簡析城鎮污水氧化溝處理工藝的設計計算

魏文華

摘 要：氧化溝技術經過幾十年的發展，在世界各地得到了廣泛的發展和應用，國內外的應用情況證明，它是一種工藝簡單，管理方便，投資省，運行費用低，穩定性高，出水水質好的污水處理技術。文章對城鎮污水氧化溝處理工藝進行了講解介紹并舉例講解了氧化溝工藝主要構筑物的設計計算方法。

關鍵詞：氧化溝 城鎮污水處理 設計計算

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0111-02

氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。氧化溝從機理角度出發，與延時曝氣工藝具有一定的相似性，比較常見的氧化溝包括Carrousel氧化溝以及Orbal氧化溝等。將氧化溝與常規形式的活性污泥法等傳統方式進行比較，存在以下幾種優點：首先是，工藝流程相對簡單化，在運行管理方面比較便捷；其次是，該方法的處理效果非常穩定，能夠在一定程度上徹底去除COD以及BOD等，具有非常高的水質。再次是，該方法的基建費用以及運行費用都不高，控制在可以被接受的范圍之內；最后是污泥產生量相對較少，可以很好地承受水量或者是水質等的沖擊負荷，針對那些高濃度工業廢水來說稀釋能力相對較強；此外，污泥停留時間也相對較短，有助于硝化反應，借助對供氧量的合理化調節，能夠在較短時間之內提升脫氮效率。

從某種程度上講，氧化溝的發展速度不管是在國內還是在國外都是非常快的。具體來說，歐洲氧化溝性質的污水處理廠已經超過上千座，而我國國內自20世紀80年代引進氧化溝技術之后，污水處理廠已經非常普遍了，而且氧化溝工藝逐漸發展為城市污水處理工作的重要工藝手段之一。從氧化溝設備構成情況上來看，一般由混合設備、沉砂池以及氧化溝溝體等組成。從形狀上看，氧化溝在溝體方面的形狀往往呈現出環形，同時也可以呈現出長方形或者是橢圓形，從其溝端面形狀上來看，一般為矩形或者是梯形。

以規模為10萬m3/d的污水處理廠為例，設計進水水質BOD5=200mg/L，COD=400mg/L，SS=250mg/L，NH3-N= 15mg/L；設計出水水質BOD5≤30mg/L，COD≤120mg/L，SS≤30mg/L，NH3-N≤20mg/L。氧化溝主要工藝設備設計如下。

1 曝氣沉砂池

設計流量Qmax=1.5m3/s，水力停留時間，水平流速m/s，有效水深2.5m，寬深比為1.8。

1.1 池體的計算

池子的總有效容積V=Q180m3；

每格有效容積污水經提升泵房后曝氣沉砂池，共兩組對稱于提升泵房中軸線布置，每組兩格共4格，每個有效容積為V145m；

每個池平面面積：；

沉砂池水流部分的長度L=V1=0.07×2.0×60=8.4取L=9m；

則單格池寬2m；

每組池寬4m。

1.2 曝氣系統設計計算

采用鼓風曝氣系統羅茨鼓風機供風，穿孔管曝氣。

設計曝氣量q=0.2m3/（m3·h）；

空氣用量Qs=q×Qmax1080m3/h=18m3/s。

1.3 排砂量計算

對于城市污水，采用曝氣沉沙工藝，產生沙量約為3.0m3/105m3；

每日沉砂產量為Qs=Qmax×x13.9m3/d；

設貯砂時間為2.0d；

則存砂所需要的容積為V=Qs×t7.8m3

折算為P=85.0%的沉砂池體積為

每個曝氣沉砂池設砂斗兩個共8個，砂斗高2.0m，斗底面積（0.5×0.5）m2。砂斗總容積：

28m3

每組曝氣沉砂池的尺寸為。

2 氧化溝

選用卡羅塞氧化溝，設計參數如下：

流量Q=10.0萬m3/d=4166.7m3/h；

進水BOD5（So）=200mg/L，出水BOD5（Se）=30mg/L，污泥濃度MLVSS=5000mg/L，污泥f=0.6，MLSS=3000mg/L，污泥負荷應低于Ns=0.15kgBOD5/（kgVSS·d），污泥齡應高于15d。

2.1 池體的設計計算

氧化溝所需總容積m3；

公設兩組氧化溝，每組容積m3；

有效水深3.5m，則每溝平面面積m2；

每組氧化溝有6條溝，每溝斷面尺寸為B×H1=7.0m× 3.5m。

氧化溝直線段長L1=115m，圓弧段長度L2=7.5m。

實際面積m2。

實際容積m3。

2.2 出水

每組氧化溝設出水槽一座，每溝設出水堰兩扇，啟閉機兩臺。

2.3 曝氣機設計選型及數量

選用DY325倒傘型表面曝氣機，直徑3.5m，N55kW，單臺每小時最大充氧能力125kgO2/h。曝氣機所需數量為臺。

每組氧化溝曝氣機數量為，取，

考慮備用，每組共設8臺曝氣機。

2.4 氧化溝簡圖

氧化溝簡圖如圖1。

3 結語

氧化溝污水處理工藝既能用于生活污水處理，也能用于城市污水和工業廢水的處理。被評價為處理效果可靠、基建費用低而運行費用又較省的污水生物處理方法。氧化溝工藝已成為我國城市污水處理的主要工藝。

參考文獻

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