卡鲁塞尔氧化沟（卡鲁塞尔氧化沟工艺流程说明）

本篇文章给大家谈谈卡鲁塞尔氧化沟，以及卡鲁塞尔氧化沟工艺流程说明对应的知识点，文章可能有点长，但是希望大家可以阅读完，增长自己的知识，最重要的是希望对各位有所帮助，可以解决了您的问题，不要忘了收藏本站喔。

本文主要内容一览

• 1、城市污水处理技术问题的思考
• 2、城市污水处理厂工艺
• 3、卡鲁塞尔氧化沟要不要二沉池
• 4、卡鲁塞尔氧化沟挥发固体浓度

卡鲁塞尔氧化沟（卡鲁塞尔氧化沟工艺流程说明）

污水处理技术问题的思考">1城市污水处理技术问题的思考

一、关于城镇污水处理主导工艺的思考

对于引进的工艺技术，在与国外咨询公司合作过程中，大部分较好的实现了预定的目标。但是，往往我们自己设计的污水处理工程项目，在实施的过程中有会出现各种应用不当的问题。这是因为以往我国污水处理技术研究偏重于工艺开发研究，对一种工艺的了解缺乏足够的系统性、完整性，也缺乏对整个处理工艺综合性的比较研究和技术经济评价体系。这也造成我国城市污水处理，在技术选择上摇摆不定、不断刮风。首先80年代末流行AB工艺、然后在90年代出开始流行三沟氧化沟（其他形式的氧化沟），目前又流行SBR（或UNITANK）工艺的原因所在。缺乏全面和综合比较能力，在很长的一段时间内国外的新技术和新产品就不断冲击国内市场，成熟技术和国产技术总是无法在市场上占有一席之地。这是我国城市污水领域存在的问题之一。

西方国家经过一、二十年的治理工作，一些国家污水处理率达到90%以上。在这一时期（1960-1970年）在城市污水处理领域出现大量各种形式的污水处理新工艺，如：活性污泥的AO工艺、A2O工艺、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、SBR工艺（IECAS、CASS等等）、纯氧（富氧）曝气、深井曝气、流化床和厌氧-好氧处理等一系列新的处理工艺。而进入90年代，西方国家城市污水处理市场需求萎缩，一个国家一年仅有一、两个城市污水处理厂的建设，所以在技术上失去了开发新工艺的动力。可数的新工艺的发展，也是基于这些国家老的污水处理厂超负荷改造的需要（曝气生物滤池）和水回用的需求（膜生物反应器）。社会需求是技术发展的最好驱动力，而我们国家对污水处理工艺有极大的迫切的需求，我国对污水处理技术开发仍有巨大的动力。

二、从可持续性思考城镇污水处理工艺技术

目前我国城市污水处理厂普遍采用的工艺是国外在水污染控制过程中，被证明是行之有效的技术。并且是欧美等发达国家所采用的主导技术，我国与欧美等国家与工艺几乎处在同一水平上，但是我国的国民生产总值远远低于上述国家，采用以上技术是否能够完全适合我国的国情，是我们需要考虑的一个问题。这需要从技术的先进性和是否代表了可持续发展的方向两个方面来考虑。

目前政府往往简单认为一个城市有污水处理厂，就是经济和环境协调发展，符合了可持续发展的原则。对可持续发展全面理解应该根据世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》的报告中对可持续发展的定义：“可持续发展是即满足当代人的需求，而又不损害后代人满足其需求的能力的发展”。从技术层面考虑需要判断污水处理工艺是否符合可持续发展原则，需要从可持续发展的公平性原则（是否体现资源和环境共享）、持续性（是否满足资源和环境的永续性利用）和共同性原则（是否有利于解决全球性环境问题）方面来考虑。

