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奥贝尔氧化沟设计计算

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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：











1515

00

072.117.01072.175.017.02.016.075.0TCTC

SXKY









15101510

072.12017.01072.12075.017.02.01

1501606.075.09.0

=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：BOD5浓度S0=160mg/l SS=160mg/l TN=32mg/l TP=3mg/l

NH3-N =20mg/l CODCr=320mg/l 最低水温10摄氏度， 最高水温25摄氏度

出水水质： BOD5浓度Se=10mg/l SS=10mg/l TN=15mg/l TP=0.5mg/l

NH3-N =5mg/l CODCr=50mg/l

内源呼吸系数Kd=0.055，200C时脱氮率qdn=0.035kg(还原的NO3—N/(kgMLVSS•d)

4.4.2.2 去除BOD计算

1.氧化沟中BOD5浓度S

)1(42.1523.0eTSS

TSSVSSSSe

= 10-1.42×0.7×10× （523.01e）

=3.23mg/l

2.好氧区容积V1



30max121361

)20055.01(375.300323.016.087.02055500

)1(m

KXSSYQV

cdvc





3.好氧区水力停留时间t1

385.0

5550021361

max11

QVtd=9.24h

4.剩余污泥量ΔX

剩余污泥量为：

dkgKYSSQX

cd

/59.360420055.0187.0)00323.016.0(555001)(0



每去除1kgBOD5产生的干污泥量

)/(433.0

)01.016.0(5550059.3604

)(5

0maxkgBODkgDS

SSQX

e





4.4.2.3 脱氮量计算

（a）氧化沟的氨氮量

氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮

量为：

lmg

kSSYN

cd/1.5

20055.01)23.3160(55.0124.0

1)(124.000





需要氧化的氨氮量N1=进水TN-出水NH3-N-生物合成氮量N0

=32-5-5.1=21.9（mg/l）

（a） 脱氮量Nr=进水总氮量TN-出水总氮量TN-生物合成所需的氮No

=32-15-5.1=11.9（mg/L）

（c）脱氮所需容积V2及停留时间t2 脱硝率 20)20()(08.1Tdntdnqq

10℃时 )]/([02.008.1035.052010dkgVSSkgBODqdn

脱氮所需容积4.9784

337502.09.1155500max2



Vdnr

XqNQVm3 停留时间18.0

555004.9784

max22

QVtd=4.32h

（b） 氧化沟总容积V及停留时间t

V=V1+V2=21361+9784.4=31145.4m3

t=t1+t2=9.24+4.32=13.56 h 校核污泥负荷084.0

375.34.3114516.055500Q=F0maxW



VVXS kgBOD5/Kg VSS·d

规定氧化沟污泥负荷在0.05~0.1kgBOD5/Kg VSS·d ，故符合规范。

4.4.2.4需氧量计算

（a）设计需氧量AOR。

氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量-剩

余污泥中NH3-N的耗氧量+去除NH3-N的需氧量-脱氮产氧量

（b）去除BOD5需氧量D1

D1=a×Q(S0-S)+bVXv

其中a——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.50；

b——活性污泥自身氧化需氧率，取0.10；

D1=0.50×55500（0.16-0.00323）+0.10×31145.4×3.375＝14861.94kg/d

（c）剩余污泥量BOD需氧量D2（用于合成的那一部分）

D2=1.42×YQ（S0-S）/(1+Kdθc)

=1.42×0.87×55500×（0.16-0.00323）/(1+0.055×20)=5118.5kg/d

（d）剩余污泥中NH3-N的耗氧量D3

D3=4.6 x污泥含氮率x氧化沟剩余污泥

=4.6 x 0.124 x3604.59 =2056 kg/d

（e）去除NH3-N的需氧量D4 D4=4.6 X （进水TN-出水后NH3-N）x Qmax/1000

= 4.6 X （32-5）x 55500/1000=6893.1kg/d

（f）脱N产氧量D5

D5=2.86×脱氮量x Qmax/1000

=2.86 x 11.9 x 55500/1000=1888.89 kg/d

总需氧量＝D1-D2-D3+D4-D5=14861.94-5118.5-2056+6893.1-1888.89=12691.65kg/d

考虑安全系数1.4，则AOR＝1.4×12691.65＝17768.31kg/d=740.35kg/h

校核去除每1kgBOD5的需氧量

＝17768.31/[55500×（0.16-0.00323）]＝2.04kgO2/kgBOD5

氧化沟设计值在1.2-2.5 kgO2/kgBOD5之间，设计合格。

（g）标准状态下需氧量SOR

0

(20)(20)

