浅谈氧化沟技术
摘要：作为革新的活性污泥处理工艺，氧化沟技术目前正广泛应用于多种类型的废水处理中，并取得了良好的出水水质和稳定污泥。本文从组成、技术特点、常用类型等方面对氧化沟技术进行了介绍。
关键词：氧化沟技术；污水处理；活性污泥处理
On the Oxidation Ditch Technology
Abstract: As an innovative activated sludge treatment process, oxidation ditch technology is now widely used in various types of wastewater treatment, and achieved good water quality and stability of the sludge. In this paper, composition, technical characteristics and the type of common oxidation ditch technology were introduced.
Keywords: oxidation ditch technology; wastewater treatment; activated sludge treatment
1 引言
1954 年荷兰建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂，其原型为一个环状跑道式的斜坡池壁的间歇运行反应池，白天用作曝气池，晚上用作沉淀池，其生化需氧量 (BOD)去除率可达 97%，由于其结构简单，处理效果好，从而引起了世界各国广泛的兴趣和关注。
氧化沟(Oxidation Ditch)污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。
1.1国外发展
20世纪60年代以来，氧化沟在欧洲、北美、南非、大洋洲等地取得了迅速的推广和
应用。丹麦已兴建300多座污水处理厂，占全国处理厂的40%。英国也兴建了300多座这样的污水处理厂。据不完全统计，到目前为止，北美有9000多座氧化沟污水处理厂，亚洲有近1000座氧化沟污水厂。氧化沟污水处理技术的发展不仅体现在数量上，也体现在处理厂的扩大和处理对象的不断增加。氧化沟的处理能力达到了处理1000万人口当量污水，既能用于生活污水的处理，也能用于工业废水和城市污水的处理。
1.2国内发展
我国从20世纪80年代以来也开展了较多的关于氧化沟工艺的研究，并设计建设了一批氧化沟污水处理厂。如采用Pasveer氧化沟的珠海香洲水质净化厂、广东南海污水厂等，采用Carrousel的桂林东区污水厂、昆明第一污水厂等，采用Orbal氧化沟的北京大兴污水处理厂、山东莱西污水处理厂等，采用侧沟式一体化的有四川新都污水处理厂、山东高密污水处理厂、山东陵县污水处理厂、贵州仁怀污水处理厂等，处理污水量为10000～80000m3/d。总体来说，氧化沟工艺在我国也得到了相当多的应用。
氧化沟应用多年，经久不衰，而且取得相当多的突破，究其原因，可以这样说，氧化沟技术发展的强势在于氧化沟的环流，由于这环流，是造成氧化沟长久不衰的内在原因，外在原因则是其具有多功能性、污泥稳定、出水水质好和易于管理。氧化沟有
别于其它活性污泥的主要特征是环形池型，或者说只要保持沟渠首尾相接，水流循环
流动，选用的特定设计参数、沟型和运行方式，就会给运行者和设计者带来极大方便，其灵活性和适应性也非常强，有进一步研究、发展和应用的广阔空间。
2 氧化沟工艺及其构成[1]
2. 1 氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥处理工艺的一种变形工艺，一般不需设初沉池，且通常采用延时曝气；其结构形式采用封闭的环形沟渠形式，混合液在氧化沟曝气器的推动下做水平流
动（平均流速〉0.3m/s）；污泥负荷和污泥龄的选取要考虑污水硝化和污泥稳定两个因素，污泥龄一般在10d~30d，污泥负荷在0. 05 ~0. 10kgBOD5 / (kgMLSS·d)之间。更
确切的说，氧化沟是一种无头无尾封闭的、加强了搅拌的生物反应器。
2. 2 氧化沟系统的构成
氧化沟系统的基本构成包括：氧化沟池体，曝气设备，进、出水装置，导流和混合装
置以及附属构筑物。
2. 2. 1 氧化沟池体
氧化沟一般呈环形，平面上多为椭圆形或圆形，四壁由钢筋混凝土制造，也可以由素
混凝土或石材作护坡。水深与所采用的曝气设备有关，2. 5m~8m不等。
2. 2. 2 氧化沟曝气设备
曝气设备具有以下功能：一是供氧；二是推动水流作不停的循环运动；三是防止活性
污泥沉淀；四是使有机物、微生物及氧气三者充分混合、接触。主要的曝气设备有：
水平轴曝气转刷或转盘、立式表曝机、导管式曝气机，微曝气系统和百乐卡式曝气系统。
2. 2. 3 进（出）水装置
包括进水口、回流污泥口和出水调节堰等。氧化沟的进水和回流污泥进入点应该在曝
气器的上游，使得它们能与沟内混合液立即混合。氧化沟的出水应该在曝气器的下游，并且离进水点和回流污泥点足够远，以避免短流。从沉淀池引出的回流污泥管可通至
厌氧选择区或缺氧区，并根据运行情况调整污泥回流量。
2. 2. 4 导流和混合装置
包括导流墙和导流板。在弯道设置导流墙可以减少水头损失，防止弯道停滞区的产生
和防止对弯道过度冲刷。通常在曝气转刷上下游设置导流板，主要是为了使表面的较
高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，提高传氧速率。
2. 2. 5 附属构筑物
如二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等，这一部分构筑物与传统活性污泥工艺相同。
3 氧化沟技术特点
3.1构造形式多样性
基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形（传统氧化沟 ) 。而沟渠的形状和构造则
多种多样。沟渠可以呈圆形和椭圆形等形状。可以是单沟系统或多沟系统。多渠
系统可以是一组同心的互相连通的沟渠。也可以是互相行。尺寸相同的一
组沟渠。有与二次沉淀池分建的氧化沟。也有合建的氧化沟。合建氧化沟又
有体内式船型沉淀池和体外式侧沟式沉淀池。此外，还有Envirex公司的竖直式氧
化沟。多种多样的构造形式。赋予氧化沟灵活机动的运行性能。使它可以按照任
意一种活性污泥法的运行方式运行，并且组合其他工艺单元，以满足不同的出
水水质要求。
3.2 曝气设备的多样性
常用的曝气装置有转刷、转盘、表面曝气器和射流曝气等．不同的曝气装置
导致了不同的氧化沟型式．如采用表曝机的卡鲁塞尔氧化沟．采用射流曝气的
J A C 氧化沟和采用转刷的派司维尔氧化沟。与其他活性污泥法不同的是．曝
气装置只在沟渠的某一处或几处安设．数目应按处理厂规模．原污水水质及
氧化沟构造决定。曝气装置的作用除供应足够的氧气外．还要提供沟渠内不小于0.3m/s的水流速度．以维持循环及活性污泥的悬浮状态。
3.3曝气强度可调节
氧化沟的曝气强度可以通过两种方法调节。其一是通过出水溢流堰调节：通过调
节溢流堰的高度改变沟渠内水深．进而改变曝气装置的淹没深度。使其充氧量适应
运行的需要。淹没深度的变化对于曝气设备的推动力也会产生影响，从而也可对进水流速起一定调节作用。其二是通过直接调节曝气器的转速：由于机电设备和自控
技术的发展。目前氧化沟内的曝气器的转速是可以调节的。从而可以调整曝气强度和推动力。
3.4预处理、二沉池和污泥处理进行工艺简化
箪化沟的水力停留时间和污泥龄都比—般生物处理法长．悬浮状有机物与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定．故氧化沟可不设初沉池。由于氧化沟工艺污泥龄长、负荷低．排出的剩余污泥已得到高度稳定．剩余污泥量也较少．因此不再需要厌
氧消化．而只需进行浓缩与脱水。还有将曝气池和二沉池合建的—体式氧化沟及
