简析城镇污水氧化沟处理工艺的设计计算

魏文华

摘 要：氧化沟技术经过几十年的发展，在世界各地得到了广泛的发展和应用，国内外的应用情况证明，它是一种工艺简单，管理方便，投资省，运行费用低，稳定性高，出水水质好的污水处理技术。文章对城镇污水氧化沟处理工艺进行了讲解介绍并举例讲解了氧化沟工艺主要构筑物的设计计算方法。

关键词：氧化沟 城镇污水处理 设计计算

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（c）-0111-02

氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。氧化沟从机理角度出发，与延时曝气工艺具有一定的相似性，比较常见的氧化沟包括Carrousel氧化沟以及Orbal氧化沟等。将氧化沟与常规形式的活性污泥法等传统方式进行比较，存在以下几种优点：首先是，工艺流程相对简单化，在运行管理方面比较便捷；其次是，该方法的处理效果非常稳定，能够在一定程度上彻底去除COD以及BOD等，具有非常高的水质。再次是，该方法的基建费用以及运行费用都不高，控制在可以被接受的范围之内；最后是污泥产生量相对较少，可以很好地承受水量或者是水质等的沖击负荷，针对那些高浓度工业废水来说稀释能力相对较强；此外，污泥停留时间也相对较短，有助于硝化反应，借助对供氧量的合理化调节，能够在较短时间之内提升脱氮效率。

从某种程度上讲，氧化沟的发展速度不管是在国内还是在国外都是非常快的。具体来说，欧洲氧化沟性质的污水处理厂已经超过上千座，而我国国内自20世纪80年代引进氧化沟技术之后，污水处理厂已经非常普遍了，而且氧化沟工艺逐渐发展为城市污水处理工作的重要工艺手段之一。从氧化沟设备构成情况上来看，一般由混合设备、沉砂池以及氧化沟沟体等组成。从形状上看，氧化沟在沟体方面的形状往往呈现出环形，同时也可以呈现出长方形或者是椭圆形，从其沟端面形状上来看，一般为矩形或者是梯形。

以规模为10万m3/d的污水处理厂为例，设计进水水质BOD5=200mg/L，COD=400mg/L，SS=250mg/L，NH3-N= 15mg/L；设计出水水质BOD5≤30mg/L，COD≤120mg/L，SS≤30mg/L，NH3-N≤20mg/L。氧化沟主要工艺设备设计如下。

1 曝气沉砂池

设计流量Qmax=1.5m3/s，水力停留时间，水平流速m/s，有效水深2.5m，宽深比为1.8。

1.1 池体的计算

池子的总有效容积V=Q180m3；

每格有效容积污水经提升泵房后曝气沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组两格共4格，每个有效容积为V145m；

每个池平面面积：；

沉砂池水流部分的长度L=V1=0.07×2.0×60=8.4取L=9m；

则单格池宽2m；

每组池宽4m。

1.2 曝气系统设计计算

采用鼓风曝气系统罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。

设计曝气量q=0.2m3/（m3·h）；

空气用量Qs=q×Qmax1080m3/h=18m3/s。

1.3 排砂量计算

对于城市污水，采用曝气沉沙工艺，产生沙量约为3.0m3/105m3；

每日沉砂产量为Qs=Qmax×x13.9m3/d；

设贮砂时间为2.0d；

则存砂所需要的容积为V=Qs×t7.8m3

折算为P=85.0%的沉砂池体积为

每个曝气沉砂池设砂斗两个共8个，砂斗高2.0m，斗底面积（0.5×0.5）m2。砂斗总容积：

28m3

每组曝气沉砂池的尺寸为。

2 氧化沟

选用卡罗塞氧化沟，设计参数如下：

流量Q=10.0万m3/d=4166.7m3/h；

进水BOD5（So）=200mg/L，出水BOD5（Se）=30mg/L，污泥浓度MLVSS=5000mg/L，污泥f=0.6，MLSS=3000mg/L，污泥负荷应低于Ns=0.15kgBOD5/（kgVSS·d），污泥龄应高于15d。

2.1 池体的设计计算

氧化沟所需总容积m3；

公设两组氧化沟，每组容积m3；

有效水深3.5m，则每沟平面面积m2；

每组氧化沟有6条沟，每沟断面尺寸为B×H1=7.0m× 3.5m。

氧化沟直线段长L1=115m，圆弧段长度L2=7.5m。

实际面积m2。

实际容积m3。

2.2 出水

每组氧化沟设出水槽一座，每沟设出水堰两扇，启闭机两台。

2.3 曝气机设计选型及数量

选用DY325倒伞型表面曝气机，直径3.5m，N55kW，单台每小时最大充氧能力125kgO2/h。曝气机所需数量为台。

每组氧化沟曝气机数量为，取，

考虑备用，每组共设8台曝气机。

2.4 氧化沟简图

氧化沟简图如图1。

3 结语

氧化沟污水处理工艺既能用于生活污水处理，也能用于城市污水和工业废水的处理。被评价为处理效果可靠、基建费用低而运行费用又较省的污水生物处理方法。氧化沟工艺已成为我国城市污水处理的主要工艺。

参考文献

[1] 孙力平.污水处理新工艺与设计计算势力[M].北京：科学出版社，2000.

[2] 唐受印，戴友芝.水处理工程师手册[M].北京：化学工业出版社，2001.

[3] 闪红光.环境保护设备选用手册—水处理设备[M].北京：化学工业出版社，2001.

[4] 吴浩汀.氧化沟系统的设计与计算[J].中国给水排水，1987 （5）：58-60.endprint