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理论篇1

第1章 氧化沟技术的发展1

1.1 污水生物处理技术的发展1

1.1.1 城市污水处理技术发展历史1

1.1.2 氧化沟污水处理技术的由来3

1.2 氧化沟的基本概念、原理和技术发展5

1.2.1 氧化沟的基本概念和原理5

1.2.2 氧化沟技术的演变和发展5

1.3 氧化沟技术的应用7

1.3.1 氧化沟技术在国外的应用7

1.3.2 氧化沟技术在国内的应用7

1.4 氧化沟技术的展望8

第2章 反应器基础9

2.1 反应器的反应速率与反应级数9

2.1.1 反应速率9

2.1.2 反应级数9

2.1.3 反应级数的确定10

2.2 酶促反应基础11

2.2.1 米门方程11

2.2.2 莫诺方程12

2.3 物料衡算方程13

2.4 停留时间函数及其测定14

2.5 用示踪剂试验分析反应器的水力特性17

2.5.1 示踪剂试验分析的原理17

2.5.2 示踪剂类型18

2.5.3 示踪剂试验的测定方法18

2.6 污水处理中反应器类型21

2.6.1 间歇式反应器21

2.6.2 理想推流型反应器22

2.6.3 理想完全混合反应器23

2.6.4 弥散型反应器23

2.6.5 氧化沟活性污泥法反应器27

第3章 生物处理原理基础28

3.1 生物处理中的微生物28

3.1.1 细菌（真细菌）28

3.1.2 真菌30

3.1.3 原生动物30

3.1.4 后生动物31

3.2 微生物细胞原生质的经验分子式32

3.3 污水处理中的特殊微生物33

3.4 微生物生长动力学基础33

3.4.1 微生物的生长规律33

3.4.2 底物利用速率与微生物增殖速率36

3.5 活性污泥法基本数学模型39

3.5.1 建立模型的假设40

3.5.2 埃肯菲尔德（Eckenfelder）模型40

3.5.3 劳仑斯麦卡蒂（Lawrence-Mc Carty）模型41

3.5.4 麦金尼（Mckinney）模型42

3.5.5 三种活性污泥模式分析43

3.5.6 活性污泥数学模型的新进展45

3.5.7 BOD去除的需氧量45

3.5.8 最终出水BOD的计算46

3.5.9 营养需要46

3.5.10 能量代谢动力学46

3.6 生物脱氮原理53

3.6.1 生物硝化过程和硝化动力学53

3.6.2 生物反硝化过程和动力学54

3.6.3 硝化需氧量57

3.6.4 生物脱氮系统的总需氧量57

3.6.5 碱度校核57

3.6.6 生物脱氮系统58

3.6.7 脱氮进展58

3.7 生物除磷原理59

3.7.1 生物除磷的意义59

3.7.2 生物除磷原理59

3.7.3 生物除磷系统61

3.7.4 影响生物除磷的主要因素62

3.7.5 生物除磷的新发展62

3.8 生物脱氮除磷的矛盾关系及某些解决方法63

3.8.1 泥龄63

3.8.2 碳源64

3.8.3 硝酸盐64

3.8.4 系统的硝化和反硝化容量问题65

3.8.5 释磷与吸磷的容量问题65

3.9 典型的连续流生物脱氮除磷工艺介绍66

3.9.1 Bardenpho工艺系列66

3.9.2 UCT工艺66

3.9.3 A/O工艺系列67

3.9.4 A2/O工艺改进型工艺68

3.9.5 氧化沟的脱氮除磷工艺69

3.10 氧化沟脱氮除磷工艺的新发展——连续流单池系统70

第4章 氧化沟的供氧与推流混合72

4.1 传质理论72

4.1.1 传质72

4.1.2 平衡关系式73

4.2 传氧模式73

4.3 需氧量与供氧量的确定75

4.4 氧化沟的推流混合75

4.4.1 飞力公司的计算方法76

4.4.2 丹麦LJM公司的计算方法77

4.4.3 推流器设计注意事项78

技术篇81

第5章 氧化沟的技术特征81

5.1 氧化沟的反应器特征81

5.1.1 传统氧化沟及其基本特征81

5.1.2 Orbal氧化沟基本特征82

5.1.3 Carrousel氧化沟基本特征82

5.1.4 OCO氧化沟工艺特征83

5.1.5 一体化氧化沟84

5.2 氧化沟生化反应动力学特征85

5.3 氧化沟的水力学特征85

5.3.1 氧化沟的水力学流态特征85

5.3.2 氧化沟的流场分布特征85

5.3.3 一体化氧化沟的三维流场模拟与分析87

5.4 氧化沟处理工艺的特点92

第6章 氧化沟城市污水处理工程设计94

6.1 工程没计依据94

6.2 处理工艺流程的选择依据97

6.3 厂址选择和总体布置97

6.4 氧化沟工艺的设计导则98

6.4.1 氧化沟容积设计98