交替工作的氧化沟．不再采用二沉池．从而使处理流程更为简化。
虽然氧化沟采用的水力停留时间较长，曝气池体积较一般活性污泥法的大，但因在流
程中省略了初沉池、污泥消化池，有时还省略了二沉池和污泥回流装置，因此节省了
构筑物间的空间，使污水厂总占地面积不仅没有增大，反而还减小。
3.5具有推流式流态的某些特征
氧化沟从整体的流态上是完全混合的．但在局部由于其流速较大又具有推流特性。这样带来的好处之一是经过曝气的污水．在流到出水堰的过程中会形成良好
的混合液生物絮凝体．可以提高二沉池内的污泥沉降速度及澄清效果。另外．氧
化沟的推流特征对除磷脱氮工艺也是极其重要的。通过对系统合理的设计与控
制．氧化沟内可形成缺氧和好氧交替出现的区域．可以取得较好的反硝化效果。
4 常用氧化沟类型介绍
4.1 交替工作式氧化沟
交替工作氧化沟，是指在一沟或多沟中按时间顺序在空间上对氧化沟的曝气操作和沉
淀操作做出调整换位,以取得最佳的或要求的处理效果。其特点是氧化沟曝气、沉淀交
替轮作,不设二沉池,不需污泥回流装置。基本类型有:A 型,D 型,VR 型和 T 型 4 种。
1）A 型氧化沟是单沟交替工作式氧化沟(如图 1 所示),主要用于 BOD 的去除和硝化,且
限于较小的处理场合应用,规模不超过 2 000 人口当量,各个工作时段持续时间的长短,取
决于污水间歇排放的周期(如早期的 P 型氧化沟)。
2）D 型氧化沟是双沟交替工作氧化沟，通常是由两个氧化沟组成，两个沟交替作为
曝气池及沉淀池，主要用于 BOD 去除和硝化。典型的 D 型氧化沟系统如图 2 所示。D 型系统的一个工作周期一般为 8 h,分 4 个阶段,其出水水质十分稳定,处理能力在 1 500
人~20 000 人口当量之间,但曝气转刷的实际利用率较低(仅37.5%)是该系统的最大特点。
3）VR 型氧化沟也是单沟交替工作式氧化沟，主要也是用于 BOD 的去除及硝化，其特点是将氧化沟分成容积基本相等的两部分，利用定时改变曝气转刷的旋转方向来改变
沟内水流方向，使两部分氧化沟交替地作为曝气区和沉淀区，不设二沉池,不需设污泥
回流装置。典型的 VR 氧化沟系统一个工作周期一般为 8 h，分 4 个阶段。典型的 VR
型氧化沟系统如图 3 所示，VR 系统出水水质良好，操作方便，转刷的实际利用率可以
达到 75％。
4）T 型氧化沟由三沟交替。该系统由三个同等体积的氧化沟一起形成为一个单元操作。
3 个氧化沟之间相互双双连通,两侧氧化沟起曝气和沉淀双重作用,中间的氧化沟始终进
行曝气,不设二沉池及污泥回流装置,具有去除 BOD 及硝化脱氮的功能。 T 型系统可按
6 个阶段运行,运行周期一般为 8 h,如图 4 所示。
4.2 半交替工作式氧化沟
半交替工作式氧化沟兼具连续工作式和交替工作式的特点。
1）这种氧化沟有独立的二沉池，是曝气和沉淀完全分离氧化沟系统。
2）它和和 D 型沟是不同的：根据需要氧化沟可分别处于不同的工作状态,使之具有交
替工作式运行灵活的特点,特别是用于脱氮。最典型的半交替工作式氧化沟为 DE 型氧
化沟,如图 5 所示。
DE 型氧化沟工艺是为生物脱氮设计和发展的，它与 D 型氧化沟不同，它有独立的二
沉池及回流污泥系统,氧化沟内交替进行着硝化与反硝化。在 DE 型氧化沟前增设一厌
氧池,可以达到同时脱氮、除磷的目的。我国西安市北石桥污水处理厂采用的就是 DE 型氧化沟,其一期工程设计规模为 15 万 m3/d。
4.3 连续工作分建式氧化沟
连续工作分建式氧化沟的特点是：仅用于氧化沟曝气池，入口和出口的流动方向的不
能变化，需要开辟一个空间设立一个独立的二次沉淀池，设备利用率 100%。连续工作
分建式氧化沟主要形式有 3 种：帕斯韦尔(Pasveer)氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟、
奥贝尔(Orbal)氧化沟。帕斯韦尔氧化沟采用了最初跑道式沟型 ,一般采用曝气转刷曝气,如图 6 所示。
Carrousel氧化沟是多沟串联系统,一般采用垂直轴表面曝气机，如图7所示。卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟从单级标准卡鲁塞尔工艺发展为卡鲁塞尔denitIR和卡鲁塞尔2000工艺、四阶段和五阶段卡鲁塞尔Bardenpho系统至卡鲁塞尔3000工艺，BOD去除、脱氮
除磷效率升高。技术特点可总结如下：①采用立式表曝机，单机功率大，设备数量少，系统简单；②有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力；③曝气功率密度大，传氧效率达
到平均至少2.1kgO2/(kW·h)；④氧化沟沟深加大，可达到5m以上，使氧化沟占地面
积减少；⑤土建费用降低；⑥操作环境好，运行管理简单；⑦调节性能好，节能效果
显著；⑧能在寒冷地区使用。
奥贝尔氧化沟由多个同心的沟渠组成,渠道一般呈圆形或椭圆形,如图 8所示。与其他类
型的氧化沟相比，Orbal 氧化沟具有自己独特的优点：一是Orbal氧化沟采用曝气转盘，水深可达3. 5m~4. 5m，同时可借助在各沟中配置不同数目的曝气盘，变化输入每一槽
的供氧量；二是圆形或椭圆形的平面形状，比沟渠较长的氧化沟更能利用水流惯性，
节省能耗；三是多渠串联的形式可减少水流的短路现象；四是有利于有机物的去除，
可减少污泥膨胀现象的发生。
4. 4 连续工作合建式氧化沟
连续工作合建式氧化沟，也被称为一体化氧化沟，其特征在于集曝气、沉淀、脱水
和污泥回流功能为一体，而不需要一个单独的二次沉淀池。它将曝气净化与固液分离
操作同在一个构筑物中完成,污泥自动回流,连续运行,设备和池容利用率为 100%。连续
工作合建式氧化沟主要形式有：管式、多斗式、边墙和中心墙式、竖向循环式、侧渠式、斜板式、侧沟式、中心岛式等。根据沉淀器置于氧化沟的部位进行区分,可概括为
三类:沟内式、侧沟式和中心岛式一体化氧化沟。目前，具有代表性的是联合工业公司
的船式沉淀器、Armco环境企业公司的BMTS系统、EIMCO公司的Carrousel 渠内分
离器、湖滨设备公司的边墙分离器以及Lightin公司的导管式曝气内渠和边渠沉淀分离
器以及Envirex公司的竖直式氧化沟。连续工作合建式氧化沟克服了传统氧化沟的诸多
缺点，具有巨大的应用前景。
其工艺的主要特点即优点主要有以下方面：
1)工艺流程短,构筑物和设备少,不设初沉池、调节池和单独的二沉池,污泥自动回流,投
资省、能耗低、占地少、管理简便。
2)处理效果稳定可靠,其 BOD5 和 SS 去除率均在 90%~95%或更高,COD 的去除率也在85%以上并且硝化和脱氮作用明显。
3)产生剩余污泥量少,污泥不需消化,性质稳定,易脱水,不带来二次污染。
4)造价低,设备事故率低,运行管理费用少。
5)固液分离效率比一般二沉池高,池容小,能使整个系统在较大的流量和浓度范围内稳定
运行。
6)污泥回流及时,减少了污泥膨胀的可能。
5氧化沟工艺常见故障及处理方法
5.2.1 污泥膨胀问题
当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发
生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，
由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附
着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。
针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降
低进水量以减轻负荷，或适当降低SRT，使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调
整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水
