧池沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3)。第一、第二厌氧点采集的样品分别为第一、第二厌氧样品；取样深度为15-20cm；

缺氧池内布置2个缺氧监测点(即缺氧点)，第一缺氧点31设置在缺氧池的前端(即缺氧池的起始部位)，在混合液回流与缺氧进水充分混合后，距离缺氧池进水口3m处(即沿程前1/10处)，第一缺氧点通常位于缺氧池沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3)；第二缺氧点32设置在缺氧池后端且在缺氧池出水口之前，距离缺氧池出水口3m处(缺氧池后端池壁3m，即沿程后1/10处)，第二缺氧点通常在缺氧池沿程的后1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；第一、第二缺氧点采集的样品分别为第一、第二缺氧样品；取样深度为15-20cm；

好氧池内布置3个好氧监测点(即好氧点)，第一好氧点41设置在好氧池前端(即好氧处理单元起始部位)，距离好氧池进水口5.5m处(好氧池前端池壁5.5m，即沿程前1/10处)，第一好氧点通常位于好氧池沿程的前1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；第二好氧点42设置在好氧处理单元的后端且在好氧池出水口之前，距离好氧池出水口5.5m处(好氧池后端池壁5.5m，即沿程后1/10处)，第二好氧点通常位于好氧池沿程的后 1/3范围之内，优选为1/100-1/3，优选为1/50-1/3；第三好氧监测点43设置在好氧处理单元的第一、第二好氧点之间，在第一、第二好氧点之间沿着水流方向均匀分布；根据污水在好氧处理单元内的流动顺序，由前至后按等比例均匀布置，相邻两个好氧监测点距离为22m。第一、第二、第三好氧监测点采集的样品分别为第一、第二、第三好氧样品；取样深度为 15-20cm。

2、样品的采集

在所有样品监测点处分别采集样品，采样深度为15cm，采集量100ml，备用；

在每个监测点采样，获得一组样品，在系统内设置的样品监测点上平行采样3组，获得 3组平行样品；

通常在系统内设置的样品监测点上平行采样至少3组，获得至少3组平行样品，每组样品分别测定水质，获得至少3组样品水质数据，备用。

3、水质测定

样品监测点样品的水质测定与实施例1的“步骤3、水质测定”相同。

在每个监测点分别平行采样至少3组，对每组样品测定水质、污染物浓度，获得至少3 组样品的水质参数，分别对应记录，备用。

本实施例中以平行采集3次样品，获得平行的3组测定样品，对3组样品分别测定对应的水质或污染物浓度参数，分别对应记录，备用。

4、测定污泥回流比(Q_污泥回流/Q_进水，R_污回比)

A、按照公式(1)计算污泥回流比(R_污回比)，

B、将每组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品的MLSS浓度分别对应地带入公式(1)中，计算每组样品对应的污泥回流比，然后对计算得到的污泥回流比加和后取平均值，获得推流式A²/O生物处理系统工艺的污泥回流比。

例如：第一组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品MLSS浓度分别为：MLSS_污泥回流＝6201gm/L；MLSS_第一厌氧＝3562mg/L；R_污回比为135％；第二组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品MLSS浓度分别为：MLSS_污泥回流＝6335gm/L；MLSS_第一厌氧＝3643mg/L；R_污回比为 135％；第三组样品中对应的污泥样品、第一厌氧样品MLSS浓度分别为：MLSS_污泥回流＝6887gm/L；MLSS_第一厌氧＝3951mg/L；R_污回比为134.6％；三组样品的污泥回流比的平均即为本实施例中污泥回流比：(135％+135％+134.6％)/3＝135％，即污泥回流比值为135％，则污泥回流流量Q_污泥回流＝1.35Q_进水。

