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通过这些检测，设计通常将更准确，还可节约费用。利用这些结果，可以建立对在实验过程中没有记录的运行条件的动态模拟进行改良的基础。
3.4章给出的一些设计参数可以根据以下内容确定，例如： 污泥量和所需的泥龄。
适应不同的季节和／或负荷条件的生物池的实际分区（厌氧，缺氧和好氧）。 用于氧转移自动控制耗氧量及；为此应经常测量氧摄入率。 溶解性的残余COD(SCOD,EST)。
5.2
根据经验的设计
5.2.1 所需泥龄 5.2.1.1
没有硝化反应的处理厂
没有硝化的活性污泥处理厂的泥龄为4到5天，见表2。 表二 根据处理目标、温度和规模设计泥龄 (以天计)
污水处理厂规模 Bd,BOD,I 处理目标 1,200 kg/d以下 设计温度 无硝化 有硝化 有反硝化 VD/VAT = 0.2 0.3 0.4 0.5 包括除氮的污泥稳定
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10 12.5 14.3 16.7 20.0 25 10° C 5 8.2 10.3 11.7 13.7 16.4 8 10.0 11.4 13.1 16.0 12° C 大于 6,000 kg/d 10° C 4 6.6 8.3 9.4 11.0 13.2 不建议采用 12° C ATV-DVWK-A 131E
5.2.1.2
硝化工艺设计
进行硝化，好氧池设计泥龄：
tSS,aerob,dim?SF?3.4?1.103(15?T) [d]
(5-1)
3.4值来源： 在 15° C 时铵氧化(亚硝酸单胞菌nitrosomonas)的最大生长率的倒数（2.13 d）乘以1.6的系数。活性污泥中能生成和保持足够的硝化菌。由于足够的氧供给，没有其他不利因素影响，可以确保足够的硝化发生，抑止活性污泥（参见[1] 5.2.4）。在泥龄为 2.13 d (15° C)时，硝化菌不能聚集。
使用安全系数 (SF) 时，应考虑以下因素：
污水中的某些物质导致最大生长率的变化、短期温度差或／和pH值的变化。 铵的平均出水浓度。
进水氮负荷的变化对出水氮浓度的影响。
根据以往经验，Bd,BOD,I规模小于1,200 kg/d (20,000 PT)的污水厂由于进水波动较大， SF 取1.8， Bd,BOD,I ? 6,000 kg/d (100,000 PT) 时SF 取 1.45。因此，只要硝酸菌的存在不对最大生长率产生影响，出水的氨氮SNH4,EST平均值可保持 =在1.0 mg/l。
如果污水处理厂的Bd,BOD,I < 6,000 kg/d ，标准的fN值低于1.8 (参见 5.2.8)，SF可以降低到1.45。
如果设有用于日负荷平衡的缓冲池，安全系数SF可以小于 1.45。
在冬季，如果生物反应池出水温度低于池内氨氮出水要求必须保持的温度(TER)，那么公式5-1 中设计Tdim = (TER - 2)，以得到控制温度下的稳态的出水氮。对于TER = 12° C 的控制温度，根据污水厂的规模，考虑上述的安全系数，建议选择以下的设计泥龄：
污水厂的Bd,BOD,I值在1,200 kg/d以下时， tSS,aerob,dim = 10 d 污水厂的Bd,BOD,I值大于 6,000 kg/d时，tSS,aerob,dim = 8 d 这些值在表2中给出， 中间值用内插法求得。
如果污水温度总是高于控制温度，最冷两周平均温度可以作为设计温度。
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为控制硝化过程大量消耗碱度的（参见5.2.9），为操作原因，建议进行部分的反硝化（参见5.2.1.3）。
5.2.1.3
硝化、反硝化工艺的设计
脱氮的首要条件是可靠的硝化（参见 5.2.1.2）。 对于硝化和反硝化的设计泥龄值为：
tSS,dim?tSS,aerob?1 [d]
1?(VD/VAT)(5-2)
代入式 5-1：
tSS,aerob,dim?SF?3.4?1.103(15?T)?11?(VD/VAT) [d] (5-3)
对于 VD/VAT的计算应注意 5.2.2章的图。
在公式 5-3中作为设计温度所采用的温度是脱氮要求的(Tdim = TER)。因此，根据德国污水条例， Tdim = TER = 12° C。
在冬季污水温度一般低于12° C, 有证据表明：在最冷两周的平均温度下，硝化作用也不中断。所以，为维持设计泥龄，最低温度(TW)下的VD/VAT 比值可根据公式5-4计算。
如果没有可接受的测量值用于确定污水温度，可用温度TER 减少2° C到4° C代替公式5－4中可用tW，（如果污水的两周平均温度低于10° C，预计不降温采用2° C；如果极端条件下要考虑更高的降温，用4° C）。