性污泥膨胀。
5.2.2污泥上浮问题
当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的
停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化
作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。
发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；
如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件。
应通过以下方法克服：
①增加活性污泥回流率以减少污泥在沉淀池中的停留时间；
②通过增加活性污泥回流率不能减少污泥深度，则可以减少沉淀池的混合液进水量；
③可能的话，可以提高沉淀池的刮泥收集速度；
④缩短SRT以避免活性污泥硝化发生，在温暖季节，采用降低SRT的方法以减少硝化
发生是困难的，可采用缺氧/好氧工艺促进反硝化可以避免污泥上浮并能改善污泥沉降
性质。
5.2.3泡沫问题
由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。有两类
细菌与活性污泥法工艺形成大量泡沫有关，分别是诺卡菌属和微毛小细胞，这些生物
有疏水的细胞表面且能够粘附气泡使其稳定形成泡沫。
用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为
0.5~1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。
当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考
虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒
废水的进入。
5.2.4水质水量波动
由于氧化沟有大量的活性污泥、较长的SRT和HRT，表现出相当强的耐冲击负荷能力，因此有机负荷、水利负荷和有害物质的影响并不明显。污水厂进水量往往随季节时间
波动，而且目前多以大流量作为选泵依据，水泵全速运转时间不超过10%，大部分时
间都无法高效运转，造成能源浪费。
因而，在氧化沟的自动控制上，采用变频器对曝气转刷进行变频调速，使之根据DO
值的变化在一定范围内降低或提高曝气转刷的转速，不仅能够保证良好的污水处理效果，而且还有明显的节能效果。此外，采用变频调速后，可以提高污水处理厂的自动
化程度，提高污水处理厂的运行管理水平。
5.2.5流速不均及污泥沉积问题
在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循
环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘
的浸没深度为480~ 530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的
1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚
至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了
处理效果，影响了出水水质。加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的
有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴
心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善
措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力
和理论动力效率。
另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环
流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推
动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高
效率具有十分重要的意义。
5.2.6设备发热
这是污水处理厂设备保养的重要问题，污水厂设备大多是旋转转动机械，需要变速装
置或轴承及轴承座。润滑是必须的，一般轴承处温度不得超过80℃，齿轮箱润滑油的
温度不得超过60℃。
5.2.7脱氮效果不好
在自然界，氮化合物是以有机体、氨态氮、亚硝态氮、硝态氮及气态氮形式存在的。
传统活性污泥法以去除污水中的BOD为代表的有机污染物为主。而对于氮、磷的去除，传统活性污泥只能通过排泥，去除细菌细胞中由于生理上的需要而摄取的氮、磷数量，这样，传统活性污泥对氮、磷的去除率仅为20%～40%、5%～20%。影响脱氮效果的
主要因素有
6结束语
氧化沟是一种经济高效的城市污水处理方法，近年来在国际上已经有了重大发展，在
我国此项技术尚处于较落后水平。我们应根据各地的情况，博采众长，引进消化，加
快我国的氧化沟技术与设备的开发和发展。
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20万吨氧化沟法污水处理厂 工艺设计方案 1 绪论 1.1 我国水环境现状 1.1.1 我国水污染现状 水是人类必不可少的再生资源。自然界可探测到的水量为13.6亿3km ，然而能够给人类使用的淡水量为0.4亿3km ，只占总储水量的百分之2.7。并且中国水资源的问题矛盾非常突出和尖锐，2007年的中国水资源报告显示:中国含有总量大约为2.5万亿3m 的水资源。北方地区含有水资源总量4980亿3m ，占全国20.4%；南方地区拥有的水资源竟然达到了20513亿3m ，比例达到了全部水资源的80%多。多年的数据表明，水资源短缺问题已成为制约我国经济发展的重要因素，然而水资源短缺的同时，我国却普遍存在着严重的水污染问题。 水污染大体可以分为:(1)自然污染。日起日落随着时间的流逝自然生成的污染，土地中矿物质分解产生的污染；(2)人为污染。在人类进行普通生活或者进行生产活动时造成的对水体的污染。人为产生的水污染可大致归纳为以下几个原因:一是人们对水资源短缺的危机感不强，对水体污染认识不够；三是水价相对低廉，老百姓用水毫不珍惜，大大咧咧；四是执法部门没有作为，没有把功夫精力放在正处，让企业工厂偷偷排放污水；五城市规划布局没有考虑周全，雨水污水难以集中处理；六是人口增长迅速，这也加剧了水体的污染。 1.1.1.1 地表水污染 我国的地表水河段有着较重的有机物污染，普通老百姓在日常生活中会排放大量的有机污水，工业生产中的企业还会排放含有有毒有害物质的废水，比如农药和工业染料等等，水源水质的降低和污水处理成本的增加，对普通老百姓的生活造成了很大的影响，污水的污染加剧了水资源的短缺，也使得我国的可持续发展受到了严重的阻力。下表1-1是国主要河流污染情况，总体上表现为中度污染。检测的污染指标是3NH 、5BOD 。 表1-1 2009年我国七大水系干流水质统计
?一、几个概念 氧化沟：是活性污泥微生物氧化、分解有机物的最主要的场所。在氧化沟中，这微生物依靠机械曝气供给的氧气所创造的有利条件生长和繁殖，并吸附和分解污水中的有机物，进而产生絮状的活性污泥颗粒，在二沉池中经过泥水分离从而达到净化污水的目的。 二沉池：是二次沉淀池的简称，是活性污泥混合液进行泥水分离的场所，以获得纯净的出水。同时将分离的活性污泥重力浓缩到一定的程度，供回流到氧化沟中再利用。归纳起来讲，二沉池的作用就是进行泥水分离和暂时贮存污泥。 第三讲氧化沟工艺的运行管理 ?二、氧化沟工艺基本流程 第三讲氧化沟工艺的运行管理 ?三、公司污水的主要组成 酿酒污水 灌装洗瓶水 热电站/动力车间粉煤灰水 生活污水 ?最根本的影响因素是酿酒生产底锅水，主要原因是该种废水的酸度偏低，属于高浓度碳水化合物，同时水中的氮、磷比例极低，易造成污水处理系统的异常。公司上马厌氧处理系统后，变废为宝，已经系统解决了因底锅水浓度较高对好氧处理系统的影响。 第三讲氧化沟工艺的运行管理 酿酒污水 ?（1）包括底锅水、生活废水、外排冷却水 ?（2）底锅水性质 ?颜色：淡黄色或褐色 ?主要成分：蛋白质、糖类、 ?泛酸及其它胶体物质 ?COD浓度：25000-60000mg/l ?SS浓度：500-1000mg /l ?pH值：2-5，呈酸性 ?目前利用状况：用于厌氧处理系统 ?（3）冷却水性质：同洗瓶水，但温度略高(50度左右)。 ?全部循环利用。