(())1.024TAORCsSOR

CsTC



式中Cs（20）－20℃氧的饱和度，取Cs（20）＝9.17mg/L

Cs（25）－25℃氧的饱和度，取Cs（25）＝8.38mg/L

C-溶解氧浓度

α－修正系数，取0.85

β－修正系数，取0.95

ρ=0.900

T-进水最高温度，℃

奥贝尔氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内

沟＝0.2：1：2。充氧量分配按照外沟：中沟：内沟＝65:25:10来考虑，则供

氧量分别为：

外沟道AOR1=0.65AOR=0.65×17768.31=11549.4kg/d

中构道AOR2＝0.25AOR＝0.25×17768.31＝4442.08kg/d

内沟道AOR3＝0.1AOR＝0.1×17768.31＝1776.831kg/d

各构道标准需氧量分别为：

dkgORS/15889

024.1)2.038.89.095.0(85.017.94.115490251



dkgORS/16.6904

024.1)138.89.095.0(85.017.908.44420252

 dkgORS/36.3296

024.1)238.89.095.0(85.017.983.17760253



SOR=SOR1+SOR2+SOR3=15889+6904.16+3296.36=26089.52kgO2/d=1087.06kgO2/h

校核去除每1kgBOD5的标准需氧量

26089.52/[55500×(0.16-0.00323)]=3.0kgO2/ kgBOD5

4.4.2.5氧化沟尺寸计算：

氧化沟的沟型设计要看二沉池的尺寸，故需要先设计二沉池。

（1）沉淀部分水面面积F

根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m3/(m2·h)，设2

座沉淀池 n=2。

2max7.1284

9.025.2312m

nqQF



（2）池子直径D

mFD45.407.128444 ，取D=40m。

此二沉池直径较大，不宜采用合建式。同时为了使氧化沟总宽接近二沉池直径，

沟形采用棒形。

氧化沟设二座,M=2

则单座氧化沟容积：V1=V/2＝31145.4/2=15572.7m3

氧化沟弯道容积按总容积的80％算，直线容积按总容积的20％算

VW=0.8×15572.7=12458.16m3

VZ=0.2×15572.7=3114.54m3

设计有效水深：h=4.0m，超高0.8m 则沟深H=4.8m

设外沟，中沟，内沟宽分别为B1=10m，B2=8m，B3=8m。

隔墙宽：d=0.3m

AW=VW/H=12458.16/4.8=2595.45m2

AZ=VZ/H=3114.54/4.8=648.86m2

直线段长度：L=m

BBBAZ48.12

)8810(286.648

)(2321





取L=14m

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氧化沟设计计算公式表p

氧化沟设计计算公式表p

设计处理水量Q＝300m3/d=12.50m3/h进水CODCr=1620mg/LCODCr=324mg/LBOD5=S0=840mg/LBOD5=Sz=126mg/LTN=250mg/LTN=30mg/LNH4+-N=180mg/LNH4+-N=18mg/L碱度SALK=280mg/LpH＝7.2SS=180mg/LSS=Ce=20mg/Lf=MLVSS/MLSS=0.74000mgMLSS/L采用最小污泥龄30d曝气池出水溶解氧浓度2mg/L衰减系数Kd=0.05d-1活性污泥产率系数Y＝0.5mgMLSS/mgBOD5夏季平均温度T1＝25℃20℃时反硝化速率常数qdn,20＝0.07冬季平均温度T2＝15℃反硝化温度校正系数=1.09剩余碱度100mg/L硝化反应安全系数K=2.5所需碱度7.14mg碱度/mgNH4-N氧化硝化所需氧=4.6mgO2/mgNH4-N产出碱度3.57mg碱度/mgNO3+-N还原反硝化可得到氧=2.6mgO2/mgNO3+-N反硝化时溶解氧浓度0.2mg/L若生物污泥中约含12.40%的氮用于细胞合成459m31.53d =36.72h5.31kg/d即TKN中有TKN×1000/300=17.71mg/L故需氧化的[NH4-N]=144.29mg/L需还原的[NO3+-N]=43.29mg/L 氧化沟工艺设计计算（一）设计参数：

混合液浓度X＝进水水质：出水水质：

（二）设计计算1 好氧区容积计算2 缺氧区容积计算好氧池水力停留时间t1=kgNO3--N/kgMLVSS

(3)反硝化速率(1)氧化沟生物污泥产量(2)用于细胞合成的TKN=42.84kg/d1(1dQ(So-Se)cc)YVXKdQ(So-Se)v1+KcYW(1.42d=33.98h设计取V=900m3设计有效水深h=3.5m5.5m则所需沟的总长度L=46.75m22.5m实际有效容积=1198.87m34.00d(1)硝化消耗碱度=1030.25mg/L(2)反硝化产生碱度=154.54mg/L(3)去除BOD5产生碱度=71.4mg/L(4)剩余碱度=175.69mg/L(1)碳化需氧量0.85β=0.95CS(20)=9.17θ=1.024CS(25)=8.38(2)硝化需氧量218.7kg/d(3)反硝化产氧量33.76kg/d250mg/LXr=10000mg/L(4)硝化剩余污泥NH4-N需氧量16.79kg/d(5)总氧量422.31kg/d27.54m3/d99.20%取直线沟段长=