如，在低温条件下，有机负荷(Bd,BOD,I)是另一个控制指标，则应用实际泥龄代替式（5-4）中的tSS,dim ：
VD/VATSF?3.4?1.103(15?TW)? [-]
tSS,dim(5-4)
这个公式假定生物反应池的设计的灵活性，以此保证反硝化区容积可减少而增加硝化区的容积。如果设计了适当的内回流，在前置反硝化工艺的设计中可用的厌氧混合池的体积可以计入VD中。
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按公式5－4计算，如果VD/VAT是负值，可采用VD/VAT＝0，安全系数应用公式5－4计算。SF可降低到=1.2；但反应池体积会增加。
如果所需的设计温度低于12° C，应相应地改动。没有设计温度低于8° C的污水厂的设计实例。
在任何情况下，都应验证剩余的碱度是否足够，参见5.2.9部分。
如果要求出水氨态氮SNH4,ER < 10 mg/l，或者即便在旱季进水负荷也有很大的波动，应进行随机的取样或两小时的复合取样方式的检测，安全系数应提高或者借助于动态模拟的进行验证。这叫日负荷浮动测量。
5.2.1.4
好氧污泥稳定的污水厂设计
好氧污泥稳定和硝化污水厂设计泥龄tSS,dim必须大于 20 d。
如果要求完全反硝化，设计泥龄tSS,dim必须大于 25d。如果生物反应池的两周平均温度高于12° C，泥龄应根据公式5－5降低。
tSS,dim?25?1.072(12?T) [d]
(5-5)
如果夏季的有机物载荷高于冬节，所需的污泥量MSS,AT (参见5.2.6)必须用公式5.5单独确定。较大的污泥量与生物反应池的体积是有关的。
如果污泥液后厌氧稳定的污泥池的储存期不少于一年，即使要求完全反硝化，则泥龄tSS,dim可以降低到 20d。
需反硝化的硝酸盐和VD/VAT的体积比根据第5.2.2章计算。VD/VAT对泥龄没有影响，但是以间歇反硝化设计为例说，可以用于氧转移的计算。
5.2.2 反硝化反应池体积比例的确定
需反硝化的平均硝酸盐浓度按下式计算:
SNO3,D?CN,IAT?SorgN,EST?SNH4,EST?SNO3,EST?XorgN,BM [mg/l]
(5-6)
T = 12° C，必须采用合适的进水氮浓度CN.IAT（mg/l），。如一年间高温时，CN,IAT/CCOD,IAT 比值较高时，则应考虑几种类型的负荷。
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进水硝酸盐浓度(SNO3,IAT)一般忽略不计。除非有含硝酸盐的地下水、商业或工业污水进入，此时将SNO3,IAT 计入 CN,IAT。
在污泥厌氧消化和机械脱水的处理厂中，如果不进行单独的污泥液处理，回流污泥液的氮必须计入CN,IAT中，详见底4.2章。出水中的有机氮SorgN,EST可设定为2 mg/l。 为安全起见，出水铵浓度SNH4,EST一般设定为0。细胞合成氮的浓度XorgN,BM可简化为：XorgN,BM = 0.04 ~0.05·CBOD,IAT ，或 XorgN,BM = 0.02 ~0.025·CCOD,IAT
适当的出水硝酸盐浓度SNO3,EST采用日平均值，在德国，如果采用随机取样或每二小时混合水样进行监测，所确定的出水无机氮的浓度SinorgN,ER相当低，经验值是SNO3,EST = 0.8 ~0.6·SinorgN,ER，进水负荷变化大污水厂取小值。
根据合适的生物反应池（或厌氧混合池）进水的BOD5 可求得SNO3,D/CBOD,IAT比值，它决 定所需的反硝化能力。
对于同时或间歇反硝化工艺，可用下式计算VD/VAT 值:
SNO3,DCBOD,IAT?0.75?OUC,BOD2.9?VDVAT [mg N/mg BOD5] (5-7)
译者注：式5-7是根据完全混合生物反应池的反硝化区的氧平衡导得的。
Qd?2.9?SNO3,D1000?VD?0.75?OUd,CVAT [kg/d]
公式左侧为反硝化的硝酸盐每日提供氧。右侧为反硝化区氧的日消耗量。系数0.75说明硝酸盐吸收的速率低于溶解氧吸收的速率。
OUC,BOD 为除碳的需氧量(kg/kg)，要用式5-24（用于计算泥龄） 或从表7取值。当温度为10° to 12° C用式5-7计算的结果列于表三。
Qd 为日进水量m3/d
OUd,C 为日除碳的需氧量(kg/d)
对设厌氧区的反硝化工艺或类似工艺（comparable processes） ，只有一小部分的易生物降解有机物在反硝化区损失掉。在表三中列出的经验数值与理论推导趋向一致。见图5.2.5-3。但反硝化区的溶解氧应低于2 mg/l。
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