氧化沟工艺讨论汇集

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氧化沟(Qxidation Ditch)称为连续式反应池（Continuous Loop Reactor),简称CLR，最早是由帕斯维尔（A.Psaveer)博士设计，于1954年在荷兰沃绍本建造并投入使用。之后，相继成为欧洲、大洋洲、南非和北美洲的一种重要污水处理技术。到目前为止，西方国家已经建造了近1500座氧化沟。七十年代末，氧化沟技术进入我国，并引起环保界的极大兴趣。根据氧化沟的处理机理，研究开发了多种型式的氧化沟工艺，如卡鲁塞尔（Carroussel)型、奥伯尔（Orbal)型、射流曝气式、导管式、一体化式等多种形式的氧化沟。 各位朋友： 你如果所在的污水处理厂是氧化沟工艺； 或你对氧化沟工艺比较了解，请大家在这里来，大家一起讨论讨论 [ 本帖最后由 cygyc-gc 于 2006-11-29 12:05 编辑 ]

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氧化沟优点是很明显的,适应能力强,运行稳定,投资费用低,处理效果明显等, 在河北有很多个污水厂采用氧化沟。 如邯郸污水处理厂 三沟交替式氧化沟 设计能力10万吨/天 邢台市小黄河污水处理厂 一体化氧化沟 1.2万吨/天

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cygyc-gc版主,你好!我正接手做一个城市污水处理厂的设计,可研确定采用卡鲁塞尔2000工艺,可是目前我手头找不到有关卡鲁塞尔2000的资料很郁闷,不知版主能否提供帮助.我在这里先谢谢

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why_0903 朋友，你不要着急，建议你先在污水处理板块发个主题贴，我也帮你找找！

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ORBAL氧化沟据称是有内回流的，回流比大概是20%，但必须有回流泵设置。 因为ORBAL所谓的同时硝化反硝化设置，比一般的氧化沟更容易污泥膨胀。DO控制在0.5即可。

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卡鲁塞尔氧化沟的水力设计目前在国内还是一个尚未充分探讨的课题。我想主要原因是其中设计到方方面面的因素：如机械设备(特别是表曝机)的机械和水力性能(如曝气叶轮形状、转速、浸没深度等)及其运转中输入水中的能量(该能量在充氧、推动和搅拌上还存在着一个分配关系)；还有氧化沟具体的布置形式和沟体设计如渠长、宽和水深、导流墙的位置、形状、是否偏心设置等。 将所有这些因素(可能还有上面没有提到的)综合起来，才能得出卡鲁塞尔氧化沟中的具体水流形态和有关参数(如流线、湍流程度、断面流速分布及平均流速等)。

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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处BOD，但除磷脱氮的能力有限[7]。　　为了取得更好的除磷脱氮的效果，Carrousel 2000系统在普通Carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。全部回流污泥和10-30%的污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性BOD转化成VFA，聚磷菌获得VFA将其同化成PHB，所需能量来源于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根）， 在此绝氧环境下，70-90%的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通Carrousel氧化沟系统，进一步完成去除BOD、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Carrousel 2000系统内，较好的同时完成了去除BOD、COD和脱氮除磷。

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北方某污水厂卡鲁塞尔氧化沟系统的设计 摘要：北方某城市污水处理厂，设计水量3000m3／d，设计最低水温10℃，ρ(COD)≤350 mg／L，ρ(BOD5）≤140mg／L，可采用卡鲁塞尔氧化沟进行污水的脱氰除磷处理。在分析、介绍卡鲁塞尔氧化沟设计的基础上，还得出以下设计经验：氧化沟中间隔墙与曝气机叶轮边缘的距离宜为80-100mm，氧化沟液面距曝气机基础平台的高度庄为1.45m，曝气机的防冻可采取保温房或通蒸汽加热的方法。 　　关键词：市政污水；污水处理；氧化沟；曝气机；脱氰；除磷 　　中图分类号：X703.1 　 文献标识码：B 　 文章编号：l009—2455(2003}04—0048-04 　　随着出水水质标准的提高，越来越多的新建污水处理厂要求采用脱氮除磷工艺。本文针对北方某一污水处理工程采用Carrousel(卡鲁塞尔)氧化沟脱氮除磷，介绍了该厂工艺计算、设备、仪表选型等。 1 设计参数及污水处理工艺流程的确定 　　进出水水质参数见表1。 表1 设计水质 控制项目 进水 出水 水量/（m3·d-1) 30000 最低水温/℃ 10 ρ（COD）/（mg·L-1） ≤350 ≤60 ρ（BOD）/（mg·L-1） ≤140 ≤20 ρ（SS）/（mg·L-1） ≤200 ≤20 ρ（NH3-N）/（mg·L-1） ≤30 ≤15 ρ（TP）/（mg·L-1） ≤4 ≤1 　　该厂位于北纬38.5度，东经106.2度，海拔1100m。该地区一月份平均最高气温-1.2℃，最低气温-14.3℃，降雨量1.2mm；7月份平均最高气温29.3℃，最低气温17.7℃，降雨量42.2 mm，冬夏温差较大。 　　①由进水水质可知：m(BOD)／m(COD)：0.4＞0.3，生化性较好； 　　②理论上m(BOD)／m(TN)＞2.86时反硝化过程才能进行，实际运行要求m(BOD)／m(TN)应大于3。本工程m(BOD)／m(NH3-N）=4.67＞4，因此可采用脱氮工艺； 　　③进水中的BOD是作为营养物质供给聚磷菌活动的基质，故m(BOD)／m(TP)是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值大于20，比值越大，除磷效果越明显。本工程m(BOD)／m(TP)=30-45，可采用生物除磷工艺。处理工艺流程见图1。 污水处理工艺流程图

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2 构筑物设计与技术说明 　　设计采用两组脱氮除磷氧化沟系统。 2.1 选择池容积的确定 　　由于选择池内基质浓度梯度大，菌胶团的基质利用速率要高于丝状菌，因此丝状微生物难以生存，数量逐渐减少。经过该部分的接触，可通过选择器对微生物进行选择性培养以防止污泥膨张娩枝生，污泥的沉降性能将会锝到很大提高。同时，在选样池中氧的质量浓度为零，二沉池回流污泥中的微量硝酸盐能很快地被去除，消除了对磷去除的不利影响。本工艺还具有将二沉池回流污泥按比例分配到选择池和厌氧池的功能，可有，效保证在实际运行中进水水质波动时除磷对有机物的需求。 　　选择池工艺尺寸L×B×H=9.0m×5.5m×5.0m,超高1.0m。