目前国内大多采用国外引进的延时曝气的氧化沟、SBR等工艺。首先，这些工艺是上世纪六、七十年代开发的工艺，是根据西方，特别欧洲国家排放标准制订的工艺。例如采用延时曝气低负荷工艺特别适合北欧国家的气候条件（冬季低温），而延时曝气对污泥是采用好氧稳定的方法，采用耗能的方法进行污泥稳定化处理。适合了这些国家的国情和社会、经济发展情况。

事实上，低负荷曝气池的池容和设备是中、高负荷活性污泥工艺的几倍，在建筑材料和土地资源上是高消耗，相应的投资要高数倍；其次，延时曝气系统能耗比中、高负荷活性污泥要高40～50%左右。同时，能耗增加会带来了直接运行费的增加，能耗增加也会还要增加间接投资。据资料报道目前国内每kW发电能力除尘脱硫需要投资500～1000元，则每万吨污水增加的脱硫投资需要25～50万元。按脱硫投资为电站投资10%计，则增加的电厂投资为250～500万元，是污水处理投资的50%以上。对于我国这样一个资源不足、能源日益短缺、人口众多的发展中国家，是否适合推广这种低负荷的活性污泥工艺是值得推敲的问题。从可持续发展角度讲，采用延时曝气这种高资源占用和能源消耗的低负荷工艺，并以耗能的方式取得污泥的稳定工艺是不适合可持续发展的基本原则的，也是不适合中国国情的。我们应该开发科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少反应器。

三、关于城镇污水处理厂污泥处理的思考

城市污水污泥处理和处置方面在我国还刚刚起步，与国外先进国家相比尚有较大差距。随着大量污水处理厂的投产，污泥产量将会有大幅度的增加。污泥厌氧消化的投资高，污泥处理费用约占污水处理厂投资和运行费用的20%～40%。在我国仅有的十几座污泥消化池中，能够正常运行的为数不多，有些池子根本就没有运行。这也是导致我国近年大量采用带有延时曝气功能的氧化沟等技术的原因。采用高效（高负荷）、低耗污水处理工艺的关键之一是解决城市污水厂污泥处理技术和问题，可以讲具有特点的解决我国城镇污水工艺的进步，在很大程度上取决于污泥处理和利用技术的进步。为了解决这一问题有必要加强污泥处理与利用的研究。

另外，在一个小区域内的物质、能量（粮食、蔬菜等）是从周边地区流向中小城镇，污水处理产生的污泥是这种流动的结果，从生态平衡角度讲这些物质是需要回到周边的生态系统中，否则长期发展会造成一个区域内土壤生态的失衡。因此从污泥最终处置的出路来看，中小城镇的污泥农用是最为可行和现实的处置方案。

四、我国城市污水处理技术发展思路和对策

对于我国这样一个污染严重、资源短缺的不发达国家，先进的水处理工艺开发的标准应该是适合我国国情、高效、低耗和低成本的污水处理技术。各类效率高、投入低、可达到一定治理深度的城市污水处理新技术，对经济尚不够发达而污染亟待治理的我国，尤其是绝大多数没有污水处理设施的17000多个建制镇，在一段时期内都将具有重要意义。以厌氧-好氧生物处理工艺、水解-好氧处理工艺、流化床和曝气生物滤池等为代表的低耗、高效工艺有希望满足这一需求。

水污染控制技术涉及到处理技术研究开发、工程设计、工程实施、设备加工和运营管理等各方面。从市场化和产业化的观点，我国城市污水处理的主要任务是在以上三个方面重点发展：

1、大力发展先进的水处理工艺技术

2、大力推进水处理技术和设备的产业化

3、大力鼓励水处理设施运营产业化

以往人们对于工艺技术、工程建造和设备制造和设施运营三者之间的关系着重于工艺技术的开发和研究。工艺开发无疑是很重要，不同工艺的选取可能会很大程度的影响到污水处理厂的投资和运行费用（比如采用低负荷的延时曝气系统和高负荷的生物曝气滤池，两者负荷可能会相差十倍）。但是，当工艺确定以后，应该注重工程和制造环节，提倡新材料、新技术、新设备和新的施工方法的改进和革新。在这一方面过去没有引起足够的重视，事实上，过去不乏这样的实例，例如：高效曝气装置的应用可以大幅度的降低能耗；如Biolock工艺、Lipp制罐技术等等，是新的建筑材料和方法的应用，形成了新的工艺。