本实施例中污泥泵的流量为进水泵流量的2倍(即进水泵流量为100％，污泥泵流量为 200％)，按设备泵(即进水泵、污泥回流泵)平均运行功率，污泥回流泵的阀门开度(37.5％)，则污水处理厂的污泥回流比为75％，与按照公式(1)计算的污泥回流比相差60％；本发明的后续工艺的运行管理控制中以按照本方法计算和校核后的污泥回流比为准。

5、测定混合液回流比(Q_{混合液回流}/Q_进水，R_混回比)

A：按照公式(2)计算混合液回流比：

B：将每组样品中对应的第二好氧、第二厌氧及第一缺氧样品的MLSS浓度分别对应地带入公式(2)中，计算每组样品对应的R_混回比，然后对计算得到的R_混回比加和后再取平均值，获得推流式A²/O生物处理系统工艺的污泥回流比(R_混回比)。

例如：第一组样品中对应的第二好氧、第二厌氧、第一缺氧样品MLSS浓度分别为：MLSS_第二好氧4119mg/L、MLSS_第二厌氧3400mg/L、MLSS_第一缺氧3650mg/L，R_混回比为120％；第二组样品中对应的第二好氧、第二厌氧、第一缺氧样品MLSS浓度分别为：MLSS_第二好氧＝4182mg/L、MLSS_第二厌氧＝3521mg/L、MLSS_第一缺氧＝3750mg/L，R_混回比为120％；第三组样品中对应的第二好氧、第二厌氧、第一缺氧样品MLSS浓度分别为：MLSS_第二好氧＝4130mg/L、 MLSS_第二厌氧＝3468mg/L、MLSS_第一缺氧＝3698mg/L，R_混回比为120％；三组样品的混合液回流比的平均值为本实施例中混合液回流比：(120％+120％+120％)/3＝120％，即R_混回比为120％。即进水流量为Q_进水，则混合液回流流量Q_污泥回流＝1.2Q_进水。

本实施例中混合液泵的流量为进水泵流量的3倍，按设备泵(即进水泵、混合液回流泵)平均运行功率，混合液回流泵的阀门开度为2/3，则污水处理厂的混合液回流比为200％，与按照公式(2)计算的混合液回流比相差80％；本发明中在工艺的运行管理控制中应以按照本方法计算和校核后的混合液回流比为准。

6、测定厌氧、缺氧、好氧处理单元的污染物去除能力

根据步骤4)、5)测定的污泥回流比、混合液回流比，以及测定的9个监测点样品中的污染物(COD、NH₄ ⁺-N、NO₂ ^--N、NO₃ ^--N、TN、PO₄ ^3--P)浓度，进行相关计算，

本发明的厌氧、缺氧、好氧处理单元的污染物去除能力以单位时间(小时或天)计，即单位时间内厌氧单元的NO₃ ^--N反硝化的量、反硝化所去除的COD量、PO₄ ^3--P的释放量、磷释放所消耗的COD量；单位时间内缺氧单元的NO₃ ^--N反硝化的量、反硝化所去除的 COD量；单位时间内好氧单元的COD去除量、NH₄ ⁺-N硝化能力(即NH₄ ⁺-N_{好氧污泥氮负荷})。

本发明具体实施方式中污染物去除能力以小时计。污水进水流量、污泥回流流量、混合液回流流量以L/h计。

6-1)测定厌氧处理单元的污染物去除能力

6-1A)测定厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量(NO₃ ^--N_{厌氧反硝化})

根据公式(3)计算厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量：

例如：污泥样品、第二厌氧样品、进水样品的NO₃ ^--N浓度分别为[NO₃ ^--N]_污泥＝15mg/L、 [NO₃ ^--N]_第二厌氧＝10mg/L、[NO₃ ^--N]_进水＝6mg/L；按公式(3)计算：NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}＝15×1.35Q_进水 +6×Q_进水-10×2.35Q_进水＝2.9Q_进水(mg)，而按系统设计手册的污泥回流原估计值75％，即Q _污泥回流＝0.75Q_进水,则计算值为9.75Q_进水(mg)，理论厌氧反硝化的量与实际厌氧反硝化的量相差了6.85Q_进水(mg),误差达到了近70％。一方面说明了本方法的精确性，同时也表明在厌氧处理单元实际发生的反硝化量较小。