6.4.2 需氧量及氧化沟的阻力水头损失的设计计算99

6.4.3 沉淀池设计101

6.5 各种氧化沟技术的设计计算104

6.5.1 延时曝气型氧化沟设计计算106

6.5.2 高负荷氧化沟109

6.5.3 一体化氧化沟设计计算109

6.5.4 Carrousel 2000氧化沟设计计算111

6.5.5 Orbal氧化沟设计计算113

第7章 氧化沟的曝气和混合推动设备117

7.1 概述117

7.2 曝气设备118

7.2.1 水平轴曝气机118

7.2.2 垂直轴表面曝气机121

7.2.3 自吸螺旋曝气机123

7.2.4 射流曝气机123

7.2.5 导管式曝气机（DTA）124

7.2.6 混合曝气系统124

7.3 水下推进设备124

7.4 其他专用设备125

7.5 氧化沟曝气设备选型及设计关键125

第8章 氧化沟的各种变型工艺特点及设计关键126

8.1 帕斯维尔（Pasver）氧化沟127

8.1.1 Pasveer氧化沟发展127

8.1.2 Pasveer氧化沟的特征128

8.2 Carrousel氧化沟128

8.2.1 Carrousel氧化沟的发展和技术特点128

8.2.2 Carrousel？氧化沟的工艺演变129

8.3 奥贝尔（Orbal）氧化沟132

8.3.1 Orbal氧化沟发展132

8.3.2 Orbal氧化沟的特征133

8.3.3 Orbal氧化沟的脱氮功能133

8.3.4 Orbal氧化沟的基本特点134

8.4 DE型氧化沟134

8.4.1 DE型氧化沟特征134

8.4.2 DE型氧化沟脱氮135

8.4.3 DE型氧化沟生物除磷过程135

8.5 T型氧化沟136

8.5.1 基本特征136

8.5.2 三沟式氧化沟转刷的布置136

8.5.3 工艺运行方式136

8.6 一体化氧化沟138

8.6.1 一体化氧化沟的发展和技术特点138

8.6.2 一体化氧化沟的不同类型138

8.7 其他环形反应器142

8.7.1 合建式三环工艺（CTCT工艺）142

8.7.2 逆流曝气工艺143

8.7.3 合建式四环工艺（CFCT工艺）143

8.8 几种环形反应器的比较146

第9章 氧化沟工艺污泥处理148

9.1 污泥浓缩148

9.1.1 重力浓缩148

9.1.2 机械浓缩150

9.1.3 气浮浓缩153

9.2 污泥的机械脱水157

9.2.1 污泥调理157

9.2.2 污泥的机械脱水157

第10章 氧化沟在工业废水处理中的应用161

10.1 概况161

10.2 工业废水的可生化性讨论161

10.2.1 概述161

10.2.2 可生化性的实质162

10.2.3 判断能否进行生物处理的方法162

10.3 实例164

10.3.1 混凝沉淀、一体化氧化沟工艺处理化纤废水164

10.3.2 Carrousel氧化沟处理麦草浆中段废水166

10.3.3 Orbal氧化沟在炼油污水处理上的应用168

10.3.4 水解－接触氧化－合建式氧化沟工艺处理工业废水的应用170

10.3.5 氧化沟处理酿酒废水172

第11章 氧化沟的建造174

11.1 氧化沟的土建施工174

11.1.1 抗浮处理174

11.1.2 软基处理174

11.1.3 防渗处理176

11.1.4 预留、预埋件及设备安装要求176

11.2 氧化沟的设备安装177

11.2.1 水平轴曝气设备的安装177

11.2.2 垂直轴曝气叶轮的安装177

11.2.3 潜水推动设备的安装177

11.3 氧化沟的池型178

11.4 氧化沟的有效水深和沟宽178

11.5 导流墙和挡流板178

11.6 曝气器的位置179

11.7 进出水口179

11.8 放空管和半放空管179

11.9 伸缩缝180

11.10 走道板180

11.11 工程验收180

11.12 联动试车181

第12章 培菌及调试182

12.1 培菌182

12.2 运行调试183

12.3 测试项目184

12.4 水样采集和处理189

12.5 工程实例——康定改良型Orbal氧化沟污水处理厂的启动调试190

12.5.1 工艺流程简述190

12.5.2 设计进出水水质190

12.5.3 调试的主要内容190

12.5.4 改良型Orbal氧化沟系统的调试运行191

第13章 氧化沟污水处理厂的运行管理193

13.1 概述193

13.2 氧化沟污水处理厂主要构筑物的运行管理194

13.2.1 格栅194

13.2.2 沉砂池194

13.2.3 初沉池197

13.2.4 氧化沟曝气池198