污水处理设施的运营业是传统的技术服务范围；而bot方式的引入在水处理领域也会逐步打破传统甲、乙方概念，产生甲、乙方角色互换，导致了类似于物业管理型的技术服务需求。对技术服务提出了更高层次的要求。

采用bot方式大大减轻地方政府当前的经济压力，加快基础设施建设步伐，满足全社会对公共工程和基础设施的需求。目前各种基金、上市公司、投资公司和各种社会资金将加速投入这一市场，将加剧这一市场的竞争，但是同时无疑会促进水污染控制市场的成熟和发展。因此，水污染控制市场具有设备化、专业化、资本化和开放性的特点。

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卡鲁塞尔氧化沟（卡鲁塞尔氧化沟工艺流程说明）

2城市污水处理厂工艺

城市污水处理厂工艺是非常重要的，初衷是为了更好的处理污水，减少有害物质排放，最关键的是工艺要做好才能解决问题。中达咨询就城市污水处理厂工艺和大家介绍一下。

建设城市污水处理厂是水资源利用和水污染控制的必然趋势，是可持续发展要求的必然结果。而污水处理厂工艺的选择，直接关系到建设费用和运行费用的多少、处理效果的好坏、占地面积的大小、管理上的方便与否等关键问题。因此，在进行污水处理厂设计时，必须做好工艺方案的比较，以确定最佳方案。

处理厂工艺是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合。确定污水处理厂工艺的主要依据是所要达到的处理程度，而处理程度则主要取决于接受处理后污水的水体的自净能力或处理后污水的出路。因此，各个地区、各个城市的具体情况不同，需求不同，选择的工艺亦有所不同。根据统计资料，目前世界上使用最多的是活性污泥法，其中又有不同的模式，如传统活性污泥法、阶段曝气法、曝气沉淀池、A B法、A O法等。当然，也有采用其它方法的如：生物膜法、物理化学法以及自然处理法、氧化塘等。每种处理工艺方法均有其各自的特点及适应范围，应根据当地的各种不同条件和要求选择处理形式。

1 活性污泥法

活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物群体在曝气池内是悬浮状，并和污水接触而使之净化的方法。包括标准活性污泥法、STEP曝气法、长时间曝气法、分段式曝气法、限制曝气法以及AB法等传统活性污泥法的改型和AO法、AOO等.近年来开发高效脱氮除磷工艺。目前，活性污泥法占主导地位，适用于处理生活污水所占比重较大的城市污水，但随着如AO法、AOO法、AB法等新工艺的开发，对于工业污水成份比较高的污水的处理效果也有了提高。

1．1 传统活性污泥法

优点：①不宜采用物理化学方法处理的废水，BOD去除率可达95％以上。②建设投资额高，但处理的动力费较低。

缺点：所需停留时间长，设备庞大，基建投资大，因而要加各种构筑物，使各种构筑物容积增大，从而使处理厂面积增大，增加管理人员及管理难度。

发展方向：①为了废水体系的组分、浓度均匀化，重新估价预处理，重新研究调整槽。②探讨选择活性污泥微生物系的菌种。③ 活性污泥法的设备中引入仪表化和拟定管理指标。

1．2 间歇式活性污泥法

近几年来随着城市规模的不断扩展以及城镇自身的发展，下水道设施已呈现出大城市转向中小城市、农村小镇的趋势，小规模污水处理设施逐步增加，农村小城镇对于改善生活环境条件的要求越来越迫切了。