6-1B)测定厌氧处理单元反硝化所去除的COD量(COD_{厌氧反硝化})

按公式(4)计算厌氧池反硝化所消耗或去除的COD量：厌氧单元的COD_{厌氧反硝化}为19.72Q _进水(mg)。而按设备设计手册的污泥回流比为75％计算，则COD_{厌氧反硝化}为66.3Q_进水(mg)g，误差70％。更重要的是，现有方法表明厌氧处理单元的实际COD消耗较小。

6-1C)测定厌氧处理单元中PO₄ ^3--P的释放量(PO₄ ^3--P_厌氧释放)

按照公式(5)计算厌氧池内PO₄ ^3--P的释放量(PO₄ ^3--P_厌氧释放)。

6-1D)测定厌氧单元中磷释放所消耗的COD量(COD_厌氧释磷)

按照公式(6)计算厌氧池内磷释放所消耗的COD量，例如：污泥样品、第二厌氧样品、进水样品的PO₄ ^3--P浓度分别为[PO₄ ^3--P]_污泥回流＝7mg/L、[PO₄ ^3--P]_第二厌氧＝15mg/L、[PO₄ ^3--P]_进水＝20mg/L；

污泥回流比为1.35，按式(5)计算：PO₄ ^3--P_厌氧释放＝15×2.35Q_进水-20×Q_进水-7×1.35Q_进水＝5.8Q_进水mg。而按系统设计污泥回流原估计值75％(Q_污泥回流＝0.75Q_进水)，则计算值为1Q_进水mg，原估计磷释放的量与计算磷释放的量相差了4.8Q_进水mg，误差达到了83％。

按式(6)计算磷释放所消耗的COD量，COD_厌氧释磷＝2.84×5.8Q_进水mg＝16.472Q_进水(mg)；而按设计原估计污泥回流比0.75Q_进水时，磷释放所消耗的COD量(COD_厌氧释磷) ＝2.84×1Q_进水mg＝2.84Q_进水(mg)，误差达到了83％。因此，结果体现了本方法的精确性。

6-2、测定缺氧处理单元的污染物去除能力

6-2A)测定缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量(NO₃ ^--N_{缺氧反硝化})

按照公式(7)计算缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量；

本实施例中：第二好氧、第二厌氧、第二缺氧样品的NO₃ ^--N浓度分别为：[NO₃ ^—N]_第二好氧＝35mg/L、[NO₃ ^--N]_第二厌氧＝10mg/L、[NO₃ ^--N]_第二缺氧＝18mg/L；

按照公式(7)计算：NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}＝＝10×2.35Q_进水+35×1.2Q_进水-18×3.55Q_进水＝1.6Q_进水 mg，而按系统设计的污泥回流原估计值75％(Q_污泥回流＝0.75Q_进水)；混合液回流比原估计值 200％，即Q_{混合液回流}＝2Q_进水；则计算值为20Q_进水mg，估算缺氧反硝化的量与实际计算缺氧反硝化的量相差了18.4Q_进水mg，误差达到了近92％。

6-2B)测定缺氧处理单元反硝化所消耗的COD量(COD_{缺氧反硝化})

按照公式(8)计算缺氧单元反硝化所消耗的COD量，

本实施例中，按式(8)计算，COD_{缺氧反硝化}＝6.8×1.6Q_进水＝10.88Q_进水mg。而按系统设计值计算，则缺氧反硝化消耗的COD的量为136Q_进水mg，误差达到了92％。

6-3、测定好氧处理单元的污染物去除能力

6-3A)测定好氧单元的污泥氨氮去除负荷即NH₄ ⁺-N_{好氧污泥氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧硝化能力}