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2.2 厌氧池容积的确定 　　泥水混合液由选择池进入厌氧池[1]，在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌可将溶解性BOD转化成低分子发酵产物，聚磷菌将优先吸附这些低分子发酵物，并将其运送到细胞内、同化成细胞内碳源存储物、所需能量来源于聚磷的水解及细胞内糖的水解，并导致磷酸盐的释放。经厌氧状态释放磷酸盐的聚磷菌在好氧状态下具有很强的吸磷能力，吸收、存储超出生长需求的磷量，并合成新的聚磷菌细胞、产生富磷污泥，最终通过剩余污泥的排放将磷从系统中除去。一般污水在厌氧段停留1.0—2.0h就可以使磷的释放达约80％，此后磷的释放将会很缓慢，因此本工程设计厌氧停留时间为1.5 h。 　　厌氧池工艺尺寸：L×B×H=9.0m×5.5m×5.0m,超高0.5m。设计选择池与厌氧池合建。 2.3 氧化沟容积的确定 　　以动力学计算方法为主，并用污泥龄法(德国目前使用的ATV标准中的计算公式)及污泥负荷法校核。 2.3.1好氧区容积[2] 　　①确定出水中溶解性BOD含量，使出水中BOD的质量浓度为20mg／L。 　　溶解性ρ(BOD)=6.4mg／L，其中设BOD速率常数为0.23d-1。 　　则需要去除的BOD质量浓度△S=140-6.4=133.6mg／L。 　　②污泥龄θc是根据理论同时参照经验确定。在有硝化的污水处理厂，泥龄必须大于硝化菌的世代周期，设计通常采用一个安全系数，以应付高峰流量，确保硝化作用的进行，其计算式为：θc=S.F(1／μ0) (1) 　　式中：μ0——硝化菌比生长速率，d-1，μ0=0.47×e0.098（t-15)×[ρ(N)+10（0.05×T-1.158）)×[ρ(DO)／(Ko+ρ(DO)）]，其中ρ(N)=15mg／L、溶解氧ρ(D0)=2mg／L、氧的半速常数Ko取1.3。 　　　　 S.F--安全系数，取值范围2.0-3.0，考虑北方地区气温较低，本设计取3.0。 　　计算得出设计污泥龄θc为17.5 d(10 ℃)，本工程确定污泥龄为18d。 　　污泥自身氧化速率Kd取0.05，污泥产率系数Y=0.6kg[VSS]/kg[BOD]，混合液悬浮固体的质量浓度X=ρ[MISS]=4000mg／L，f=ρ[MLVSS]／ρ[MLSS]=0.75，则好氧区容积V1=(Y×θc×Q×△S)/ρ[MLVSS]×(1+Kd×θc)]=3797m3，其中Q为水量。 　　水力停留时间t1=V1／Q=6.08h。 2.3.2缺氧区容积 　　缺氧区容积V2=脱硝需要的污泥量(VX)dn／混合液中ρ[MLVSS]。 　　需要去除的氮量△N为： 　　△N=ρ(NO)-ρ(Ne)-△X×ψN=9.77mg／L 　　式中：ρ(NO)，ρ(Ne)——进、出水总氮的质量浓度，mg／L； 　　△X——生物污泥产量，△X=Q×△S×[Y/（1+Kd×θc)]=632.84kg／d 　　ψN——生物污泥中氮的质量分数，取12.4％。 　　由需要去除的氮量，确定反硝化污泥量VX)dn=△NQ／qdn=1750.6kg／d 　　式中：(VX)dn——参与脱氮反应的污泥量，kg／d； 　　　　 qdn——脱氮负荷，kg[NO3-N]／[kg[MLVSS]·d]； 　　T=10℃时，qdn=0.02×1.08（T-20）=0.0093kg[NO3-N]／[kg[MLVSS]·d]； 　　由此计算出缺氧区的容积V2=（VX）dn/ρ[MLVSS]=5251.9m3，水力停留时间t2=V2／Q=8.40h； 　　则氧化沟好氧区加缺氧区之和V总=V1+V2=9048.9m3，水力停留时间t=V总／Q=14.48h。前置反硝化区容积V3按完成20％反硝化和取40min除磷所需容积计算，即V3=1467 m3，占氧化沟池容的16％，水力停留时间t3=2.35 h。内回流比取100％-400％。 　　氧化沟总池容为9203m3，水力停留时间t=14.7 h，污泥负荷=0.0726 kg[BOD]／[kg[VSS]·d]。 2.3.3 氧化沟池容校核——污泥龄法 　　由德国目前使用的ATV标准中的计算公式可知剩余污泥产率[3](每去除1kgBOD产生的剩余污泥量)取决于曝气池进水SS与BOD的质量比、水温、污泥泥龄等因素： 　　污泥产率系数Y=K×0.6[m(SS)／m(DOD)+1]—(O.072×0.6×θcX×1.072（T-15）)／(1+0.08θc×1.072(T-15)）=1.055kg[SS]／[kg(BOD]·d] 　　其中修正系数K取0.9，θc=18d。ρ(MISS)=4000mg／L，T=10℃，则V=24×Q×θc×Y×△S／ρ(MLSS)=9371m3，水力停留时间t=14.9h(包括缺氧区)。污泥负荷=0.071kg[BOD]／[ks[VSS]·d]，在0.05-0.15kg(BOD)／[kg[VSS]·d]范围内。 　　由污泥龄法计算出的污泥负荷与动力学计算方法基本一致，故此设计合理。 2.3.4 氧化沟需氧量的确定 　　在氧化沟系统中，考虑以下几个过程的需氧量[4]：总需氧量(D)=氧化有机物需氧+细胞内源呼吸需氧+硝化过程需氧—脱氮过程产氧 　　计算得出需氧量AOR=205kg／h，利用下列公式转化为标准状态需氧量(SOR)。 　　SOR=AOR×Cs(20)／[α×β×ρ×Cs(T)-C×1.024(T-20)] 　　式中：α——不同污水的氧转移速率参数，对生活污水取值0.5-0.95，取0.9； 　　　　　β——不同污水的饱和溶解氧参数，对生活污水取值0.90-0.97，取0.97； 　　　　　ρ——大气压修正参数，海拔1100m时大气压为88300Pa；(ρ=88300／101300=0.8715) 　　　　　Cs(T)——温度T时饱和溶解氧。 　　计算得出SOR=358Kg[O2]／h。曝气机动力效率取：2.1kg[O2]／kW； 　　需配置功率数(N)=358/2.1=170.4KW。

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3 设备选型及说明 3.1 选择池及厌氧池 　　为满足选择池内污水与二沉池回流污泥快速混合的需求，设计搅拌功串密度为13W／m3(一般在10-15W／m3)。采用2台型号为GQT015×325(功率=1.5kW)的潜水高速推进器，有效搅拌混合和防止颗粒状杂物在池壁或池底沉积。在选择池中还配置有型号为L3100的全不锈钢污泥分配槽，调节范围20％-100％(以20％为一档)，采用手动控制方式。 　　厌氧池为防止污泥沉降及保证≥0.3m／s的流速，设汁搅拌功率密度为8.5W／m3(一般在7.0-9.0W／m3)，采用2台GOT040×480(功率=4.0kW)的潜水高速推进器。 3.2 氧化沟前置反硝化段 　　该段对搅拌器功能要求以推流为主，设计采用2台DOT055×1800(功率=5.5kW)的潜水低速推进器，功率密度7.4W／m3(一般在6.5—8.5W／m3)。混合液回流至氧化沟主体内采用LB4.0×1.2型的内回流控制闸门，控制范围：100％=600％。 3.3 氧化沟主体反应区 3.3.1 根据计算，本工程选用90kW，DS350型大倒伞表面曝气机两台，总供氧量(以O2计，下同)90×2.1×2=378kg／h，氧富余20kg／h。从节能方面考虑采用一台变速曝气机(充氧量90-189中h)、一台恒速曝气机(充氧量189 kg／h)。根据水力模型数据，氧化沟沟宽与倒伞直径的最佳比例为2.2-2.4倍，沟深与直径的比例约为1.1-1.2倍，在此条件下，曝气机可达到最佳的椎流及曝气效果。本工程曝气机叶轮直径D=3500mm，确定氧化沟最佳沟宽：B=8.0m、有效水深h=4.2m。则氧化沟主体工艺尺寸为L×W=74.0×32m(分4廊道)，超高600mm。 3.3.2 在氧化沟中，弯道的水头损失占全部水头损失的90％以上，为防止外沟弯道发生污泥沉淀，确定在该处设置DQT055×1800型潜水低速推进器2台，功率5.5kW，位于出水堰下游，为避免由于底部水流搅动带动较高浓度的污水上翻，影响出水水质，采用DY5000型出水堰，可调范围500mm。 　　校核氧化沟内功率密度=N／V=(180+5.5×4)×1000／9203=21.9kW／m3,在15-25kW／m3范围内，可同时满足充氧及推流、搅拌的功能。 　　氧化沟平面布置见图2。