灌装洗瓶水及其性质 ?颜色：无色透明，含少量杂质和少量有机物 ?（微生物） ?主要成分：以无机物为主 ?COD浓度：10-80mg/l ?SS浓度：50-300mg /l ?pH值：6-8，基本为中性 ?目前利用状况：各车间分 ?散循环利用，重复利用 ?率约30% 第三讲氧化沟工艺的运行管理 粉煤灰水及其性质 ?颜色：灰色、混浊沉淀后的上清液浅灰色，含大量 ?杂质（以炉渣和煤灰为主） ?主要成分：以无机物为主 ? COD浓度：30-300mg/l ? SS浓度：50000mg /l以上 ? pH值：7以下，弱酸性（含 ?化水工段排放的酸性废水） ?目前利用状况：循环利用， ?循环利用率约70%每天， ?排放量约500吨。 第三讲氧化沟工艺的运行管理 生活废水及其性质 ?颜色：浅灰色或黑色，含有大量有机物和油类物质，易腐化产生恶臭?主要成分：有机物和无机物含量基本对等 ? COD浓度：100-300mg/l ? SS浓度：100mg /l以上 ? pH值：7-9 ?目前利用状况：直接进入污水处理站处理后排放， ?每天排放量约500-2000吨。 第三讲氧化沟工艺的运行管理 ?四、污水处理费用的组成
卡鲁塞尔氧化沟和奥贝尔氧化沟的区别 解决时间：2011-7-2 19:06 |提问者：458553122 最佳答案 我把它们简单的原理和特点给你，自己去对比吧！寻找它们的相似和区别之处！要是有水处理工程方面的书可以看看，或是看看给排水设计手册，氧化沟部分！奥贝尔氧化沟工艺特点 奥贝尔氧化沟属活性污泥法中的延时曝气法，沟体通常由三个同心椭圆形沟道组成，污水与回流污泥混合后，由外沟道进入，再依次进入中沟和内沟，在各沟道内循环数十到数百次，最终出水至二沉池。各沟道内安装有数量不等的转碟曝气机，以进行充氧及推流搅拌作用。 与普通氧化沟相比，奥贝尔氧化沟可看作是由外沟、中沟和内沟串联的一种多级氧化沟： 外沟道的功能主要是高效完成碳源氧化、反硝化及大部分硝化，容积通常占氧化沟容积的50%～55%，可去除80%左右的有机物，溶解氧浓度一般在 0mg/l～0.5mg/l之间，在沟道内形成交替耗氧和大区域的缺氧环境，可较高程度地同时进行“硝化和反硝化”，脱氮效果明显，氨氮的去除率可高达90%；同时，由于沟道中大部分区域溶解氧在0mg/l～0.5mg/l之间，氧传递作用是在氧亏条件下进行的，氧的转移速率有所提高，节能效果明显。 中沟道是联系外沟与内沟的过渡段，进行互补调节，进一步去除剩余的有机物及继续完成氨氮硝化，并可充分发挥外沟道或内沟道的强化作用，有利于保证系统运行的可靠性，中沟道容积一般占25%～30%，溶解氧浓度控制在1.0mg/l 左右。 内沟道主要是为了确保氧化沟出水水质，溶解氧浓度约在2.0mg/l左右，以保证有机物和氨氮较高的去除率，同时保证出水带有足够的溶解氧进入二沉池，抑制磷的释放。内沟道容积约占氧化沟总容积的15%～20%。 从奥贝尔氧化沟三个沟的溶解氧分布来看，外沟、中沟、内沟的溶解氧呈0—1—2mg/L的梯度分布，其中，仅内沟道的溶解氧值要求较高，与普通氧化沟要求（2mg/L）一致，外沟及中沟的溶解氧均低于普通氧化沟要求。由于氧的转移速率随混合液溶解氧浓度的降低而提高，故在奥贝尔氧化沟的外沟及中沟中，氧的转移速率将高于普通氧化沟，这样充氧量可相应减少，这就决定了奥贝尔氧化沟较普通氧化沟更为节能，一般约节省能耗15%～20%。因此，在设计奥贝尔氧化沟时，应充分结合工艺特点，科学合理地计算充氧量。 Carrousel氧化沟处理污水的原理 最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO 值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用
给水排水工程技术 毕业课程设计 乌鲁木齐市某地区排水工程 施工图预算 学年学期 班级 指导教师 姓名 学号 新疆学院 设备工程系
目录内容摘要 一、设计题目 二、设计任务书 三、污水处理厂的设计规模 四、污水处理程度的要求 五、设计内容 六、氧化沟的工艺流程图 七、设计计算 八、污水处理厂平面布置 九、污水处理厂高程计算 十、参考文献 十一、附图
内容摘要 本设计为策勒县污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂规模为30240 m3,污水主要来源为生活污水和工业污水，主要采用氧化塘处理方法。污水处理厂处理后的出水达到污水综合排放标准（8978-96） 一、设计题目 新疆策勒县污水处理厂工艺设计 二、设计任务书 1、设计的任务和目的 毕业设计是一项重要的实践性教学环节，是培养学生应用所学专业理论知识解决工程实际问题、提高设计制图水平及使用各种技能资料能力的重要手段，通过毕业设计，使学生了解和熟悉排水工程设计的一般原则、步骤和方法；掌握污水处理厂的设计计算方法及设计说明、计算书的编制方法、施工图的绘制方法。 2、设计简介 本设计为给水排水工程技术专业专科毕业设计，是大学三年教学计划规定的最后一个实践性环节。本设计题目为策勒县污水处理厂工艺设计。在指导老师的指导下，在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。 3、设计内容 （1）、处理工艺流程选择 （2）、污水处理构筑物的设计 （3）、污水处理工艺施工图初步设计的绘制 4、设计依据 本设计根据给水排水工程技术专业毕业设计任务指导书、《给水排水设计手册》（第五册）、《水处理手册》《水处理设计手册》《给水排水设计手册（第二版）第1册》《给水排水常用数据手册（第二版）》《水处理工程技术》《给水排水设计手册》（第11册）《排水工程（第二版）》（下册）等进行设计。 设计原始资料
卡罗塞尔氧化沟 .1设计参数 1) 氧化沟座数：1座 2) 氧化沟设计流量：max Q =183 L/s 3) 进水水质：5BOD =220 mg/L COD=300 mg/L SS=300 mg/L 3NH -N ≤35 mg/L T-P=4 mg/L T-N=30 mg/L 4) 出水水质：5BOD ≤20 mg/L COD ≤60 mg/L SS ≤20 mg/L 3NH -N ≤8 mg/L T-P ≤1 mg/L T-N ≤20 mg/L 5) 最不利温度：T= 100C 6) 污泥停留时间：d Q c = 7) MLSS= 8) f= 9) 反应池中的溶解氧浓度： 10) 氧的半速常数： 11) 污泥负荷： 12) 水流速： .2计算 .2.1碱度平衡计算
（1）由于设计的出水BOD ，为20mg/L ，处理水中非溶解性5BOD ,值可用下列公式求得，此公式仅适用于氧化沟。 f BOD 5 = 0.7)e 1(42.15-0.23e ?-???C = 0.7 ? 20 ?1.42 (5-0.23e 1?-) =13.6 m g / L 式中 e C —出水中5BOD 的浓度 mg/L 因此，处理水中溶解性 5BOD 为: 20-13.6=6.4 mg/L （2）采用污泥龄20d ，则日产泥量据公式 /921kg = d 式中 Q —氧化沟设计流量 m 3/s ； a---污泥增长系数，一般为0.5~0.7，这里取0.6； b---污泥自身氧化率，一般为0.04~0.1，这里取0.06； t L ---)(e 0L L -去除的5BOD 浓度 mg/L ； m t --污泥龄 d ； 0L ---进水5BOD 浓度 mg/L ； e L ---出水溶解性5BOD 浓度 mg/L ； 一般情况下，设其中有12.4％为氮，近似等于TKN 中用于合成部分为： 0.124?921=114.22 kg/d 即：TKN 中有 2.72 .158111000 22.114=?mg/L 用于合成。 需用于氧化的NH 3-N =35-7.2-8=19.8 mg/L 需用于还原的NO 3-N =19.8mg/L 为了保证脱硝效果，可适当放大脱硝 3NH -N 至20 mg/L ） （）（2006.0110004.6-220246060183.06.01t ?+?????= +m bt aQL