小规模污水处理设施与大规模处理设施比较，它的自然条件和社会条件大不相同，因此，必须研究采用适于小规模污水处理设施，用以取代过去的大规模处理方式。小规模污水处理应具备如下特点：① 容易运行管理；② 维修方便；③建设费用低；④出水水质良好。经过国内外一些污水处理厂(如日本千叶县的大原町污水净化厂等)的多年实践证明，间歇式活性污泥法正是一种能满足这些条件的处理方法。

间歇式活性污泥法是采用一个处理池进行曝气、沉淀、排出处理水，使设备简单化、小型化，池内流态分明，运行管理方便，可做到无人运转，对于流入污水的负荷变动，有缓冲能力，处理性能稳定，不仅能去除有机物质和悬浮固体而且脱氮效果好。间歇式活性污泥法具有代表性的方式，一般设2个曝气沉淀池，连续进入混合污水，各自错开半个周期进行运转，运行一个周期为6h，周而复始，反复进行。

1．3 AB工艺法

AB工艺法也称为吸附生物降解法，是七十年代中期首先在德国兴起的，是传统活性污泥法的一种改型，从许多污水厂资料中表明该工艺在处理难降解的工业废水或较高浓度的城市污水处理方面，它与普通活性污泥法相比，有特殊的净化机制和多方面的优越性，它把传统活性污泥法的曝气池分为两段——A段和B段，A段在对有机物质吸附、吸收、氧化三种方式中，前两者起主要作用，而B段主要由后两者起作用，特别是氧化作用占主要地位。

从工艺流程来看，AB工艺的主要特征是：①AB工艺不设初沉池，污水经细格栅、沉砂池后直接进入A段曝气池；②设置中间沉淀池，使A段和B段污泥严格分开，单独回流，保持各自的菌群特征；③AB工艺的A段曝气吸附池以高负荷运行，污泥泥龄较短，B段曝气池以低负荷运行；④AB工艺的A段曝气池可以根据污水组分进行兼氧或好氧运行，改善污水的可生化性，这样大大降低B段曝气池的负荷。因此，AB工艺两段曝气池的总容积比传统活性污泥法的曝气池显著减小；⑤由于AB工艺中A、B两段运行条件的差异，而导致两段中微生物群落新陈代谢功能不同，因此A、B两段均设有污泥回流设备，但据专家的研究及一些污水厂实际运行(如我市北中部污水净化责任有限公司)证明，一般情况下仍然比传统活性污泥法节省基建投资和电耗，污水浓度越高，节省投资和电耗就越多，优越性就越明显。

1．4 AO法及AOO法

AO法及AOO法是近年来开发出的生物脱氮除磷新工艺，与传统的化学和生物脱氮除磷相比，它还有效提高了BOD、COD、SS的出水指标。AO法是缺氧、好氧的简称，AOO法是厌氧、缺氧和好氧的简称，脱氮是在缺氧段完成的，除磷则要求有厌氧段。AO法主要是脱氮，AOO法可以同时去除氮、磷。这两种工艺都要求污水充分曝气，使含氮有机物充分硝化，所以必须降低污泥负荷，延长曝气时间和增大鼓风量。根据天津东郊污水处理厂和沈阳市北部污水处理厂的实践，采用A O工艺比传统活生污泥流程的曝气池容积、二沉池容积、回流污泥量、鼓风量和曝气装置数量都增大一倍左右，而且由于该工艺要求比较低的污泥负荷，否则不足以达到污泥好氧稳定，所以AO法将带来基建投资和电耗的大幅度增加。AOO法在缺氧段前面还加有一个厌氧池，以达到对磷的有效去除效果，基建费用与电耗比AO工艺更高点。1/2 12下一页尾页