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氧化沟平面布置结构示意图

4 仪表选型及说明 4.1 选择池 　　设置一台MLSS在线检测仪，用于控制并保证进入氧化沟系统的污泥质量浓度在2500-4500ms／L范围内，并与二沉池回流污泥管道上的电磁流量计组成控制回路。 4.2 厌氧池 　　设置一台DO计及ORP仪，对厌氧进行在线检测，分析是否存在磷的释放和吸收；同时通过厌氧段的ORP(氧化还原电位)值的变化及NO3--N的质量浓度来调整污泥回流比，使厌氧池处于厌氧环境。 4.3 前置反硝化区 　　设置一台MISS计用于在线检测缺氧区的污泥浓度；一台ORP仪与内回流控制闸门组成闭环控制，通过ORP检测数值确定内回流闸门的开启角度，从而有效保证反硝化处理效果。 4.4 氧化沟主体区 　　根据工艺要求，氧化沟前置反硝化区应保证为缺氧状态才能达到预期的反硝化处理效果，因此，进水端的曝气机在进行充氧的同时应尽量避免对内回流混合液溶解氧的影响，奉工程在该处设置一台DO计，可根据其测得的溶解氧数据，与变频曝气机组成闭环控制回路，通过改变曝气机的转速使其达到最佳工况。出水端为有效保证溶解氧≥2 mg／L以防止二沉池污泥厌氧放磷，该处曝气机为恒速，并设置在线检测DO计一台。同时，氧化沟中还设置了一台MISS计，在线检测污泥浓度。 5 注意事项 　　对曝气机进行平面布置时，若氧化沟中间隔墙与叶轮边缘间距设计过小，则在实际运行过程中容易导致曝气机电流不稳、波动较大；间距过大，则会在空隙间产生二次回水，造成充氧利用率降低。结合理论与工程实际，应采用80-150mm之间，以改善水流流态。 　　为保证氧化沟系统在寒冷条件下能够稳定运行，防止曝气机叶轮和轴在严寒气候下产生冰棱，可对曝气机设备平台底部通人蒸汽管道进行局部加温。 参考文献： [1] 刘长荣.Carrousel氧化沟的脱氮除磷工艺设计[J].中国给水排水，2002， 18(1)：67—70. [2] GBJ 14—87，室外排水设计规范[S]. [3] 周雹，周丹，张札文，等.活性污泥工艺的设计计算方法探讨[J].中国给水排水，2001.18(5)：40—50. [4] 米克尔C曼特(美)，布鲁斯A贝尔.污水处理的氧化沟技术[M]北京：中国建筑工业出版社，1988.1—135

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南川污水厂改良型ORBAL氧化沟工艺应用

【摘要】 本文通过介绍、分析改良型ORBAL氧化沟工艺特点和优势，结合重庆市南川污水处理厂的工程设计，希望为我国用地较为紧张且管理水平不高的地区在建设污水处理厂时，提供一个新的设计思路。 【关键词】 ORBAL氧化沟工艺、合建式、除磷脱氮、周进周出二沉池 Application of Improved Orbal Oxidation Ditch Process in Nanchuan WWTP Yao Nianmin; Wei xun; Yang Shuxia 【Abstract】: This article introduces and analyses the characteristics & advantages of improved Orbal oxidation ditch process in combination with the engineering of Chongqing Nanchuan Wastewater Treatment Plant, aiming to provide a new idea to design wastewater treatment plants where land is scarce and management level is not high enough. 【Key Words】: Orbal oxidation ditch process, combined construction, phosphorous removal and denitrification, rim-flow secondary clarifier 长江三峡库区水污染治理项目是国家重点项目，具有涉及面广、项目规模较小、数量多、建设地点分散等特点，为此国家投入大量建设资金，以确保众多污水处理工程顺利建设投运，以避免大江截流后库区水质不断恶化，陷入“先污染后治理”的不利局面。针对库区项目规模小且当地技术力量相对薄弱的现状，国家发改委特聘请国内业内专家组成专门机构进行研究、探讨，希望能够选择一种运行稳定可靠、操作简单、管理便捷且具有较强耐冲击负荷能力的处理工艺，以适应库区项目的要求。 重庆市南川污水处理厂为长江三峡库区影响区第一批城市污水重点治理项目，于2002年立项，其经多方案技术比较，确定采用改良型合建式ORBAL氧化沟工艺，工程已于2003年正式建成并投入运行。取得了良好的处理效果，对库区乃至全国其它同类中、小规模项目的建设起到示范作用。 一、改良型ORBAL氧化沟工艺的设计思路 重庆市南川污水处理厂设计规模4万 m3/d，设计进、出水水质如下：

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设计进、出水水质汇总表

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针对工程设计进、出水情况结合工程当地技术管理实力现状，在工艺选择时主要兼顾了以下原则：备选方案应具备技术成熟可靠，能确保出水水质好，稳定达标；具有除磷脱氮功能，应尽量节省占地；此外还应注意工程建设和运行费用，管理方便，运转灵活，具有较强耐冲击负荷能力。 据此经多方案进行比较后认为ORBAL氧化沟工艺、A2/O工艺、SBR工艺等均具有稳定的处理效果，其中ORBAL氧化沟工艺从运行管理简便程度及耐冲击负荷能力方面更具优势，且其对自动化程度依赖程度低，被确定为主选方案。 典型的奥贝尔氧化沟由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。三个环形沟道相对独立，溶解氧分别控制在0、1、2 mg/l，其中外沟道容积达50%~60%，处于低溶解氧状态，污水在外沟道循环约150—250圈（由水力停留时间决定）才进入中沟道，主要的有机物氧化及80%的脱氮均在外沟道完成。内沟道体积约为10%~20%，维持较高的溶解氧（2mg/l），为出水把关。在各沟道横跨安装有不同数量转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。 并具如下工艺特点： a． 采用转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.6—0.7m/s，在外沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达500—1000次（取决于外沟道转碟设置的数量），可同时进行有机物的氧化降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。在中沟与内沟中污水中的有机物进一步得到去除降解，出水水质好。 b． 污水进入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。 c． 由于污泥龄较长，使污泥量较少并趋于好氧稳定，可不设污泥消化池，从而简化工艺流程，管理方便。 d． 在曝气过程中，在串联的渠道水流中形成典型的溶解氧阶梯0-1-2mg/L，因而自动控制了系统的生物脱氮过程。由于同时硝化反硝化作用及“短程反硝化”的影响氧的利用率很高，因而起到节能的作用。 e． 供氧量的调节，可以通过改变转碟的旋转方向，转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节工艺系统的供氧能力，使池内溶解氧值保持在最佳值，使系统稳定、经济、可靠的运行。 但应该看到，对于山区用地紧张的重庆库区其占地偏大也是引人注目的缺点。由于氧化沟为圆形或椭圆形沟型，加上池中心设有中心岛，造成氧化沟占地较大，平面布置相对困难；另外设置的辐流式沉淀池亦为圆形，使得厂区无效占地比例偏高。设计立足从尽量减少无效占地的角度对典型的ORBAL工艺氧化沟与二沉池分建的工艺进行了优化，引进U.S.FILTER公司技术，确定氧化沟与二沉池合建方案，即二沉池外层设三圈氧化沟，呈同心布置，二沉池取代了ORBAL氧化沟中心岛，具体形式见下图。