6-3A-1：好氧单元整体污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧整体污泥氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力})

利用第一、第二好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度值[NH₄ ⁺-N]，按照公式(9)计算好氧处理单元的整体污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧整体污泥氨氮去除负荷})，

NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第二好氧)/(MLSS_第二好氧×V_好氧×HRT_好氧)(9)

6-3A-2：好氧单元实际污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧污泥实际氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力})

利用第一、第n好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度值[NH₄ ⁺-N]，按照公式(10)分别计算好氧处理单元内，污水流至不同位置时的实际污泥氨氮去除负荷(NH₄ ⁺-N_{好氧实际污泥氨氮去除负荷}或NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力})，其中，n为3、4、5，...的整数，例如第3、4、5好氧样品，...；根据计算的得到的结果，诊断好氧处理单元的实际硝化能力，确定氨氮在好氧单元内消耗完全的位置，氨氮在好氧单元内的消耗效率或速率，通过确定好氧单元内氨氮去除的实际效率，以及氨氮在好氧单元沿程处理空间上的消耗速率或效率，明确好氧单元的空间使用效率，为后续好氧曝气的优化调整提供基础。如在第n监测点发现氨氮去除效率达到最高，则之后的好氧空间已基本上不发挥污染物去除作用了，可以考虑在之后空间进行降低曝气等措施以达到节约能耗的目的。

NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第n好氧)/(MLSS_第n好氧×V_好氧实际×HRT_好氧实际)(10)

本实施例中，以第3好氧点为例进行说明，污水流至第三好氧点时NH₄ ⁺-N的量，由第三好氧样品的NH₄ ⁺-N(氨氮)浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[NH₄ ⁺-N]_第3好氧×(Q_进水+Q _污泥回流+Q_{混合液回流})，mg；MLSS_第三好氧为第三好氧样品的MLSS浓度值，mg/L；V_好氧实际为第三好氧点对应的好氧单元实际体积，可通过第三好氧监测点占总好氧单元长度比例乘以V_好氧， L；HRT_好氧实际则为第三好氧监测点时的好氧处理单元内的实际水力停留时间，HRT_好氧＝V_好氧实际 /(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

第一、第二、第三好氧样品的NH₄ ⁺-N浓度分别为[NH₄ ⁺-N]_第一好氧＝26mg/L、[NH₄ ⁺-N]_第二好氧＝3mg/L、[NH₄ ⁺-N]_第三好氧＝12mg/L；MLSS_第二好氧＝4085mg/L，MLSS_第三好氧＝4130mg/L。

以第二好氧点为终点时，则NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝(26-3)×3.55Q_进水/1163×V² _好氧＝7×10^-2Q_进水/V² _好氧(mg/mgMLSS.h)；而按照系统设计的估算值，则NH₄ ⁺-N_{好氧整体硝化能力}＝7.4×10^{- 2}Q_进水/ V² _好氧(mg/mgMLSS.h)，误差为6％。

当计算第三好氧点时，发现第三好氧点的[NH₄ ⁺-N]_第三好氧＝12mg/L，同时按式(10)，计算 NH₄ ⁺-N_{好氧实际硝化能力}＝(NH₄ ⁺-N_第一好氧-NH₄ ⁺-N_第三好氧)/(MLSS_第三好氧×V_好氧实际×HRT_好氧实际)，第三好氧点长度为总好氧长度的50％，即V_好氧实际＝0.5V_好氧，HRT_好氧实际＝0.5V_好氧/(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})，所以最终NH₄ ⁺-N_{硝化能力实际}＝7.3×10^-2Q_进水/V² _好氧mg/mgMLSS.h，显示其实际硝化能力与第二好氧点计算值基本相同。

在实施例2中，发现好氧单元第二好氧点与第三好氧点的氨氮硝化能力基本相同，表明在整个好氧空间内氨氮是以匀速在进行下降。与实施例1中的氨氮去除情况并不相同。

6-3B)计算好氧处理单元的COD去除量(COD_好氧去除)