2 生物膜法

污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种好氧生物处理技术。它是土壤自净的人工强化，是使微生物群体附着在其他物体表面上呈膜状，并让它和污水接触而使之净化的方法。包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等形式。优点：①对水量、水质变动有较强的适应胜；②在低水温条件下，也能够保持一定的净化功能；③宜于固液分离；④ 能够处理低浓度的污水；④动力费用低，产生的污泥量少。缺点：① 负荷低，占地面积大，不适用处理水量较大的污水；②滤料易于堵塞；③产生滤池蝇，影响环境卫生；④生物膜再生管理相对复杂。在我国只有少数几家污水处理厂使用该工艺，我市的殷家堡污水处理厂就是较早采用该工艺的污水处理厂之一，从三十多年的运行管理经验来看，该工艺确实运行费用低，但生物膜易脱落，且不易培养，在一定程度上增加了管理难度。

3 氧化塘

氧化塘是一种构造简单、易于维护管理、污水净化效果良好、节省能源的污水处理法。氧化塘对污水的净化过程和自然水体自净过程很相近，污水在塘内经较长时间的缓慢流动、贮存，通过微生物的代谢活动，使污水中的有机污染物降解，污水得到净化。据统计，目前全世界已有近5 0个国家采用氧化塘处理污水。氧化塘具有一些较为突出的优点：①可以充分利用地形，工程简易，基建投资省；②能够实现污水资源化，使污水净化与利用相结合；③污水处理成本低廉。但氧化塘也具一定的不足之处：① 占地面积大；②污水净化效果不稳定；③ 污泥应及时清除；④浮油应及时去除。

氧化沟在世界上应用也很广泛，我市北郊污水净化厂在2OO6年也采用了奥贝尔氧化沟工艺，经过一年的试运行，处理效果基本能达到原设计指标，对氮的去除率很高，但对磷的去除效果一般。氧化沟工艺相对普通活性污泥法，提高了混合液污泥浓度(M L s s)，降低了剩余污泥生成量。氧化沟有很多形式：卡鲁塞尔型、三沟式、合建式等等。一般用机械曝气器击动水面而充氧，曝气器有水平轴转刷型的，氧化沟的水深为3m左右，最大水深不超过3．6m。有的氧化沟采用碟式或立轴倒伞曝气器。三沟式氧化沟在在某些污水厂中被应用，如香洲净化厂、深圳污水厂，这种氧化沟不另设二次沉淀池，进出水通过程序定时切换兼有曝气沉淀功能，不需要污泥回流，节省能耗和地建费用，但由于曝气设备利用率低，增加了设备费用。

由于可不设回流污泥装置运行管理简单，且氧化沟具有氧化塘的某些优点，并克服了氧化塘占地面积大，处理效果不稳定等缺点，应用有一定发展。合建式氧化沟是近年来开发出的一系列改型的总称，它们的特点是沉淀池与氧化沟合建，进水和曝气都连续不变，它同时具备了其它氧化沟的优点，达到基建费省，运行费用低，管理又简单方便。但是不论是何形式的氧化沟，都由于受水深不能过大的限制，在部分曝气器是满负荷运行等，致使其发展受到影响。

4 序批式曝气法(SBR法)

序批式曝气法(SBR)是一种古老的工艺，最初是在一个池中间歇进水、间歇曝气，然后沉淀、排水、排泥，处理工序相当简化。如采用延时曝气的SBR法，还可省去污泥消化、沼气贮存利用工序，整个污水厂只需要几个构筑物。目前我国只在一些规模不大的城市污水厂应用，规模为每天10 0(~n3以下，但由于其突出的简易特点，已显示出管理简单、运行稳定等优点，引起人们广泛的重视。该工艺不仅工艺简单，而且对水量水质的变化有很强的适应性，可以省去调节池，不存在污泥膨胀的危险，污泥沉降性好，可以脱氮除磷，出水水质好，占地省，在一定规模下造价省，运行费用低。它的缺点是进水、曝气倒换频繁，且由于排出装置，国内尚未形成该工艺，发展有一定限制，一直未能推广。但仍是两种很有潜势的工艺，逐渐受到重视。