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改良型奥贝尔氧化沟结构示意图

改良型ORBAI氧化沟与分体建设氧化沟相比，具有如下优势： a．减少了无效占地。 b．氧化沟与二沉池采用共用池壁，可减少土建工程量。 c．流程顺畅，可节省氧化沟至终沉池之间的连接管道，减少氧化沟与终沉池之间的水头损失，节约能耗。 d．为厂区合理布局提供了良好的基础。

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二、处理工艺介绍 重庆市南川污水处理厂确定的工艺流程图如下：

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南川污水处理厂工艺流程图

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三、主要生化处理构筑物介绍 1. 氧化沟描述、设计参数及设备选型 氧化沟采用ORBAL型氧化沟，池中设转碟表曝机，获得动能和溶解氧的混合液在池中快速流动，可形成好氧、缺氧区，具有降解有机物和脱氮的功能。奥贝尔氧化沟由三个相对独立的同心园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后流出至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。主要设计控制参数如下： 泥龄 16天 污泥负荷 0.068kgBOD5/kgMLSS·d 污泥回流比 100％ 混合液浓度 4.5g/L 水深 4.2m 转碟曝气机规格： 轴长8m（外沟３７片） 轴长6m（内沟18片）+6m（中沟24片） 2．二沉池选型特点： 作为生化系统的重要组成部分，泥水分离效果直接关系到生化系统的运行成败，结合节省占地的主旨，本工程沉淀池采用Rim-Flo型周进周出二沉池。此种沉淀池具有表面负荷高、池径小、沉淀效果好、沉淀污泥浓度高等特点，主要体现在以下几个方面： a．独特的周边进水、周边出水方式，在保证配水均匀的前提下，减少了死水区及短流机会使池内有效容积充分利用，颜料示踪试验结果证实，Rim-Flo 型二沉池可比中心进水、周边出水型二沉池减少表面积达50%，其先进的理念和设计方法在于其采用二沉池溢流率及固体负荷双重控制，根据沉降污泥SVI要求，合理的控制设计边界条件，使二沉池设计更切合实际，有效的保证了二沉池运行的安全可靠。 b．为确保配水均匀二沉池采用变断面的进出水渠，有效的防止了固体物质在渠内的沉积，保持水流在渠内的等速流动，进出水渠的变断面互相配合，使其进出水堰仍为规则圆周，使渠道及堰口施工简单，进水堰设置的清排渣装置更有效的保证了配水断面。 c．正确的配水孔口尺寸、长度和间距，消除了入池水流的“喷射作用”和旋流，合适的孔口间距，还有利于防止进水渠内产生沉积，并保证水流沿池周均匀配置。 d．进水区的档板及裙板，金属材料特制，其裙板延伸至水下1.5m以上，在沉淀池表层建立足够的清水区，保证了在较高堰口负荷下的出水稳定达标，并突破中心进水周边出水的传统辐流池对堰口负荷的要求，减少堰口长度节省造价方便施工。同时入池水流的低流速，也减小了进水对清水区的搅动保证了良好的水质分层环境。 e．进出水渠包括孔口预留及进水区档板，裙板均采用金属材料，预制成品现场安装，保证工艺精度要求，成品安装还减少了土建施工难度，有利于保证出水水质达到预期效果。 f．水平的二沉池底设计，使池底坡度仅为1/150，就可满足工艺及维护需要，可较大幅度的减少二沉池挖深，周边进水周边出水方式也可取消池底预埋进水管道及中心配水筒，稳流筒，降低工程造价。 g．独特的吸泥管系统可使吸泥机运转中对沉淀池水下搅动最小，提高沉淀效率。使二沉池排泥浓度提高20%--30%。使曝气池更容易实现较高的混合液浓度。并由此从而明显减少各种污泥泵功耗，节省运行电费及污泥脱水所需药剂费用。 h．所有的单吸管均通过电脑设计，以获取均匀的流体力学和数学平衡，可确保按比例的吸泥和最佳的水头损失特性。这种高效吸排泥方式还使污泥在沉淀池内停留时间减少，有效的防止了污泥厌氧释磷和污泥反硝化膨胀上浮，显著提高了污泥的生物活性，从而可相应减小曝气池内充氧强度需求。 i．设于池外的独特的套筒式排泥阀设计，使得回流污泥量调整范围广，操作管理简单便捷，并可有效的控制泥面高度。同时有利运转工况的灵活调整。 四、工艺技术经济分析 经过工程总包方式招投标的南川污水处理厂区建设工程总投标价3180万元，实际建设工程中发现存在部分漏项等因素，目前决算尚未完成，预计增加不超过500万元，因而折合单方水投资不超过920元/ m3，占地指标折合0.56m2/m3；单位水量耗电：0.30度/m3；吨水运行成本：0.21元/m3；其中单位经营成本：0.38元/m3 五、结论 改良型合建式ORBAL氧化沟工艺是在典型的ORBAL氧化沟及周进周出二沉池工艺基础上优化，不仅保留了原有工艺自身的特点和优势，更可大幅度节省工程占地，降低工程投资及运行成本。 随着环保执法力度的加强，在我国中心城市污水处理加快的同时，大批小规模的城镇污水治理项目上马日益多的提上议事日程，而这些项目地区相对资金缺乏，技术力量较为薄弱，因而合适的工艺选择显得更为重要。因此，在进行此类项目建设时，改良型合建式ORBAL氧化沟工艺以其独特的优势适应了这一需求，其有很强的生命力，具推广应用的价值。