氧化沟活性污泥法污水处理工程技术 规范
中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 578－ 氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范 Technical Specifications for Oxidation Ditch Activated Sludge Process (发布稿) —10—12 发布—01—01 实施 环境保护部发布 388 389 目次 前言....................................................... ...................... II 1 适用范围....................................................... (1) 2 规范性引用文件....................................................... (1) 3 术语和定义.......................................................
(2) 4 总体要求....................................................... (3) 5 设计流量和设计水质....................................................... (4) 6 工艺设计....................................................... (6) 7 主要设备....................................................... .. (16) 8 检测和控制....................................................... (18) 9 电气....................................................... (19) 10 施工与验收....................................................... .. (19)
氧化沟的优缺点及发展应用型式 郭昌梓1，2，程飞2，陈雪梅 2 （1．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055；2．陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021） 摘要阐述氧化沟工艺的发展、特点及主要运行型式：交替工作式氧化沟、半交替工作式氧化沟、连续工作分建式氧化沟、连续工作合建式氧化沟及微曝氧化沟等；介绍氧化沟不同运行型式的发展优势、运行方式及用途；分析氧化沟工艺设计和应用中存在的缺点和问题；提出氧化沟处理生活污水和工业废水的完善措施和发展趋势。关键词氧化沟；优缺点；运行型式；发展趋势中图分类号X703．1文献标识码A 文章编号0517－6611（2011）23－14288－04The Advantages and Disadvantages and Developmental Operation Mode of Oxidation Ditch GUO Chang-zi et al （Environment and Municipal Engineering College ，Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an ，Shaanxi 710055） Abstract The development ，characteristic and main operation forms of oxidation ditch were introduced ，which included alternating oxidation ditch ，half-alternant oxidation ditch ，continuous working individually-built oxidation ditch ，continuous working jointly-built oxidation ditch and fine bubble-aerated oxidation ditch．The development advantages ，operation process and application of different mode were respectively de-scribed．The advantages and disadvantages of the design and application of oxidation ditch process were analyzed ，and more appropriate meas-ures and development directions were brought up to promote the more widely application of the oxidation ditch in treating sewage and industrial effluents． Key words Oxidation ditch ；Advantages and disadvantages ；Operational mode ；Development trend 作者简介 郭昌梓（1968－），男，安徽舒城人，讲师，在读博士，从事水 污染控制技术及废物资源化研究， E-mail ：guochangzi@sust．edu．cn 。 收稿日期2011-05-09氧化沟（Oxidation Ditch ， OD ）又称为连续循环式反应器（Continuous Loop Reactor ，CLR ），是活性污泥法的一种变型，属于延时曝气活性污泥法。1920年，在英国Sheffield 建成了采用桨板曝气机充氧的沟渠形污水处理厂， 但曝气效果不理想，被认为是现代氧化沟的雏形［1］ 。1954年，第1个氧化沟 在荷兰海牙北部的沃绍本（Voorschoten ）建造并试验成功，其基本特征是跑道型循环混合式曝气池。该技术是由荷兰国立卫生研究所（TNO ）的帕斯维尔（A ·Pasveer ）教授发明的，故被命名为帕斯维尔（Pasveer ）氧化沟。从此开始有“氧化沟”这一专用术语 ［2］ 。此后，氧化沟经过广泛应用和不断发 展，在污水处理中凸现出其独特的特点和优良的处理效果而博得世人青睐。据不完全统计， 欧洲已兴建了2000多座氧化沟污水处理厂， 其处理能力由最初的服务人口仅360人到如今的500万 1000万人口当量 ［3］ 。我国于20世纪80年 代开始引进和研究这项技术， 现已日益应用于城市污水以及石油废水、化工废水、造纸废水、印染废水和食品加工废水等工业废水处理之中。1 氧化沟工艺的特点 氧化沟工艺是通过一种定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟封闭渠道内循环流动，具有特殊的水力学流态和独特的优点。