利用第二缺氧，第二好氧样品COD浓度值，按公式(11)计算好氧单元COD去除量，

本实施例中第二好氧、第二缺氧样品的COD浓度分别为[COD]_第二好氧＝30mg/L、[COD]_第二缺氧＝60mg/L；则COD_好氧去除＝(60-30)×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝30×(Q_进水+1.35Q_进水 +1.2Q_进水)＝106.5Q_进水(mg)。而按系统设计原估计值，COD_好氧去除＝(60-30)×(Q_进水 +0.75Q_进水+2Q_进水)＝112.5Q_进水mg，误差为5％。

7、计算生物处理系统的COD去除总量(COD_总去除)

利用公式(12)计算A²/O生物处理系统的COD的总去除量(COD_总去除)，

COD_总去除＝COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除 (12)

本实施例中COD_总去除＝19.72Q_进水+5.8Q_进水+10.88Q_进水+106.5Q_进水＝142.9Q_进水 (mg)

8、生物处理系统各处理单元运行状态的判定：

判断厌氧单元和缺氧单元的实际运行状态：

8-1、本实施例中COD_厌氧去除＝25.52Q_进水(mg)，数值>0；COD_好氧去除＝106.5Q_进水(mg)；由于COD_厌氧去除<COD_好氧去除，厌氧单元状态具有一定问题；

8-2、本实施例中COD_缺氧去除＝10.88Q_进水(mg)，数值>0；COD_好氧去除＝106.8Q_进水(mg)；COD_缺氧去除<COD_好氧去除，缺氧单元状态具有一定问题；而若以系统设计的估算值计算，COD_缺氧去除＝136Q_进水(mg)，数值>0；COD_好氧去除＝106.8Q_进水(mg)；COD_缺氧去除>COD_好氧去除，表明缺氧单元状态良好。因此表明了本方法对单元状态确认的准确性。

8-3、计算R_非曝气率

R_非曝气率＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％

＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除)×100％ (13)

COD非曝气去除(即缺氧去除+厌氧去除)比例＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％＝25.6％。由于非曝气去除的比例<50％，本实施例中表明74.4％的有机物(COD)是通过高能耗方式(曝气)在好氧单元进行去除，证明工艺的非曝气单元(厌氧和缺氧单元)运行状态具有一定问题。

通过上述计算测定，发现厌氧与缺氧单元的反硝化基本不消耗COD。针对厌氧单元解析结果，发现厌氧释磷COD消耗量占总COD去除量的4％，远小于实施例1中的相同单元厌氧释磷的COD消耗占总COD去除的15％。这是因为厌氧单元中存在较高的硝酸盐无法及时反硝化，同时抑制释磷。可以针对厌氧单元强化反硝化过程，一方面反硝化消耗较多 COD，同时减少硝酸盐浓度以便于释磷，进一步增强COD的非曝气去除。而同时混合液回流比较低，仅为120％。可以考虑加大实际回流比例，引导更多硝酸盐进入缺氧区，强化缺氧区的反硝化过程。

Claims (10)

1.一种推流式A²/O污水生物处理工艺运行状态的诊断方法，其特征是，包括如下步骤：

1)在推流式A²/O污水生物处理系统内沿着污水处理流程，沿程设置样品监测点；

2)测定样品监测点采集的样品的水质参数；

3)根据测定的水质参数分别测定推流式A²/O污水生物处理系统的污泥回流比R_污回比、混合液回流比R_混回比；

4)根据测定的水质参数、测定的R_污回比、R_混回比，分别计算厌氧单元的COD去除量COD_厌氧去除、缺氧单元的COD去除量COD_缺氧去除、好氧单元的COD去除量COD_好氧去除；