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混凝沉淀一体化氧化沟工艺处理化纤废水

摘 要：工程实践表明，该处理工艺具有工艺流程简单、处理效果好、运行稳定、基建和运行 费用低等特点。 　　关键词： 化纤废水； 混凝沉淀； 一体化氧化沟? 　　中图分类号： X791 ； X783.4 　　文献标识码： C 　　文章编号： 1000-4602(2000)02-0044-03 1 废水的水质水量　　某外资公司为生产仿真丝涤纶布的纺织印染企业，其生产废水有以下几股：纺织废水、碱减量废水、精炼废水、染整废水、杂用水。此外还有来自宿舍楼、食堂、浴室、办公楼等处的生活污水。各股废水水质水量情况见表1。 表1 废水的水量、水质 废水名称 CODcr(mg/L) PH 水量（m3/d) 碱减量废水 10000-40000 ＞14 100 精炼废水 1000-1600 9-11 144 染整废水 700-1300 5-6 853 纺织废水 60-95 6-8 657 杂用水 600-1000 6-9 308 生活污水 300-400 6-8 105 2 废水处理工艺 　　碱减量废水的CODCr占生产废水总排放量的比例很大，分流进行加酸—过滤预处理从设计思想上看比较合理，但此工艺存在加酸量大、操作复杂、运行费用高的缺点。由于其水量小，因此考虑与其余废水混合后一并处理。? 　　物化法和生化法联合使用是处理印染废水常规的典型工艺［1］。混凝沉淀具有脱色和去除悬浮物能力强的特点，同时所投加的混凝剂也可以起到一定的调节pH作用。生化法对溶解性的有机物去除能力强。在本工程中，由于废水中的主要污染物在pH为6～9条件下为难溶性的对苯二甲酸和各种分散染料等，因此综合废水先经混凝沉淀，可有效地去除有机污染物、色度和调节pH值，并提高废水的生化性能，为后续生化处理创造有利条件。生化法采用 氧化沟工艺，适用于该印染废水水质特点和对出水水质高的要求。? 废水处理工艺流程详见图1。

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废水处理工艺流程图

3 主要处理构筑物及设计参数 3.1 集水池 　　集水池尺寸为5.6m×2.5m，HRT=20min，底部设有两台进口的FLYGT潜污泵。潜污泵设有液位自动控制装置以利保护潜污泵和适应进水流量变化。 3.2 均质池 　　均质池尺寸为14.7m×5.2m，有效水深为4.1m，调节时间为2.5h，水面上设有两台进口浮船式射流搅拌器，起搅拌混合作用。由于氧化沟有较强的耐冲击负荷，所以均质池的HRT较短。 3.3 中和池 　　中和池尺寸为2.5m×2.1m，有效水深为2.5m，反应时间为6min。在中和池内投加聚合硫酸铁和少量浓硫酸，起到调节pH值和快速混凝反应作用。中和池设有机械搅拌机，还设有一套投加混凝剂系统和pH自动、手动控制加酸系统。控制pH值在7～9之间。另设有贮酸槽和贮混凝剂槽，均采用UPVC板衬里防腐，有效容积分别为2.5m3和8m3。

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3.4 混凝沉淀池 　　混凝反应池采用旋流孔室反应池，分正方型倒角六室，上下穿孔，分两个系列。反应总时间20min。 　　每系列反应池配套一座沉淀池，型式是多斗式平流沉淀池，HRT=2.5 h，表面负荷为1.4m3/(m2·h)，尺寸为14.7 m×3.2 m。反应池和沉淀池污泥排至干化场处理。 3.5 一级、二级一体化氧化沟 　　一体化氧化沟是本工艺的最重要部分，也是本工艺的主要特色。一体化氧化沟集曝气、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独的二沉池[2]。其主要特点：①工艺简单，污泥自动回流，设备少；②耐冲击负荷，运行稳定可靠，维护管理简单；③污泥可稳定化，剩余污泥量极少；④基建和运行费用低；⑤固液分离效果比一般二沉池高。? 　　在本工程应用中的一体化氧化沟为美国EIMCO公司的Carrousel氧化沟及其渠内组件式固液分离器[2]，固液分离器的底部采用一系列均匀排列的斜倒等腰三角型横梁 ，保证了混合液的均匀进入和沉淀污泥的迅速回流。? 　　一级、二级一体化氧化沟部分HRT分别为15.5h和14.7h，SRT均大于30d，有机污泥负荷分别为0.15kgBOD/(kgMLSS·d)和0.05kgBOD/(kgMLSS·d)，沟深分别为3.6m和3.4m，沟宽均为6.0m，沟直段长均为43 m，两端半圆弯处半径均为6.0m。? 　　固液分离器部分HRT分别为1.9h和1.7h，表面负荷均为1.4m3/(m2·h)，尺寸均为：长15m、宽6m，深分别为2.6m和2.4m。一级一体化氧化沟的固液分离器出水处采用简单的沿沟边相距3 m处设4个300mm×200mm的孔口，直接流入二级一体化氧化沟，二级一体化氧化沟固液分离器的出水由设有相距3m的4道集水出水堰槽进行，出水堰口负荷为0.8 L/(m ·s)。? 　　曝气设备为 美国EIMCO公司生产的倒伞型慢速表面曝气机，每级各安装一台，置于沟的一端，电机功率均为73.5 kW，充氧动力功率2.1kgO2/(kW·h)。 　　剩余污泥从氧化沟中排除，每级氧化沟各设一台潜污泵抽吸污泥送往干化场。实际运行过程中由于氧化沟处于延时曝气阶段，其污泥已接近稳定化，剩余污泥量极少，基本上一年多才排泥一次。 3.6 干化场 　　干化场共10格，轮流使用，每格尺寸10m×5m，其中设有砂石级配滤料。干化污泥外运处置，渗滤水回流至集水池。 3.7 控制室和化验室 　　控制室尺寸3.3 m×3.3 m。废水站化验室与生产用的化验室合建。 4 实际运行结果 　　表2列出了调试期间和竣工验收时运行测定结果的部分数据，处理水量一般在2000～2500m3/d。 表2 废水处理系统进、出水水质 采样日期 CODcr(mg/L) 色度（倍） PH 1997年8月26日 1389 80 94.2 301 25 91.7 11.3 7.6 1997年8月27日 2362 91 96.1 376 20 94.7 12.5 7.3 1997年8月28日 1203 97 91.9 286 15 94.8 11.6 7.7 1998年9月17日 2068 68 96.7 483 15 96.9 12.5 7.5 1998年9月18日 1939 84 95.7 403 15 96.3 11.8 7.6 1998年9月19日 2169 78 96.4 370 12 96.8 12.0 7.3 　　从表2可以看出，进水水质CODCr浓度波动幅度很大，但出水仍然稳定[HJ]达标。该处理工程于1998年9月17日通过当地环保部门的竣工验收监测，各项出水指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978—88)的一级排放标准。 5 主要技术经济指标 　　本处理工艺工程与国内同类厂家生产废水处理工程的主要技术经济指标比较见表3。 表3 主要技术经济指标比较 指标 本工艺废水处理工程 嘉兴桐乡群合气液纺织厂废水处理工程 汕头新昌纺织印染厂废水处理工程 水量（t/d) 3000 2000 800 工程投资（元/t） 432.6 313.4 440 吃水投资（元/t） 1442 1567 5500 电费（元/t） 0.53 0.62 0.44 药费（元/t） 0.51 0.92 0.9 占地（m2/t） 0.85 　 0.61 出水要求 GB8978-SS一级标准 GB8978-SS一级标准 GB8978-SS二级标准 　　从表3可以看出，本处理工艺工程的吨水投资和运行费用(电费、药费)均较低。