1．1 具有推流式和完全混合式的特点，可有力地克服短流 和提高缓冲能力 由于混合液在反应池中循环流动，因此， 在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。同时，污水在沟内的停留时间较长，这就要求沟内有较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内的污水立即被大量的循环液所混合稀 释，因此氧化沟既可杜绝短流又可以提供很大的稀释倍数，从而提高缓冲能力，有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力［1］ 。 1．2 具有明显的溶解氧浓度梯度，有利于形成硝化—反硝 化的生物处理条件混合液在曝气区内溶解氧浓度较高，然后在循环流动中逐步下降，到下游区溶解氧浓度很低，基本上处于缺氧状态， 出现明显的溶解氧浓度梯度，从而形成硝化—反硝化条件，有利于氮的去除，同时还可以通过反硝化很好地补充硝化过程中消耗的碱度。1．3 功率密度不均匀分配有利于氧的传质、液体混合和污 泥絮凝 由于氧化沟曝气设备的不均匀设置，使氧化沟内存 在2个能量区：一个是设有曝气装置的高能量区，一个是非曝气区的低能量区。在这两者之间的过渡区，可以认为是能 量由高变低的消散过程。高能量区一般具有大于100s －1 的 平均速度梯度（G ）；低能量区平均速度梯度通常小于30s －1［4］。当系统中的G 值较低时，混合液中的固体就能产生良好的生物絮凝。这样，氧化沟中的非曝气部分就提供了对絮凝有利的条件。氧化沟的处理能力高于其他生物处理系统， 其重要原因就在于它具有独特的水力混合性能，这种混合作用对于有机碳、氨、硝酸盐和固体的去除皆有重要作用。1．4 整体功率密度较低，节省能源 氧化沟中的曝气装置 不是沿沟长均匀分布的，而是集中布置在几处，所以氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持液体流动、固体悬浮和充氧，能量消耗低。另外，氧化沟遵守动量守恒原则，一旦池内混合液被加速到所需流速时，维持循环所需要的水力动力只要克服沿程和弯道的水头损失即可，在循环流动中产生的循环或对流混合能够增强其自身的搅动作用［4］ 。 这样，为了保持使固体悬浮的速度，所需要的单位容积动力 就大大低于其他系统。1．5 构造形式多种多样，运行灵活 氧化沟最根本的特点 是曝气池呈封闭的沟渠形，而沟渠的形状和构造则多种多 责任编辑姜丽责任校对卢瑶 安徽农业科学，Journal of Anhui Agri．Sci．2011，39（23）：14288－14291DOI:10.13989/https://www.doczj.com/doc/e314757900.html,ki.0517-6611.2011.23.073
氧化沟工艺设计计算书 1.项目概况 处理水量Q=5万m 3/d ；进水水质BOD 为150mg/L ；COD 为300 mg/L ；SS 为250mg/L ； L mg TN L mg N NH /30,/304==-+ 。处理要求出水达到国家一级(B)排放标准即 COD ≤60 mg/L ，BOD 5≤20 mg/L ，SS ≤20mg/L ，L mg TN L mg N NH /20,/84≤≤-+ 。 2. 方案对比 三种方案优缺点比较如下表： 本方案设计采用氧化沟，氧化沟分两座，每座处理水量Q=2.5万m3/d 。下面是氧化沟 工艺流程图。 氧化沟工艺流程图 3. 设计计算
3.1设计参数 总污泥龄：20d MLSS=4000mg/L MLVSS/MLSS=0.7 MLVSS=2800mg/L 污泥产率系数（VSS/BOD 5）Y=0.6kg /（kg.d ） 3.2 工艺计算 (1)好氧区容积计算 出水中VSS=0.7SS=0.7×20=14mg/L VSS 所需BOD=1.42×14（排放污泥中VSS 所需得BOD 通常为VSS 的1.42倍） 出水悬浮固体BOD 5=0.7×20×1.42×（1-e -0.23× 5）=13.6 mg/ L 出水中溶解性Se=BOD 5＝20-13.6 mg/ L=6.4mg/L %.795%100150 .4 61505=?-= 去除率BOD 好氧区容积：内源代谢系数Kd=0.05 35.77467 .04000)2005.01() 4.6150(25000206.0)1()(m X c Kd c Se So YQ V V =???+-???=+-= θθ好氧 停留时间 h h Q V t 7.442425000 7746.5 =?==好氧 校核： )/(17.05 .77467.0400025000)4.6150()(5d kgMLVSS kgBOD V X Se So Q M F V ?=???--=好氧 满足脱氮除磷的要求。 硝化校核：硝化菌比增长速率 105.020 1 1 -== = d c n θμ n f 为硝化菌在活性污泥中所占比例，原污水中BOD 5/TKN=150/30=5，此时对应n f =0.054 N kgNH kgVSS Y n -=+ 4/1.0（硝化菌产率系数） n q 为单位质量的硝化菌降解N NH -+ 4 的速率：5.01 .005 .0== =n n n Y q μ 实际硝化速率1 027.05.0054.0-=?=?=d q f r n n n
氧化沟法城市污水处理 本设计中需要处理的城市污水水质条件为： cr COD =470mg/L ，5BOD ＝260mg/L ， SS=200mg/L ，+4NH -N=25mg/L 处理规模：25万3m /d 处理后出水水质：cr COD <100mg/L ，5BOD <30mg/L ， SS<30mg/L,+4NH -N<8mg/L 主要工艺流程图： 主要构筑物作用： １.粗格栅：粗格栅为污水厂第1道预处理设施,用于去除污水中大的悬浮物和漂浮物,保证后续处理设施的正常运行。 ２.提升泵房：提升泵房用于将入流污水提升至设计高度,以便自流进入各后续处理单元。 ３.细格栅：细格栅可进一步去除污水中的悬浮物和漂浮物,保证后续
设备和工艺的正常运行。细格栅采用连续运行方式,栅渣由一台无轴螺旋压实输送机收集脱水后运往厂外填埋。为了方便管理和维护,细格栅间与沉砂池合建,细格栅间出水直接进入沉砂池． ４.旋流沉砂池：沉砂池的作用是将污水中物理、化学及生物性质不同的无机颗粒和有机颗粒(悬浮物)进行分离,以便于分别最终处置５.选择池：该选择池分为两格,进水与从二沉池回流的活性污泥快速混合、接触,利用活性污泥中的厌氧菌对污水中的溶解态和胶态可生物降解有机物进行吸附,促进该部分微生物的增长和繁殖,选择有利于沉淀的菌胶团微生物,抑制污泥膨胀。同时,选择池出水采用可调堰板,作为后继的氧化沟的配水设施。 ６.二沉池：二沉池的作用是对氧化沟排出的混合液进行泥水分离,保证出水水质和回流污泥的浓度。本设计中二沉池采用中心进水周边出水圆形辐流式沉淀池,连续运行,池内设单周边传动刮泥机 ７.接触池消毒池：生物处理后的出水在此投加消毒剂,经充分混合和接触(维持足够的接触时间),杀灭出水中的致病菌,保证最终排水的卫生安全。消毒剂采用液氯,由加氯间制备 ８.鼓风机房：鼓风机房分为机房、进风室和值班室。风机出口管上均设有止回阀、安全阀、消声器、压力开关和温度开关等。鼓风机采用连续运行方式,并由PLC自动控制,PLC主控 制器将保持系统主风管中的压力恒定,并通过调节各氧化沟的空气控制阀来调节溶解氧含量。主风道中的压力传感器将压力信号输送给主控制器,主控制器根据该信号与预先设定值的对比结果控制鼓风机的
