日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计
氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。
在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件，但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而三沟式氧化沟是将曝气与沉淀工序于同一构筑物内，是一个A-O（兼氧-好氧）活性污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化、反硝化过程，能取得良好的BOD5去除效果和脱氮除磷效果。同时该工艺系统依靠三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，处理效果稳定且运行费用大大降低。三沟式氧化沟由于具有出水水质好，处理流程简单，省去而沉池，运行管理方便，基建费用低，占地少等优点，已经得到了广泛的应用。所以这里我们也将选择三沟式氧化沟作为生物处理工艺。
（2）各种氧化沟比较 交替工作式氧化沟：
交替工作式氧化沟是由丹麦Kruger公司开发创建。
根据运行方式和沟的数量分为单沟（A型）、双沟（D型）和三沟（T型）三种形式。其中双沟在原D型的基础上开发出了VR型氧化沟。这一类氧化沟主要是为了去除BOD，如果要同时除磷脱氮，对于单沟和双沟就要在氧化沟前后分别设置厌氧池和沉淀池，即成为AE型或DE型氧化沟。而三沟式氧化沟除磷脱氮可在同一反应器中完成。
交替工作式氧化沟系统没有单独设置反硝化区，通过在运行过程中设置停曝期来进行反硝化，从而获得较高的氮去除率。
单沟交替工作氧化沟由于不能保证连续进水，只能间歇运行，故已经很少采用。
双沟交替工作氧化沟VR型是将曝气沟渠分为A、B两部分，其间有单向活扳门相连。利用定时改变曝气转刷的旋转方向，以改变沟渠中的水流方向，使A、B两部分交替地作为曝气区和沉淀区。D型氧化沟由容积相同的A、B两池组成，串联运行，交替地作为曝气池和沉淀池，一般以8h为一个运行周期。该系统出水水质好，污泥稳定，不需设污泥回流装置，但是最大的缺点是曝气设施利用率仅为37.5%。
三沟式氧化沟（T型）是由3个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行。
- 11 -
日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计
3个氧化沟之间双双连通，两侧氧化沟可起曝气和沉淀双重作用，中间氧化沟一直为曝气池，原污水交替地进入两侧氧化沟，处理水则相应地从作为沉淀池的两侧氧化沟中流出，这样提高了曝气设备的利用率（可达58%），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟基本运行方式大体分为6个阶段，工作周期为8h。通过控制系统自动控制进、出水方向，溢流堰的升降以及曝气设备的开动和停止。
三沟式氧化沟运行方式可根据不同的入流水质及出水要求而改变，所以系统运行灵活，操作较方便，但由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，设备总数量多，利用率低。同时要求自动控制程度高。
Orbal奥贝尔氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。典型的奥贝尔氧化沟有三个同心沟，而外沟约占总容积的50%。由沉砂池来的污水进入外沟在其中以厌氧状态运行，促进同时硝化和反硝化过程。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。
Carrousel卡鲁塞尔氧化沟：
由图2-1可见，Carrousel氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动，污水和回流污泥在第一个曝气区中混合
该氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。
该氧化沟表面曝气机单机功率大，其水深可以达到5米以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时，具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。
图2-1 Carrousel 2000系统平面结构图
- 12 -
日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计
Figure 2-1 Carrousel 2000 system planar structure
2.3工艺流程的确定 2.3.1工艺流程图
本工艺先用中格栅去除污水中大颗粒杂物，然后通过提升泵房把水送至沉沙池中。 采用的是平流式沉砂池，以减少后继处理的污泥负荷。生物处理采用卡鲁塞尔氧化沟，去除水中的有机物和氨氮。二沉池采用辐流式沉淀池，除水效果好。污泥部分回流，而另一部分则通过污泥浓缩池、消化池、污泥脱水然后外运。
图2-2 工艺流程
原水格栅提升泵房沉砂池氧化沟回流污泥辐流式沉淀池接触沉淀消毒池排放污泥井粗渣外运外运污泥脱水机污泥消化池污泥浓缩池Figure 2-2 Process map
2.3.2格栅
本污水处理厂设置的是粗格栅。
格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵
- 13 -
日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计
或工艺管线造成损害。
格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。
由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。
格栅与水泵房的设置方式： 粗格栅→泵房。
进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。
拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。 2.3.3 沉砂池
沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。
平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力控制流态，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。但是为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。
本设计内容采用的就是曝气沉砂池。 2.3.4 氧化沟
主要比较已经在前面叙述，采用卡鲁塞尔式氧化沟。 2.3.5 消毒
先针对现行水处理厂中几种主要的消毒技术进行一下比较： （1）液氯
优点：效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜
缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污
- 14 -
日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计
水含工业废水比例大时，氯化可能生成致癌物质
适用条件：适用于大、中规模的污水处理厂 （2）漂白粉
优点：投加设备简单，价格便宜
缺点：同液氯缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大 适用条件：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂 （3）臭氧
优点：消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水PH、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物及类型残余物 缺点：投资大、成本高，设备管理复杂
适用条件：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂 （4）次氯酸钠
优点：用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生消毒剂，也
可买商品次氯酸钠
缺点：需要有专用次氯酸钠电解设备和投配设备
适用条件：适用于边远地区，购液氯等消毒剂困难的小型污水处理厂 （5）氯片
优点：设备简单，管理方便，只需定时清理消毒器内残渣及补充氯片，基
建费用低
缺点：要用特制氯片及专用消毒器，消毒水量小 适用条件：适用于医院、生物制品所等小型污水处理站 （6）紫外线
优点：是紫外线照射与氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高 缺点：紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少 适用条件：适用于小型污水处理厂
根据本设计污水处理厂的实际情况，采用液氯消毒比较合适。因为液氯对水中细菌、病毒具有较强的灭活能力。基建费用、运行费用较低，液氯消毒应用于污水处理工程中比较合适。 2.3.6污泥处理
（1）污泥的处理要求
污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易
- 15 -