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奥贝尔氧化沟的特性分析与理论探讨

1、引言

　　1、1 背景 　　由于氧化沟工艺运行管理简单易行，运行效果相对稳定，更适合我国的一些中小城镇，而奥贝尔氧化沟道优良的脱氮效果以及溶解氧的分布形式，因其不同于传统的氧段+好氧段的活性污泥脱氮系统，而逐渐成为业内人士关注的焦点。 　　为什么奥贝尔氧化沟的外沟道会有如此良好的脱氮效果？究竟是由于低氧条件下同时存在的硝化、反硝化，还是由于外沟道中交替出现的好氧、缺氧环境，抑或由于极高的混合液回流比及其他原因？对此，人们提出了3种可能的机理： 　　●宏观混合方式造成的缺氧好氧环境：即在高浓度有机物中，微生物对食物的快速好氧降解导致高氧条件下的缺氧环境的形成。这就是宏观上的“同时硝化反硝化”，它既可以在推流式曝气池，即在与奥贝尔外沟道相似的缺氧、好氧区中实现，又可以在完全混合式的曝气池中实现（即低溶解氧条件下的“同时硝化反硝化”）。 　　●微环境的缺氧与好氧：就每一个微小的活性污泥絮体而言，其外围暴露在好氧条件下，而其内部则处于缺氧条件下。 　　●新型特种微生物：即存在一种我们以前并未认识到的全新微生物能够在特定条件下去除营养物。 　　正是在这种背景下，本文根据IAWQ提出的活性污泥数学模型的原理，通过数学模拟的方法试图对此进行合理的解释。 　　1.2几个令人困惑的问题与研究的目的 　　在此背景下，几个相关的问题随之而生。 　　●奥贝尔氧化沟外沟道的脱氮作用毋庸置疑，但其影响因素究竟是哪些？能否推而广之，在单沟式氧化沟中采用与奥贝尔氧化外沟道相同的布置，实现优势工艺的改良与变种？ 　　●外沟道的脱氮和碳氧化功能占总量的百分比是多少？外沟、中沟、内沟的溶解氧的分布方式的不同又会有哪些影响？与此相关的二沉池的设计又要注意哪些问题？ 　　●更深入一些，在奥贝尔氧化沟外沟道内，点源与面源曝气的区别及各自的优势是什么？ 正是这些疑问构成了本文研究的目的。 　　1.3 研究工具与方法 　　这些问题的产生很可能是各种生物、物理、化学因素交差、协同作用的综合结果，由于检测手段的限制，无法完全通过试验检测的方法进行令人信服的解释。目前由国际水质协会推出的活性污泥数学模型以微生物反应动力学为基础，综合考虑了各种可能的活性污泥工艺的影响因素，因而可在一定条件下，在时间和空间范围内模拟污水处理厂的真实运行情况。本文拟采用数学模拟与试验测试相结合的方法，根据低负荷长泥龄运行和高负荷短泥龄运行两种条件，对由奥贝尔氧化沟产生并延伸出的上述问题进行解释。 　　数学模拟以北京燕山石化公司牛口峪污水处理厂的工程测试数据为依据，以活性污泥1号模型为基础，采用ASIM计算机程序上机计算。

　　2.牛口峪污水处理厂工程测试简介

　　2.1 工艺设计参数 　　牛口峪污水处理厂是北京燕山石化公司30万吨乙烯改扩建工程的配套环保项目,主要处理化工一厂的工业废水、化工二厂、化工三厂的部分工业废水及少量生活污水。该厂采用二级生物处理工艺，生物处理工段为奥贝尔氧化沟，设计规模为60000m3/d,1994年12月投产。生物处理工段设计为平行的两组，每组包括1个奥贝尔氧化沟和2个二沉池。单个氧化沟的主要设计参数如下： 　　设计进水流量1250m3/h 　　泥龄 35d 　　有效池容 1733m3 　　MLSS 4000mg/L 　　MLVSS 3200mg/L 　　容积分配 外：中：内=56：26：18 　　溶解氧分布外-中-内=0-1-2mg/L 　　每个氧化沟设32组曝气转碟，外、中、内沟各安装8组曝气器，氧化沟平面布置如图2.1.1所示。

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奥贝尔氧化沟平面布置图

2.2 测试期间的进出水水质与工艺运行参数 　　测试期间氧化沟的进出水水质如下表:

表2.2.1测试期间氧化沟原水水质
	COD mg/L	BOD mg/L	SS mg/L	TKN mg/L	NH4-N mg/L	NOX-N mg/L	TN mg/L	PH
进水	396	197	31	16.1	11.6	1.6	17.44	8.0
外沟	37	5	-	1.89	未检出	0.72	1.96	-
中沟	24	4	-	1.09	未检出	0.61	1.26	-
内沟	24	3	-	0.95	未检出	0.6	1.18	-
出水	28	3	13	0.98	未检出	1.39	1.43	8.0
去除率	93%	-	-	94%	-	-	92%	-

　　“-”在文章表格中表示未检测或未计算。

　　实际运行参数见下表：

氧化沟运行参数		平均值	范围
进水流量		903	851～937
水力停留时间(h)		19	18～21
水温		15	13～16
转碟运行组数	外沟	5	-
	中沟、内沟	3	-
污泥回流比（%）		61	59　～65
MLSS（ mg/L)		3037	2923～3245
MLVSS/MLSS		0.78	-
DO(mg/L)	外沟	0	0　～0.3
	中沟	0.4	0.1～0.9
	内沟	3.5	2.9～3.9

　　实际供氧量为： 　　外沟：中沟：内沟＝58:23:19。

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3、低负荷长泥龄下的数学模拟 　　3.1 概述 　　●与奥贝尔氧化沟工艺相关的数学模拟从以下几个方面进行: 　　●奥贝尔氧化沟原型工艺模拟——确定模拟参数的可用性； 　　●混合液回流比的作用——考察奥贝尔氧化沟外沟道高流速造成高回流比对出水效果的影响； 　　●单沟式氧化沟的脱氮效果——在单沟式氧化沟中采用与奥贝尔氧化沟外沟道同样的曝气布置，考察其处理效果； 　　●低氧完全混合条件下同时硝化、反硝化的效果——低氧完全混合条件下能否实现与奥贝尔氧化沟的外沟道相当的同时硝化与反硝化？ 　　●在奥贝尔氧化沟的外沟道中采用微孔曝气器代替曝气转碟，是否会得到同样的效果？ 　　3.2 奥贝尔氧化沟原形工艺模拟 　　3.2.1概述 　　根据实际情况将外沟道平均分割成8个单元(1#～8#)，4组曝气转碟分别置于4个单元中（1#、3#、5#、7#），即每隔一个单元放一组转碟，中沟道和内沟道分别只设一个单元（9#、10#）其中各设1组转碟。原水进入1#，混合液由8#回流至1#，回流污泥由二沉池回流至1#，见图3.2.1。由于测试期间属非正常运行，无法测定泥令，因此模拟中按设计泥令取值。 　　3.2.2原水水质模拟 　　原水水质按照模型组分的划分确定如下表3.2.1、3.2.2。 　　溶解性组分： 　　SI——惰性COD 　　SS——可生物降解COD 　　SNH4——氨氮 　　SNOX——硝酸盐氮与亚硝酸盐氮 　　SALK——碱度 　　颗粒性组分： 　　XI——惰性COD 　　XS——可生物降解COD 　　XH——异氧菌 　　XA——自养菌 　　Xss——悬浮物