13.2.5 二沉池202

13.2.6 浓缩池202

13.3 氧化沟系统的运行调度203

13.4 氧化沟系统的主要机械设备的维护与管理205

13.5 氧化沟系统运行状况的简易评价方法209

13.6 城市排水系统对污水处理厂的影响212

第14章 氧化沟活性污泥法常见故障及处理方法214

14.1 污泥膨胀215

14.1.1 丝状菌引起的污泥膨胀216

14.1.2 控制污泥膨胀的选择器工艺217

14.1.3 控制污泥膨胀的其他方法218

14.2 污泥上浮219

14.3 活性污泥法形成大量泡沫219

14.4 水质水量波动220

14.5 混合搅拌流动不畅221

14.6 设备发热221

14.7 脱氮效果不好221

14.8 除磷效果不佳223

14.9 难降解物质的处理措施225

第15章 氧化沟污水处理工艺工程实例226

15.1 莱阳市污水处理工程226

15.1.1 工程概况226

15.1.2 设计进出水水质226

15.1.3 处理工艺226

15.1.4 总平面布置226

15.1.5 主要构筑物设计227

15.1.6 工程投资及成本计算229

15.1.7 工程评述229

15.2 西安市北石桥DE型氧化沟污水处理厂229

15.2.1 工程概况229

15.2.2 设计进出水水质230

15.2.3 处理工艺230

15.2.4 主要构筑物设计230

15.3 邯郸市东三沟式氧化沟污水处理厂232

15.3.1 概况232

15.3.2 工艺流程232

15.3.3 主体构筑物及设备232

15.3.4 工艺运行方式232

15.3.5 邯郸市东污水处理厂处理效果233

15.3.6 邯郸市东污水处理厂能耗分配233

15.3.7 工艺评述233

15.4 四川新都一体化氧化沟污水处理工程233

15.4.1 工程概况233

15.4.2 进出水水质233

15.4.3 工艺流程233

15.4.4 主要设计参数234

15.4.5 总平面布置234

15.4.6 主要经济指标234

15.4.7 回流特点234

15.4.8 运行方式235

15.4.9 主要设备特点235

15.4.10 出水效果235

15.5 康定改良型Orbal氧化沟污水处理工程236

15.5.1 工程概况236

15.5.2 设计进出水水质236

15.5.3 处理工艺236

15.5.4 总平面布置236

15.5.5 主要处理构筑物237

15.5.6 运行效果239

15.6 山东省枣庄市新城污水处理厂239

15.6.1 工程概况239

15.6.2 设计进出水水质240

15.6.3 处理工艺240

15.6.4 总平面布置241

15.6.5 主要构筑物设计242

15.7 山东省临沭县污水处理厂244

15.7.1 工程概况244

15.7.2 设计进出水水质244

15.7.3 处理工艺245

15.7.4 总平面布置245

15.7.5 主要构筑物设计246

15.7.6 处理效果247

15.8 GOTHA STP带有同时硝化反硝化的污水厂248

15.8.1 背景248

15.8.2 总平面布置248

15.8.3 主体构筑物及设备248

15.8.4 处理效果249

15.9 Faaborg污水处理厂249

15.9.1 基本设计数据249

15.9.2 处理构筑物及其主要尺寸249

15.9.3 基建费用249

15.9.4 电能消耗249

15.9.5 效果249

15.10 Ringe污水处理厂250

15.10.1 概况250

15.10.2 处理构筑物250

15.11 Lillered污水处理厂250

15.12 德国化工巨头BASF的污水处理设施251

15.13 越南南西贡开发区污水处理工程251

15.13.1 工程概况251

15.13.2 设计进出水水质251

15.13.3 处理工艺252

15.13.4 总平面布置252

15.13.5 主要构筑物设计252

15.13.6 主要经济指标254

15.13.7 工程评述255

第16章 氧化沟污水处理技术经济评估256

16.1 氧化沟的技术经济评估256

16.1.1 国内部分污水处理厂经济指标比较256

16.1.2 氧化沟工艺在国外的评价257

16.2 不同工艺经济技术指标的定性分析257

16.3 氧化沟污水处理技术未来发展的方向258

附录260

附录1 氧在蒸馏水中的溶解度260

附录2 水温和饱和蒸汽压力的关系260

附录3 海拔高度与大气压力的关系260

附录4 常用标准与法规260

参考文献261