SBR工艺近年来发展很快，已出现多种改型，目前常用的有以下几种型式：①传统间歇进水，间歇曝气，这种型式对水量水质变化适应性强，水量变化很大，水型污水厂最为适用。②连续进水，间歇曝气，对进水不加控制，但必须使其不影响沉淀。③双池串联，连续进水，前池连续曝气，后池间歇曝气，从后池往前池回流混合液以保持污泥浓度。后两种形式均为连续进水，可用于较大型污水处理厂。

5 下水道内部处理

污水中含有微生物和容易同化的有机物，因此，如果污水处于一种需氧状态(存在溶解氧)，则大部分有机物逐渐氧化为二氧化碳或转化成新的细菌细胞。当污水在压力管道中长时间输送时，就中断了大气中氧的供给，所剩余的溶解氧迅速被用光，短时间后特殊的微生物就开始将硫酸盐还原成硫化氢，因而此时的污水就称为腐化污水。当这种污水同空气再次接触时，会释放出硫化氢，并在下水道的管壁上氧化成硫酸盐，从而造成严重的危害与腐蚀。在英国，至少有50种下水道已经成功地采用向下水道内喷入氧气来预防这种腐蚀与损害。但这种氧的氧化作用，部分地受到悬浮污水中的微生物和下水道干管表面生长的生物膜的影响，而且氧的用量大，费用也比其它方法高25倍左右。所以这种技术仅适用于一定的条件，但它们仍可以作为减轻超负荷运转的污水处理厂负荷的一种有效的补充方法。在我国目前尚无使用此项方法的实例，这是由于该方法投资太巨大，我国目前的经济条件还不能达到。但就我站对全市下水道的十数年监测资料，如果能彻底贯彻谁污染、谁治理的方针，由各排水大户承担起部分责任，对整个城市的水环境是有不容忽视的益处的。

6 结论

通过以上工艺的比较，我们不难看出，从处理效果上讲，通常活性污泥法的处理效率较高，生物膜法则较低，在活性污泥法中，SBR法、氧化沟法、AB法等处理效率更高。污水的有机物浓度高时，AB法、AO法等工艺比较有利。当有机物浓度低时，氧化沟、SBR法等延时曝气工艺具有明显)的优势。而传统活性污泥法的适应范围很广，有机物浓度高、低都能很好适应，当其他工艺的优点不明显时，传统污泥法往往是最好工艺。当对出水有脱氮除磷的特殊要求时，可根据要求的不同，利用AO法、AOO法等法实现脱氮或除磷或同时脱氮除磷。从投资方面来看，活性污泥法比其它方法要多一些，生物膜法、氧化塘较少，但生物膜法管理上有较严格的要求，而氧化塘卫生条件差，还会污染地下水。从占地面积来讲，传统活性污泥法、氧化塘占地面积较大。目前从世界各国的污水处理看，大型污水厂多用传统活性污泥法，小型污水厂中氧化沟则占很大比例。

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3卡鲁塞尔氧化沟要不要二沉池

不要。厌氧池理论上讲不需要的，因为氧化沟工艺，污水在沟内流动，会存在明显的溶解氧浓度梯度，自然而然形成好氧、缺氧、厌氧区域。但是，若污水水质难以通过这种自然的好、缺、厌氧区域的处理达到排放标准，可以增加前置厌氧池。

4卡鲁塞尔氧化沟挥发固体浓度

混合液悬浮固体浓度(MLSS)X=4000~4500mg/L

污泥负荷N=0.05~0.1 kgBOD5/(kgMLVSS.d)

氧化沟之(Carrousel)卡鲁塞尔设计与计算

原理概述

卡鲁塞尔氧化沟是为了满足在较深氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并维持较高的传质效率而研制的；卡鲁塞尔氧化沟也是一个多沟串联的系统。其特点是在每个沟渠的一端安装垂直低速表面曝气器。

