水污染课程设计氧化沟)

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噪声 卫生 美观 设施面积 能耗 脱氮运行 工程应用实绩

3

Q<1000m/

d

3

Q<5000m/适d

3

用Q<10000m性 /d

3

Q>10000m

/d 维护管理费 建设费 综合评价

○ ○ ○ ○ △ △ ○ ○ ○ ◎ ◎ △ △ △

○ ○ ○ △ ◎ ○ △ ◎ ○ ○ △ ○ × ×

○ ○ ○ △ ○ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ○ △ ◎

○ ○ ○ △ × ○ ○ ◎ ◎ ◎ △ △ △ ◎

○ ○ ○ ○ ○ ○ △ ◎ ○ ○ △ ○ △ △

○ ○ ○ ◎ ◎ ○ ○ ◎ ○ △ × ○ ○ ○

注：◎为优良 ○为良好 △为一般 ×为差

由上表可以很明显的看出氧化沟工艺在处理较大水量的城市生活污水时，与其他几个工艺相比，无论从处理能力还是经济指标的综合性能看，都具有较大的优势，所以采用氧化沟工艺是经济可行的。 3.2.2氧化沟工艺简介

氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。

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。不仅各国环境保护机构非常重视，而且世界卫生组织（WH0）也非常重视。在美国已建成的污水处理厂有几百座，欧洲已有上千座。在我国，氧化沟技术

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的研究和工程实践始于上一世纪70年代，氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。 3.2.3几种氧化沟的选择

目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。

Orbal 氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。

三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建。由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。

在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件，但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而卡鲁塞尔氧化沟将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一个池内完成，各部分用隔墙分开自成体系，但彼此又有联系。该工艺充分利用污水在氧化沟内循环流动的特性，把好氧区和缺氧区有机结合起来，实现无动力回流，节省了去除硝酸盐氮所需混合液回流的能量消耗。Carrousel氧化沟由于具有良好的出磷脱氮能力、抗冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。所以这里我们也将选择卡鲁塞尔氧化沟作为生物处理工艺。

3.3 Carrousel 氧化沟介绍

3.3.1 Carrousel 氧化沟的结构

由图3-1可见，Carrousel 氧化沟使用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闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状

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-多为椭圆形，沟内水深一般为2.5～4.5ｍ，宽深比为2:1，亦有水深达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。

图 3-1 Carrousel 氧化沟平面结构图

3.3.2 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。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去除BOD，但除磷脱氮的能力有限。

3.4工艺流程布置

由上面的工艺方式比较，可以采用氧化沟工艺，本例采用卡鲁塞尔式（Carrousel）氧化沟，曝气方式采用转碟延时曝气。因为氧化沟工艺的循环水量是设计水量的30~60倍，所以此工艺可以不设初次沉淀池。由于氧化沟工艺所产生的污泥含有的挥发性物质浓度较大，必须进行稳定化处理，让挥发性物质降低到40%以下即可认为污泥已经达到稳定状态。本例采用厌氧消化方式进行污泥的稳定化处理。氧化沟工艺流程图见下图2：

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污水 粗格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 Carrousel氧化沟 二沉池 接触池 排水 浓缩池 贮泥池 脱水 图3-2 工艺流程图

4.主要构筑物设计计算书

4.1设计最大流量

平均流量：Qs?30000m3d?0.347m3s3

设计最大流量：Qmax?482l?0.482m

ss4.2粗格栅

格栅设在处理构筑物之前，用于拦截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。 4.2.1设计参数

栅条宽度S＝10.0mm 栅条间隙宽度b=50.0mm 栅前部分长度0.5m； 过栅流速v=0.9m/s 栅前渠道流速u=0.6m/s 栅前倾角?=60° 4.2.2设计计算

Bv（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1?11计算得栅前槽宽

22B1?1.0m，则栅前水深h?B11.0??0.5m 22Qmaxsin?0.482?sin60???20(个）

bhv0.05?0.5?0.9（2）栅条的间隙数n个，n?格栅建筑宽度B:B?S(n?1)?bn?0.01?(20?1)?0.05?20?1.19m 取B=1.2m

（3）由上可知进水渠道宽度B1＝1.0m 其渐宽部分展开角度α1＝20°

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