表3.2.1溶解性组分
SI	SS	SMH4	SNOX	SALK
mg/L	mg/L	mg/L	mg/L	mol/m3
18.0	348	16	1.6	6.0

表3.2.2颗粒性组分
XI	XS	XH	XA	XSS
mg/L	mg/L	mg/L	mg/L	mg/L
6.1	24	0	0	31.0

　　3.2.3数学模拟工艺流程及运行参数 　　工艺流程见下图:

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奥贝尔氧化沟原型工艺流程图

　　工艺运行参数如下: 　　氧化沟池容: V1#～8#=1241m3 　　V9#=4611m3 　　V10#=3192m3 　　二沉池池容:V二沉=3612m3 　　流量=21670m3/d 　　水温:T=15°Ç 　　污泥加流比:R=61% 　　模拟混合液回流比:R=10000% 　　模拟供氧量:外沟:中沟:内沟=65:19:16 　　总供氧量:7392kgo2/d 　　3.2.4数学模拟结果　　计算所得污泥浓度为3500mgCOD/L,其余结果见表2.2.5。

表2.2.5 奥贝尔氧化沟原型工艺模拟分析
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#	9#	10#
DO	0.23	0.05	0.22	0.08	0.33	0.16	0.44	0.26	0.71	2.35
SS	2.38	-	-	-	-	-	-	0.31	0.24	0.28
SNH	2.6	-	-	-	-	-	-	2.51	0.46	0.13
SNOX	0.2	-	-	-	-	-	-	0.19	1.81	2.56

　　 比较表2.2.1和2.2.2,可知模拟数据能够与实测数据很好地吻合: 　　 绝大部分有机物和氮在外沟道去除:外沟道总氮为2.7mg/L(实测总氮为2.6mg/L),去除率为84%(实测为86.5%),有机物去除率为99.8%(实测为97.4%);只有少量氮在中沟、内沟去除，出水总氮为2.7mg/L(实测为2.4mg/L),去除率为84%(实测为86.4%); 溶解氧有一定的变化梯度,但不形成绝对的缺氧、好氧区，而是形成介乎缺氧与厌氧之间的缺氧/厌氧区和介乎好氧与缺氧之间的好氧/缺氧区；计算所得污泥浓度相当于3032mg/L的MLSS，而实测污泥浓度MLSS为3037mg/L。

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3.3 混合液回流比的作用 　　3.3.1 概述 　　假设在供氧量不变的条件下,考虑模拟的方便,外沟道内设2组转碟(模拟结果表明,2组与4组转碟差别不大),将外沟道平均分割成6个单元(1#～6#),2组曝气转碟分别置于2个单元中(1#、4#），即每隔2个单元放一组转碟，中沟道和内沟道同前，分别只设一个单元（7#、8#）。原水进入1#，混合液由6#回流至1#，混合液回流比由100倍改为10倍，回流污泥由二沉池回流至1#，其余模拟皆同2.2节，以考察奥贝尔外沟道中高回流比的作用。 　　工艺流程见下图：

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奥贝尔氧化沟工艺流程图

　　其中，池容V1～6=1655m3。 　　3.3.2 数学模拟结果 　　模拟结果见下表。

表3.3.1 奥贝尔氧化沟混合液回流比的影响
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#
DO	0.17	0	0	1.61	0.12	0.01	0.31	1.16
SS	6.84	-	-	-	-	0.24	0.28	0.29
SNH	4.65	-	-	-	-	4.29	1.45	0.29
SNOX	0.11	-	-	-	-	0.25	1.11	2.12

　　在给定条件下,由于回流比的改变,使得外沟道内溶解氧分布的梯度明显加大,缺氧/厌氧区扩磊,好氧/缺氧区缩小,尽管平均溶解氧(0.31mg/L)有所提高,但由于高氧区域(曝气转碟附近)极为狭小,外沟道硝化效果下降,从而导致脱氮效果的下降,但出水与高回流比时的效果基本一样。这说明奥贝尔外沟道内的高流速是其我外沟道拥有良好的脱氮效果的重要原因，但不等于说流速越高越好，模拟结果表明，混合液回流比为50倍时，效果最佳。 　　3.4 单沟式氧化沟脱氮的可能性 　　3.4.1概述 　　本节模拟的原则是在3.2节氧化沟工艺参数(混合液回流比为100倍)的基础上模拟单沟式氧化沟,即在泥令、生物池总体积、总供氧量相同，进水水质相同的条件下模拟奥贝尔外沟道的运行方式。 　　工艺流程见下图：

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单沟式氧化沟工艺流程图

　　

	1#	2#	3#	4#	5#	6#
DO	0.65	0.22	0.08	1.06	0.62	0.31
SS	1.2	-	-	-	-	0.22
SNH	0.76	-	-	-	-	0.67
SNOX	1.18	-	-	-	-	1.19

　　在给定条件下,采用与外沟道相同布置的单沟式氧化沟,由于平均溶解氧(0.63mg/L)提高了2倍多,碳氧化与脱氮效果均优于奥贝尔,只是由于缺少了奥贝尔氧化沟3沟道中溶解氧0-1-2的分布,最终硝化不够彻底。 　　3.5 低氧条件下的同时硝化反硝化 　　本节分3种形式模拟。第一种是在供氧量相同的条件下，将奥贝尔氧化沟的外沟道替换为采用微孔曝气器的完全混合曝气池，而中沟、内沟不变的一种改型工艺；第二种是不改变奥贝尔的基本池型，只是在同样供氧量的条件下，在外沟道采用微孔曝气器代替曝气转碟，因此也就不存在混合液回流问题，其他均不变；第三种是在第二种的基础上，在外沟道强制进行混合液回流。目的是考察外沟道处于低氧状态下时发生同时硝化反硝化的可能性以及奥贝尔氧化沟外沟道工艺改型的可能性。

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　3.5.1工艺流程 　　第一种改型工艺流程见下图:

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单沟式氧化沟工艺流程图

　　其中，外沟V1=9930.5m3 　　　　　中沟V2=4611m3 　　　　　内沟V3=3192m3 　　供氧量及其他条件均与3.2节相同。 　　第二种改型工艺流程见下图：

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奥贝尔氧化沟外沟道第二种改型工艺流程图

　　其中,1#～6#单元均为曝气单元,供氧量均等,总供氧量及其他条件均与3.2节相同。 　　第三种改型工艺流程下图：

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奥贝尔氧化沟外沟道第三种改型工艺流程图

　　

　　这种流程力与第二种的区别,只是根据奥贝尔的真实情形增加了混合液回流。 　　3.5.2数学模拟结果 　　第一种改型工艺的模拟结果见下表。外沟道在低氧0.23mgDO/L（相当于奥贝尔外沟道的平均溶解氧）、完全混合条件下，脱氮及碳氧化效果与经典的奥贝尔外沟道相当，这从另一方面说明了低氧条件下的同时硝化反硝化同样发生在奥贝尔外沟道中。

表3.5.1 奥贝尔氧化沟外沟道第一种改型工艺模拟分析
	1#	2#	3#
DO	0.23	0.94	2.63
SS	0.7	0.24	0.28
SNH	2.08	0.35	0.12
SNOX	0.31	1.99	2.71