氧化沟介绍 氧化沟又名氧化渠，实际上它是活性污泥法的一种变型。因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气沟渠中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。 早在1920年，Haworth研制的桨板式曝气机应用于英国Shefiidd的Tynsley 污水处理厂，该处理厂被认为是现代氧化沟的先驱，但当时尚未出现“氧化沟”一词。得到公认的第一座氧化沟污水处理厂建于1954年，它是由A．Pasveer博士设计的，在荷兰的Voorshopcn市投入使用，服务人口为360人，从此以后才有了“氧化沟”这一专用术语。其运行方式为间歇运行，将曝气净化、泥水分离和污泥稳定等过程集于一体。由于Pasveer博士的贡献，这项技术又被称为Pasveer沟。 从本质上讲，氧化沟属于活性污泥改良法的延时曝气法范畴。但与通常的延时曝气法有所不同，氧化沟中污泥的SRT长，尽可能使污泥浓度在沟中保持高些，以高MISS运行。因此，那些比增殖速度小的微生物便能够生息，特别是硝化细菌占优势，使氧化沟中的硝化反应能显著进行。另外，长的SRT使剩余污泥量少且已好氧稳定，可不需要污泥的消化处理。 氧化沟处理系统的基本特征是曝气池呈封闭式沟渠形，它使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，一方面向混合液中充氧，另一方面向反应池中的物质传递水平速度，使污水和活性污泥的混合液在沟内作不停的循环流动。从反应器的观点看，氧化沟属于一种独具特色的连续环式反应器(CLR)。 由于氧化沟巧妙地结合了连续式反应器和曝气设备特定的定位布置，使氧化沟具有若干与众不同的特性：
(1)氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力； (2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺； (3)氧化沟功率密度的不均匀分配，有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝； (4)氧化沟的整体体积功率密度低，可节省能量
氧化沟工艺的介绍 摘要：近年来，在氧化沟中尝试使用各种综合曝气装置，即采用曝气器与水下混合器独立运行，将氧化沟中的水流循环混合作用与曝气传氧作用区分开来，使氧化沟中交替出现缺氧与好氧状态，已达到脱氮除磷目的，同时这种运行方式还能取得节能的效果。据报道，这种综合曝气系统已在国外得到应用，在国内也可尝试并推广采用这种综合曝气设备。 1 氧化沟工艺概述 1.1 氧化沟工艺基本原理和主要设计参数 氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数： 水力停留时间：10－40小时； 污泥龄：一般大于20天； 有机负荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)； 容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)； 活性污泥浓度：2000－6000mg/l； 沟内平均流速：0.3－0.5m/s 1.2 氧化沟的技术特点： 氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）作生
物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。 氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。 氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性： 1) 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟
前言 在我国经济高速发展的今天，污水处理事业取得了较大的发展，已有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站），更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，造福子孙后代的思想已深入人心。 近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用发面，都取得了一定的进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、建设部、国家环境保护局的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人瞩目的研究成果。 不应回避，我国面临水资源短缺的严重事实，北方一些城市人民生活水平的提高和工农业生产的发展已受到水资源不足的制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源的趋势，不久将成为必然。这就是我国污水事业面临的现实。作为给水排水工程专业的学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理的新工艺、新技术，成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理事业提升到一个新的高度。 本次设计的题目是污水处理厂设计。目的是让学生了解排水工程的设计内容与方法，其中包括了城市排水管网的规划与设计和污水处理厂的建设以及工艺流程的选用，收获甚多，为日后的学习与工作积累了宝贵的经验。设计成果包括设计说明书与工艺平面图、高程图。在此，还要对老师的悉心指导表示感谢。
目录 一．设计题目 (3) 二．设计目的及任务 (3) 三．设计原始资料 (4) 四．城市污水处理厂设计 (4) 4.1污水厂选址 (4) 4.2工艺流程 (4) 五 .处理构筑物工艺设计 (5) 5.1设计流量的确定 (5) 5.2格栅设计计算 (6) 5.3.污水提升泵房设计计算 (8) 5.4．平流式沉砂池设计计算 (8) 5.5．平流式初沉池设计计算 (11) 5.6．奥贝尔氧化沟设计计算 (13) 5.7.普通辐流式二沉池设计计算 (17) 5.8．消毒 (19) 六．污泥处理工艺设计 (20) 6.1污泥浓缩池设计计算 (20) 6.2污泥消化系统设计计算 (21) 6.3贮泥池设计计算 (22) 6.4脱水机选择 (23) 七．污水处理厂的平面布置 (23) 八．污水厂的高程布置 (24) 8.1污水厂的高程布置 (24) 8.1.1控制点高程的确定 (24)
3.3.3 carrousel 氧化沟 假设沉砂池出水BOD =200mg/L ，氧化沟出水BOD =20mg/L 。 图6 氧化沟计算图 （1）氧化沟所需容积V 设污泥负荷N S =0.06kgBOD 5/(kgMLSS·d) 污泥回流比R =100%，污泥回流浓度X R =6000mg/L （6kg/m 3） 混合液污泥浓度 ()2006000100%3100/11100%R ss X R X mg l R +?+?===++ 氧化沟所需容积 30()60000(20020)58065()0.063100e s Q L L V m N X -?-= ==? （2）氧化沟平面尺寸的确定 设池数为两个，则每个池子的容积V 0为： V=V/2=0.5×58065=29032(m 3) 设池宽w =13m ，池深h =4.5m ，超高h 1=0.5m （采用曝气转碟曝气），则池长为 220329032313 4.53313132()4413 4.5V w h l w m wh ππ--??=+=+?=?? 所以氧化沟的工艺尺寸为：132m （长）×52m （宽）×5m （高）×2（池数） （3）校核