奥贝尔氧化沟的机理和工程应用

奥贝尔氧化沟的机理和工程应用

奥贝尔氧化沟的机理和工程应用

摘要： 早期氧化沟只是一单沟道的“循环曝气池”，主要用于去除污水中的BOD及进行硝化反应，现已发展形成各种不同的类型，包括卡鲁塞尔型、奥贝尔型、二沟或三沟交替工作型，一体化氧化沟等。随着污染的加剧和水体富营养化问题的出现，许多国家开始控制进入水体的氮和磷排放型量，并制定了较为严格的污水处理厂出水中氮和磷的排放标准。于是，不仅能去除有机物，而且兼具生物除磷脱氮功能的氧化沟工艺应运而生，我们可称之为第二代氧化。奥贝尔氧化沟即为此种新型氧化沟中主要的一种，该工艺在节约能耗、减少占地、抗冲击负荷和高效脱氮等方面显示出优异的性能，越来越多的应用于城市污水处理工程之中，有很好的发展前景

奥贝尔氧化沟工艺的特征

1、奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的50%-55%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用;中间沟道容积一般为25%-30%,溶解氧控“在1.0mg/L左右,作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%-20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右),以保证有机物和氨氮有较高的去除率。

2、外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0.0mg/L,所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，氧的传递效率有所提高，有一定的节能效果。加之下面将谈到的外沟道内所特有的同时硝化反硝功能，节能效果更为明显。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗相对较低。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。奥贝尔氧化沟独特的构造和机理，使之以较节能的方式获得稳定的处理效果。

奥贝尔氧化沟设计计算

奥贝尔氧化沟设计计算

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：











1515

00

072.117.01072.175.017.02.016.075.0TCTC

SXKY









15101510

072.12017.01072.12075.017.02.01

1501606.075.09.0

=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：BOD5浓度S0=160mg/l SS=160mg/l TN=32mg/l TP=3mg/l

NH3-N =20mg/l CODCr=320mg/l 最低水温10摄氏度， 最高水温25摄氏度

出水水质： BOD5浓度Se=10mg/l SS=10mg/l TN=15mg/l TP=0.5mg/l

NH3-N =5mg/l CODCr=50mg/l

内源呼吸系数Kd=0.055，200C时脱氮率qdn=0.035kg(还原的NO3—N/(kgMLVSS•d)

4.4.2.2 去除BOD计算

1.氧化沟中BOD5浓度S

)1(42.1523.0eTSS

TSSVSSSSe

= 10-1.42×0.7×10× （523.01e）

=3.23mg/l

2.好氧区容积V1



30max121361

)20055.01(375.300323.016.087.02055500

奥贝尔ORBAL氧化沟技术概述

奥贝尔ORBAL氧化沟技术概述

1 一，奥贝尔ORBAL氧化沟技术概述

奥贝尔氧化沟通常由三个同心的沟道组成，平面上为圆形或椭圆形。沟道之间采用隔墙分开，隔墙下部设有必要面积的通水窗口。沟道断面形状多为矩形或梯形。隔墙一般使用100-150毫米厚的现浇钢筋混凝土构造。各沟道宽度由工艺设计确定，一般不大于9米。有效水深以4-4.3米为宜。

污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。三个廊道的溶解氧分别控制为0-0.3mg/L、0.5-1.5mg/L、2-3mg/L，通知控制曝气强度，是外圈廊道的供氧速率与渠道内好氧速率相近，保证混合液的硝化反应，同时因为溶解氧浓度低。反硝化菌可以利用硝酸盐座位电子手提进行硝化反应。氮素在外圈的反应过程是一个同步硝化反硝化过程。

1 典型的ORBAL氧化沟工艺

ORBAL氧化沟是一种很有特色的氧化沟工艺，是美国USFilter

Envirex公司开发并拥有的工艺技术，该工艺非常适用于污水常规二级生物处理，在去除污水中的碳源污染的同时，还能进行生物脱氮与生物除磷。

ORBAL氧化沟是由若干同心沟道组成多沟道氧化沟系统，沟道平面

2 呈圆形或椭圆形，具有完全混合式及推流式反应池系统的特征，耐冲击负荷能力强，易于适应多种进水情况和出水要求的变化，具有很强的灵活性。ORBAL氧化沟与标准单沟道氧化沟相比，需氧量可节省20%-35%，从而大大降低了能耗，节约了运行成本。该工艺操作控制简单，维护管理方便，通常情况下只需定期为曝气机轴承添加润滑剂即可。

典型的奥贝尔氧化沟有三个同心沟道。三个沟道由于进水负荷和供氧量的不同，溶解氧浓度形成明显的梯度分布:外沟溶解氧一般接近于0mg/L，中沟溶解氧平均为1mg/L，内沟溶解氧平均为2mg/L，从而在三个沟道内形成了恒定的缺氧区和好氧区，为生物硝化和反硝化提供了条件，达到生物脱氮的目的。而发生在外沟道的“同时硝化/反硝化”作用更加强了系统的脱氮功能。另外在外沟道内由于可保持溶解氧浓度为0mg/L、硝酸盐很快被反硝化成厌氧状态，也可使微生物释放磷，之后在好氧状态下再对磷进行过量吸收，达到同时脱氮和