　　第二种改型工艺的模拟结果见下表。如若只是在外沟道用微孔曝气器代替曝气转碟，则外沟道内的溶解氧沿沟长呈不断上升趋势，平均溶解氧为0.26mgDO/L,高于改型的平均溶解氧,因此碳氧化程度有所提高,而硝化和反硝化效果都有所下降,这是由于改型后的工艺不同于原型,从沟道中各个部分看都是完全混合式,从整个外沟道看却是推流式,原水质点依次经过外沟道而不是反复经过。如果在此基础上，进行混合液回液，效果应有所改善，为此我们做了第三种改型工艺的分析。

表3.5.2 奥贝尔氧化沟外沟道第二种改型工艺模拟分析
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#
DO	0.3	0.02	0.03	0.17	0.45	0.61	0.57	2.09
SS	137	-	-	-	-	0.29	0.25	0.28
SNH	9.34	-	-	-	-	3.07	0.63	0.15
SNOX	0.03	-	-	-	-	3.06	4.38	5.16

　　第三种改型工艺的模拟结果见下表。与第二种模拟对比，显然证实了我们的猜测，这说明，在外沟道内采用微孔曝气转碟可以取得同样的效果，但必须同时考虑实现外沟道的自身回流以保证脱氮效果，这也从另一方面说明，奥贝尔外沟道的高流速对脱氮效果的重要作用。

表3.5.3 奥贝尔氧化沟外沟道第三种改型工艺模拟分析
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#
DO	0.17	0.14	0.18	0.25	0.33	0.4	0.92	2.58
SS	2.15	-	-	-	-	0.29	0.24	0.28
SNH	2.18	-	-	-	-	2.09	0.3	0.12
SNOX	0.24	-	-	-	-	0.25	1.9	2.62

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3.6 小结 　　我们将奥贝尔氧化沟、单沟式氧化沟及在外沟道用面源底曝来取代曝气转碟并在外沟道进行强制循环的外沟道改型工艺做一对比，见表3.6.1。

表3.6.1低负荷长泥龄条件下三条工艺模拟分析
工艺	指标
	外沟道DOmg/L	出水DOmg/L	外沟道TNmg/L	出水TNmg/L	TN去除率 %	外沟道Ss mg/L	出水Ss mg/l
奥贝尔氧化沟	0.26	2.35	2.7	2.7	84.7	0.31	0.28
单沟式氧化沟		0.31		1.86	89.4		0.22
外沟道改型工（Ⅲ）	0.4	2.58	2.34	2.74	84.4	0.29	0.28

　　由表可知，低负荷长泥龄运行条件下，单沟式氧化沟的脱氮与碳氧化效果更佳，奥贝尔氧化沟与其第三种改型工艺效果相当，说明不同的曝气方式可以达到同样的处理效果。 　　4、高负荷短泥龄下的数学模拟 　　本单在第三章的基础上，将泥龄缩短为10天，进水量提高到60000m3/d，氨氮提高到50mg/L。在负荷提高，泥龄缩短的条件下，维持生物段总容积不变，考察奥贝尔氧化沟、单沟式氧化沟及外沟道改型艺（Ⅰ、Ⅲ）4种的性能并进行对比。 　　4.1 奥贝尔氧化沟 　　模拟原水水质如下：

表4.1.1溶解性组分
SI	Ss	SNH4	SNOX	SALK
mg/L	mg/L	mg/L	mg/L	mg/L
18.00	348	50	1.6	10

表面光洁度.1.2颗粒性组分
XI	Xs	XH	XA	XSS
mg/L	mg/L	mg/L	mg/L	mg/L
6.1	24	0	0	31.0

　　

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高负荷下奥贝尔氧化沟工艺流程图

　　工艺运行参如下： 　　氧化沟池容　V外沟=11900m3 　　　　　　　　V中沟=3881m3 　　　　　　　　V内沟=1944m3 　　　　　　　　V1#、3#、5#、7#=992m3 　　　　　　　　V2#、4#、6#、8#=1983m3 　　　　　　　　V9#=3881m3 　　　　　　　　V10#=1994m3 　　二沉池池容：V二沉=3612m3 　　流量：Q=60000m3/d 　　水温：T=15℃ 　　污泥泥令：SRT=10d 　　污泥回流比：R=61% 　　模拟混合液回流比：R=60倍 　　模拟供氧量：外沟：中沟：内沟=60：30：10 　　总供氧量：22981kgO2/d 　　数学模拟结果见表4.1.1，计算所得污泥浓度为5081mgCOD/L。

表4.1.1 高负荷下奥贝尔氧化沟工艺模拟分析
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#	9#	10#
DO	0.25	0.03	0.38	0.08	0.51	0.13	0.57	0.16	0.952	2.08
Ss	3.57	--	--	--	--	--	--	0.20	0.23	0.26
SNH	13	--	--	--	--	--	--	13	2.10	0.27
SNOX	7.44	--	--	--	--	--	--	2.59	5.98	15
STN								15.59		15.27
TN去除率%								69.7		70.4

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4.2 单沟式氧化沟 　　水质、运行参数同前

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高负荷下单沟式氧化沟工艺流程图

　　改变的工艺参数如下： 　　氧化沟池容： V1#、3#、5#、7#=1478m3 　　V2#、4#、6#、8#=2956m3 　　总供氧量：22981kgO2/d 　　数学模拟结果见表面光洁度.2.1，计算所得污泥浓度为5278mgCOD/L。

表4.2.1 高负荷下单沟式氧化沟工艺模拟分析
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#
DO	0.42	0.02	0.31	0.04	0.53	0.14	0.72	0.28
Ss	2.69	--	--	--	--	--	--	0.2
SNH	3.16	--	--	--	--	--	--	2.51
SNOX	15	--	--	--	--	--	--	16
STN								18.51
TN去除率%								64.1

　　4.3 低氧条件下的同时硝化反硝化 　　本节分2种形式模型：奥贝尔氧化沟外沟道改型工艺（1）和奥贝尔氧化沟外沟道改型工艺（Ⅲ），目的是考察高负荷下外沟道发生硝化反硝化的工艺机理。 　　工艺流程图3.5.1和图3.5.3。 　　其中，改型工艺（Ⅰ）的氧化沟池容：V外沟=11900m3 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V中沟=3881m3 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V内沟=1944m3 　　其他条件均与第4.1节相同。 　　改型工艺（Ⅲ）的运行条件均与4.1节相同。 　　改型工艺（Ⅰ）数学模拟计算所得污泥浓度为5060mgCOD/L，其余结果见表4.3.1。

表4.3.1奥贝尔氧化沟外沟道改型工艺（Ⅰ）模拟分析
	1#	2#	3#
DO	0.17	0.93	1.97
Ss	0.61	0.22	0.25
SNH	12.85	2.27	0.3
SNOX	5.01	15.18	17.214
STN	17.86		17.51
TN去除率%	65.4		66.1

　　改型工艺（Ⅲ）数学模拟计算所得污泥浓度为5052mgCOD/L，其余结果见表4.3.2。

表4.3.2奥贝尔氧化沟外沟道改型工艺（Ⅲ）模拟分析
	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#	9#	10#
DO	0.1	0.1	0.13	0.19	0.22	0.25	0.26	0.27	1.18	2.73
Ss	3.64	--	--	--	--	--	--	0.21	0.22	0.27
SNH	12	--	--	--	--	--	--	11	1.52	0.19
SNOX	3.18	--	--	--	--	--	--	3.26	13	14
STN								14.26		14.19
TN去除率%								72.4		72.5