氧化沟有效容积： ()'23643328926()V l w wh w h m π??=-+=?? BOD-SS 负荷： 05()600001800.06kgBOD /(kgMLSS 580653100e s Q L L N VX -?===? =0.06kgBOD 5/(kgMLSS·d)（在0.03~0.15范围之间） 容积负荷： 3 30560000200100.21/()58065V QL N kgBOD m d V -??=== （在0.2~0.4 范围之间） 水力停留时间： 24245806523.2()60000V T h Q ?===（在10~48小时之间） 污泥回流比： 3100200 1.060003100R X ss R X X --===--（在50%~100%之间） 污泥龄： 58065310015()20060000C VX t d ss Q ?===??（在10~20天去除BOD 并消化） （4）曝气设备必要需氧量（SOR ） 设去除1kgBOD 需氧2kg ，则每天实际需氧量 AOR=L r ×Q ×2=（200-20）×10-3×60000×2=21600kg/d 标准条件下必须的供氧量（SOR ） ()2076011.024()24sw t S A AOR C SOR C C p αβ-=??- 2020216008.8476011210(/)1.0240.93(0.978.84 1.5)76024kg h -?=??=???- C SW =8.84mg/L ，C S =8.84mg/L （假设水温为20℃），C A =1.5mg/L ； α、β—修正系数，利用延时曝气法α=0.93，β=0.97；
4.4.2奥贝尔氧化沟的设计 4.4.2.1基本设计参数 设计污泥龄θc ： 由于点源曝气，氧化沟中存在缺氧区域，在奥贝尔氧化沟的外沟，由于亏氧，缺氧区更大，因此，当只要求硝化时，泥龄应取10d ，再加上除磷要求的厌氧区，以及增加污泥同步稳定的要求，氧化沟总泥龄取20d 。 θc =20d 污泥产率系数Y ： ()()()?? ?????+???--+=--151500072.117.01072.175.017.02.016.075.0T C T C S X K Y θθ ()()()?? ??????+????--+=--151********.12017.01072.12075.017.02.011501606.075.09.0 =0.87 KgSS/kgBOD 查表知，混合液悬浮固体浓度 （MLSS ）X = 4500 mg/L 。 由MLVSS/MLSS=0.75可知，混合挥发性悬浮固体浓度 （MLVSS ）Xv = 3375 mg/L 进水水质：BOD 5浓度S 0=160mg/l SS=160mg/l TN=32mg/l TP=3mg/l NH 3-N =20mg/l COD Cr =320mg/l 最低水温10摄氏度， 最高水温25摄氏度 出水水质： BOD 5浓度S e =10mg/l SS=10mg/l TN=15mg/l TP=0.5mg/l NH 3-N =5mg/l COD Cr =50mg/l 内源呼吸系数K d =0.055，200C 时脱氮率q dn =0.035kg(还原的NO 3—N/(kgMLVSS ?d) 4.4.2.2 去除BOD 计算 1.氧化沟中BOD 5浓度S )1(42.1523.0?--???-=e TSS TSS VSS S S e = 10-1.42×0.7×10× （523.01?--e ） =3.23mg/l
奥贝尔氧化沟属活性污泥法中的延时曝气法，沟体通常由三个同心椭圆形沟道组成，污水与回流污泥混合后，由外沟道进入，再依次进入中沟和内沟，在各沟道内循环数十到数百次，最终出水至二沉池。各沟道内安装有数量不等的转碟曝气机，以进行充氧及推流搅拌作用。 与普通氧化沟相比，奥贝尔氧化沟可看作是由外沟、中沟和内沟串联的一种多级氧化沟： 外沟道的功能主要是高效完成碳源氧化、反硝化及大部分硝化，容积通常占氧化沟容积的50%～55%，可去除80%左右的有机物，溶解氧浓度一般在0mg/l～0.5mg/l之间，在沟道内形成交替耗氧和大区域的缺氧环境，可较高程度地同时进行“硝化和反硝化”，脱氮效果明显，氨氮的去除率可高达90%；同时，由于沟道中大部分区域溶解氧在0mg/l～0.5mg/l之间，氧传递作用是在氧亏条件下进行的，氧的转移速率有所提高，节能效果明显。 中沟道是联系外沟与内沟的过渡段，进行互补调节，进一步去除剩余的有机物及继续完成氨氮硝化，并可充分发挥外沟道或内沟道的强化作用，有利于保证系统运行的可靠性，中沟道容积一般占25%～30%，溶解氧浓度控制在1.0mg/l左右。 内沟道主要是为了确保氧化沟出水水质，溶解氧浓度约在2.0mg/l左右，以保证有机物和氨氮较高的去除率，同时保证出水带有足够的溶解氧
进入二沉池，抑制磷的释放。内沟道容积约占氧化沟总容积的15%～20%。 从奥贝尔氧化沟三个沟的溶解氧分布来看，外沟、中沟、内沟的溶解氧呈0—1—2mg/L的梯度分布，其中，仅内沟道的溶解氧值要求较高，与普通氧化沟要求（2mg/L）一致，外沟及中沟的溶解氧均低于普通氧化沟要求。由于氧的转移速率随混合液溶解氧浓度的降低而提高，故在奥贝尔氧化沟的外沟及中沟中，氧的转移速率将高于普通氧化沟，这样充氧量可相应减少，这就决定了奥贝尔氧化沟较普通氧化沟更为节能，一般约节省能耗15%～20%。因此，在设计奥贝尔氧化沟时，应充分结合工艺特点，科学合理地计算充氧量。 Carrousel氧化沟处理污水的原理 最初的普通Carrousel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约2～ 3mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD 降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构
氧化沟工艺设计计算 Revised by Jack on December 14,2020
1 概述 设计任务和依据 设计题目 20万m3/d生活污水氧化沟处理工艺设计。 设计任务 本设计方案是对某地生活污水的处理工艺，处理能力为200000m3/d，内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、高程计算。完成总平面布置图、主要构筑物的平面图和剖面图。 设计依据 （1）《中华人民共和国环境保护法》（2014） （2）《污水综合排放标准》（GB8978－2002） （3）《生活杂用水水质标准》（—89） （4）《给水排水设计手册1-10》 （5）《水污染防治法》 设计要求 （1）通过调查研究并收集相关资料经过技术与经济分析，做到技术可行、经济合理。必须考虑安全运行的条件，确保污水厂处理后达到排放要求。同时注意污水处理厂内的环境卫生，尽量美观。设计原则还包括：基础数据可靠；厂址选择合理；工艺先进实用；避免二次污染；运行管理方便。选择合理的设计方案。 （2）完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水污泥处理单元构
筑物的详细设计计算；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明等。设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺。 （3）毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确清晰，符合工程制图要求。 设计参数 某地生活污水200000m3/d，其总变化系数为，排水采用分流制。 表1-1 设计要求 项目进水水质(mg/L) 出水水质(mg/L) BOD5 COD SS TN TP 260 400 380 50 8 30 100 30 25 3 2 设计计算 格栅 设计说明 格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。 格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅 （50~100mm），中格栅（10~40mm），细格栅（3~10mm）三种。