为满足越来越严格的水质排放标准，卡鲁塞尔氧化沟已在原有的基础上开发出新的设计，实现新的功能。这些氧化沟在提高处理效率的同时，能够降低运行能耗、改进活性污泥性能和生物脱磷脱氮的效果。主要有Carrousel 2000、Carrousel 3000、以及四阶段和五阶段Carrousel BardenpHo工艺等。

技术特点

1、表曝机上游为缺氧，下游为富氧区，利于脱氮除磷。

2、混合液流量大，约是进水量的50-100倍，能提高氧化沟的耐冲击负荷的能力。

3、表曝机的使用能使氧化沟深度增加到5米，减少了构筑物的建筑面积。

4、能针对有机负荷的浓度大小，可停止表曝机或切换到低转速，减少能耗！

5、曝气功率密度大，传氧效率比传统活性污泥法高。

设计参数

混合液悬浮固体浓度(MLSS)X=4000~4500mg/L

污泥负荷N=0.05~0.1 kgBOD5/(kgMLVSS.d)

水力停留时间T=18~28h

沟渠深H≥5m

污泥回流比为100%

污泥泥龄θc一般为25~30d

一般沟深是表曝机叶轮直径的1.2倍，沟宽是沟深的2倍

沟中的水流速0.3m/s

典型例题解析

某污水处理厂采用卡鲁塞尔氧化沟，设计水量Q=100000 m/d(不考虑变化系数);进水水质BOD5浓度S0=190mg/L,TSS浓度X0=250mg/L;VSS=175 mg/L;TKN=45mg/L；NH3-N=35mg/L；碱度SALK=280 mg/L；最低温度14℃，最高温度25℃。

设计出水水质BOD5浓度Se=20mg/L,TSS浓度Xe=20mg/L;TN=20mg/L，NH3-N=15 mg/L。

其中污泥产泥系数Y=0.55;混合液悬浮固体浓度(MLSS)X=4000 mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) XV=2800 mg/L;污泥龄θc=30d；自身氧化系数Kd=0.055 d-1；20℃时脱氮速率qdn=0.035kgNO3-N/(kgMLVSS.d)。

求卡鲁塞尔氧化沟相关参数？

(1)去除BOD5计算

①氧化沟出水所含溶解性BOD5的量S, mg/L

S=Se-1.42*TSS(1-e-kt)*VSS/TSS

=20-1.42*20*(1-e-0.23*5)*0.7

=6.41 mg/L

②好氧区容积V1，m

V1=Yθc Q(S0-S) /XV(1+Kd*θc)

=0.55*30*100000*(0.19-0.00641)/2.8*(1+0.055*30)

=40825 m

③好氧区水力停留时间t1，h

t1=V1/Q

=40825/100000

=0.408(d)

=9.79h

④剩余污泥量

ΔXV=[Q(S0-S)*Y/(1+Kd*θc)]+Q(X1-Xe)

式中：X1为进水悬浮固体惰性部分的浓度(进水TSS-进水VSS), mg/L

Xe为出水TSS的浓度

X1=0.25-0.175

=0.075kg/ m

Xe=20 mg/L

=0.02kg/ m

故：ΔXV=[105*(0.19-0.00641)*0.55/(1+0.55*30)]+105*(0.075-0.02)

=9310.36kgDS/d

每去除1KgBOD5产生的干污泥量为：

ΔX/ Q(S0-Se)

=9310.36/105*(0.19-0.02)

=0.548 kgDS/kg BOD5

(2)脱氮

①氧化的氨氮量。

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N0为

N0=0.124*Y*(S0-S)/( 1+Kd*θc)

=0.124*0.55*(190-6.41)/( 1+0.055*30)