5)根据计算的COD的去除量，分别比较COD_厌氧去除与COD_好氧去除、COD_缺氧去除与COD_好氧去除，判断厌氧单元、缺氧单元、好氧单元的运行状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，步骤1)中所述沿程设置样品监测点为：在推流式A²/O污水生物处理系统的每个处理单元内沿污水流动方向至少布置2个样品采集点以保证获得每个处理单元的进水、出水水质参数。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，还包括在污水原水进入所述推流式A²/O生物处理系统前的污水进水管内设置进水监测点，测定待处理污水原水的水质。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤3)中所述R_污回比按照公式(1)计算：

式(1)中：MLSS_污泥回流为回流污泥样品的悬浮固体浓度；Q_进水为污水原水的进水流量；Q_污泥回流为回流污泥的流量；MLSS_第一厌氧为第一厌氧样品的悬浮固体浓度。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤3)中所述R_混回比按照公式(2)计算：

式(2)中Q_{混合液回流}为回流混合液流量；Q_进水为污水进水流量；MLSS_第二厌氧为第二厌氧样品污泥浓度；MLSS_第一缺氧为第一缺氧样品污泥浓度值；MLSS_第二好氧为第二好氧样品悬浮固体浓度。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤4)所述厌氧单元的COD_厌氧去除按照如下步骤测定：

4A-1)按照公式(3)计算厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量：

NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}＝NO₃ ^--N_进水+NO₃ ^--N_污泥回流-NO₃ ^--N_第二厌氧 (3)

公式(3)中：NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为厌氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量；NO₃ ^--N_进水为进水中的NO₃ ^--N的量，NO₃ ^--N_进水＝[NO₃ ^--N]_进水×Q_进水；NO₃ ^--N_污泥回流为回流至厌氧处理单元的回流污泥的NO₃ ^--N的量，NO₃ ^--N_污泥回流＝[NO₃ ^--N]_污泥×Q_污泥回流；NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧单元出水时的NO₃ ^--N的量，NO₃ ^--N_第二厌氧＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)；

4A-2)按照公式(4)计算厌氧处理单元反硝化所去除的COD量：

COD_{厌氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{厌氧反硝化} (4)

公式(4)中COD_{厌氧反硝化}为厌氧单元中反硝化作用所消耗的COD的量；NO₃ ^--N_{厌氧反硝化}为按照公式(3)获得厌氧单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量；

4A-3)按照公式(5)计算厌氧处理单元的PO₄ ^3--P的释放量PO₄ ^3--P_厌氧释放：

PO₄ ^3--P_厌氧释放＝PO₄ ^3--P_第二厌氧-PO₄ ^3--P_污泥回流-PO₄ ^3--P_进水 (5)；

公式(5)中PO₄ ^3--P_厌氧释放为厌氧单元中的磷酸根磷(PO₄ ^3--P)的释放量；PO₄ ^3--P_污泥回流为回流污泥中的磷酸根磷的量，PO₄ ^3--P_污泥回流＝[PO₄ ^3--P]_污泥×Q_污泥回流；PO₄ ^3--P_第二厌氧为第二厌氧样品中的磷酸根磷的量，PO₄ ^3--P_第二厌氧＝[PO₄ ^3--P]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)；PO₄ ^3—P_进水为进水中磷酸根磷的量，PO₄ ^3—P_进水＝[PO₄ ^3--P]_进水×Q_进水；

4A-4)按照公式(6)计算厌氧池内磷释放所消耗的COD量

COD_厌氧释磷＝2.84×PO₄ ^3--P_厌氧释放 (6)

公式(6)中COD_厌氧释磷为厌氧处理单元中磷释放所消耗的COD的量；PO₄ ^-3--P_厌氧释放为厌氧处理单元中的磷酸根磷(PO₄ ^3--P)的释放量，按照公式(5)计算获得；

4A-5)厌氧单元的COD去除量为COD_{厌氧反硝化}与COD_厌氧释磷的加和，即COD_厌氧去除＝COD_{厌氧反硝化}+COD_厌氧释磷。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤4)所述缺氧单元的COD_厌氧去除按照如下步骤测定：

4B-1)按照公式(7)测定缺氧单元中NO₃ ^--N反硝化的量NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}；

NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}＝NO₃ ^--N_第二厌氧+NO₃ ^--N_{混合液回流}-NO₃ ^--N_第二缺氧 (7)

公式(7)中：NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中NO₃ ^--N反硝化的量，缺氧单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量；NO₃ ^--N_第二厌氧为厌氧单元出水中硝酸盐态氮的量，NO₃ ^--N_第二厌氧＝[NO₃ ^--N]_第二厌氧×(Q_进水+Q_污泥回流)；NO₃ ^--N_{混合液回流}为从好氧池回流至缺氧池的混合液中的硝酸盐态氮的量，NO₃ ^--N_{混合液回流}＝[NO₃ ^--N]_第二好氧×Q_{混合液回流}；NO₃ ^--N_第二缺氧为缺氧处理单元出水中硝酸盐态氮的量，NO₃ ^--N_第二缺氧＝[NO₃ ^--N]_第二缺氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})；

4B-2)按照公式(8)计算缺氧单元反硝化所消耗的COD量，公式(8)如下：

COD_{缺氧反硝化}＝6.8×NO₃ ^--N_{缺氧反硝化} (8)

公式(8)中COD_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化作用所消耗的COD的量；NO₃ ^--N_{缺氧反硝化}为缺氧处理单元中反硝化去除的硝酸盐态氮(NO₃ ^--N)的量。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤4)所述好氧单元的COD_厌氧去除按照如下步骤测定：按照公式(11)计算好氧单元的COD去除量，公式(11)如下：

COD_好氧去除＝COD_第二缺氧—COD_第二好氧 (11)

公式(11)中，COD_好氧去除为好氧处理单元的COD去除量；COD_第二缺氧为缺氧单元出水中的COD的量，由第二缺氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二缺氧×(Q_进水+Q _污泥回流+Q_{混合液回流})；COD_第二好氧为好氧处理单元出水中的COD的量，由第二好氧样品的COD浓度×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})＝[COD]_第二好氧×(Q_进水+Q_污泥回流+Q_{混合液回流})。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤5)中按照如下方法判断推流式A²/O污水生物处理系统中厌氧单元、缺氧单元、好氧单元的运行状态：

若COD_厌氧去除实际发生且大于COD_好氧去除，则厌氧单元状态良好；其中所述COD_厌氧去除实际发生是指COD_厌氧去除计算的量>0；

若COD_厌氧去除未发生或实际发生但小于COD_好氧去除，则厌氧单元状态不佳；其中所述COD_厌氧去除未发生指COD_厌氧去除计算的量≤0；

若COD_缺氧去除实际发生且大于COD_好氧去除，则缺氧单元状态良好；其中所述COD_缺氧去除实际发生是指COD_缺氧去除计算的量>0；

若COD_缺氧去除未发生或实际发生但小于COD_好氧去除，则缺氧单元状态不佳；其中所述COD_缺氧去除未发生指COD_厌氧去除计算的量≤0。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤5)中还包括测定COD的非曝气去除率R_非曝气率，其中R_非曝气率按照公式(13)测定，

R_非曝气率＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/COD_总去除×100％

＝(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除)/(COD_厌氧去除+COD_缺氧去除+COD_好氧去除)×100％ (13)

其中，R_非曝气率>80％，表明大量的有机物(COD)是通过低能耗的非曝气方式去除，判断推流式A²/O污水生物处理系统的运行状态优良；R_非曝气率<50％，表明大量有机物(COD)是通过高能耗曝气方式在好氧单元进行去除，判断推流式A²/O污水生物处理系统的非曝气单元厌氧和缺氧单元运行状态存在问题，需要进行调整。

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