=4.72 mg/L

需要氧化的氨氮量N1=进水TNK-出水氨氮-生物合成所需要的N0

=45-15-4.4.72

=25.28 mg/L

②脱氮量Nr

Nr=进水总氮量-出水总氮量-生物合成所需的氮量

=45-20-4.72

=20.28 mg/L

③碱度平衡

每氧化1mg氨氮需要消耗7.14 mg/L的碱度，每氧化1mg的BOD5产生0.1 mg/L的碱度，每还原1mg的NO3-N产生3.57 mg/L的碱度。一般认为剩余碱度达到100 mg/L(CaCo3计)，即可保持PH≥7.2

剩余碱度SALK1=原水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产碱度+氧化BOD5产碱度

=280-7.14*25.28+3.57*20.28+0.1*(190-6.41)

=190.26mg/L

此时可保持PH≥7.2，硝化和反硝化能够正常进行。

④脱氮所需池容V2, m及停留时间t2,h

脱硝速率 qdn(T)=qdn(20)*1.08T-20

14℃时，

qdn(t)=0.035*1.0814-20

=0.022 kgNO3-N/(kgMLVSS)

脱氮所需的容积

V2=QNr/qdnXv

=105*20.28/0.022*2800

=32922 m

t2= V2/Q

=32922/105

=0.329d

=7.9h

(3)氧化沟总容积V及停留时间t

V= V1+V2

=40825+32922

=73747 m

t= t1+t2

=9.79+7.9

=17.7h

(4)设计需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5需氧量+去除氨氮耗氧量-剩余污泥中氨氮的耗氧量-脱氮产氧量

去除BOD5需氧量为D1

D1=a′Q(S0-S)+b′VXV

式中：a′为微生物对有机底物氧化分解的需氧量，取0.52

b′为活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12

D1=0.52*105*(0.19-0.00641)+0.12*73747*2.8

=34325.67kg/d

剩余污泥中BOD5需氧量为D2

D2=1.42*ΔX1

=1.42*YQΔS/1+Kd*θc

=1.42*0.55*105*(0.19-0.00641)/1+0.055*30

=5410.71 kg/d

1Kg氨氮硝化需要消耗4.6 kgO2,则去除氨氮的需氧量D3

D3=4.6*(进水TKN-出水氨氮)

=4.6*（45-15）*105/1000

=13800 kg/d

剩余污泥中氨氮耗氧量D4

D4=4.6*0.124* YQΔS/1+Kd*θc

=4.6*0.124*0.55*105*(0.19-0.00641)/1+0.055*30

=2173.43 kg/d

每还原1kgNO3-N产生2.86kgO2，则脱氮产氧量D5

D5=2.86*20.59*105/1000

=5800.08 kg/d

总需氧量

=34325.67-5410.71+13800-2173.43-5800.08

=34741.45 kg/d

考虑安全系数1.4

则AOR=1.4*34741.45

=48638.03 kg/d

(5)标准需氧量SOR

SOR=AOR*CS(20)/α[βρCS(t)- C]*1.024T-20

CS(20)是20℃水中溶解氧饱和度，取值9.17 mg/L

CS(25) 取值8.38mg/L

α取值0.85

β取值0.95

ρ压力修正系数.

为所在地区实际气压/1.013*105

=0.921*105/1.013*105

=0.909

C溶解氧浓度，取2 mg/L

则供氧量

SOR =48638.03*9.17/0.85*(0.95*0.909*8.38-0.2)*1.02425-20

=89024.1 kgO2/d

=3709.34 kgO2/h

(6)氧化沟池容计算

设氧化沟6座,则单座氧化沟有效容积V单,m

V单=V总/6

=73747/6

=12291 m

设计有效水深5m，则单沟的面积

A单沟=12291/5

=2458.2 ㎡

(7)出水堰计算

Q=1.86bH3/2

则b= Q/1.86 H3/2

取堰上水头高H=0.2m

b=0.386/1.86*0.23/2

=2.32m