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关于奥贝尔( Orbal ) 氧化沟工艺节能设计计算探讨 　　0 引言 　　奥贝尔氧化沟污水处理工艺最初由南非的Huisman 公司设想提出，沟体通常由三个同心椭圆形沟道组成，三个沟道内均设置有曝气转碟，具有推流式和完全混合式两种流态的优点，其形状如图1 所示。该工艺除具有普通氧化沟流程简单、管理方便、出水水质稳定、耐冲击负荷等优点外，更凭借其良好的节能效果，在污水处理领域得到广泛应用。 　　1 氧化沟主要设计 　　1. 1 容积设计 　　奥贝尔氧化沟容积一般包括好氧区和缺氧区两部分。其中好氧区容积的计算方法可以参照曝气池容积的计算方法，一般有BOD5-污泥负荷率( Us) 法、容积负荷( Uv) 法和污泥龄( theta;c) 法，笔者倾向于采用污泥龄法来计算; 因为有脱氮要求，当采用硝化、反硝化动力学计算时，还需考虑反硝化所需缺氧区的容积。好氧区和缺氧区容积计算参见《室外排水设计规范》公式。 　　1. 2 需氧量的计算 　　分为需氧量计算及折算标准需氧量两个步骤，奥贝尔氧化沟需对三条沟道分别计算。总需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，还应该扣除反硝化过程所补充的氧量。 　　1. 3 水下推进器的计算 　　合理减小氧化沟占地，必须加大有效水深，但使用机械表面曝气不能达到深水推流要求，沟深的氧化沟就必须加设水下推流器。关于水下推流器的设计及选型，国内还缺乏相关的经验，笔者采用国外飞力公司水力计算方法，飞力公司水下推力器的推力计算式如下:T = 12rho;AU2 k ( 1)其中，U 为氧化沟的平均流速，m/s; A 为过水断面面积，m2 ; rho;为液体密度，kg /m3 ; k 为沿程和局部总阻力系数( 其中局部阻力系数包括弯道处阻力系数和曝气阻力) ; T 为推动力，N。 　　2 工程实例 　　结合合肥市某实际工程为例，给出处理规模为20 000 m3 /d的奥贝尔氧化沟节能计算方法。 　　2. 1 基础资料 　　处理规模: Q = 20 000 m3 /d( 不考虑变化系数)。 　　2. 2 设计参数 　　考虑污水处理厂脱氮除磷的要求，设计污泥龄( SRT) 取15 d。为提高系统抗负荷变化能力，选择混合液污泥浓度( X) MLSS =3 000 mg /L，考虑所选污水处理工艺不设初沉池，取f = 0. 6，溶解氧浓度好氧区取2. 0 mg /L，缺氧区取0. 2 mg /L，根据设计经验值，取污泥产率系数Y = 0. 6 kg VSS /kg BOD5，衰减系数Kd =0. 05 d - 1 ，K = k#39; = 0. 03 平行设置两条氧化沟，每组设计流量10 000 m3 /d。 　　2. 3 设计计算 　　设计计算仅从下面三大方面进行计算，其他计算从略。 　　2. 3. 1 氧化沟容积的计算 　　1) 出水中溶解性BOD5的确定( Se) : 　　Se = 1k#39;Y1theta;c( + K ) d = 10. 03 times; 0. 6 times; 1( 15 + 0. 05) = 6. 48 mg /L。该工艺未设置初沉池，故取f = VSS /SS = 0. 6，一般计算都是假设出水中不带沉淀，所有的污泥都沉淀下来或是回流到曝气池。实际中固液分离不可能彻底，出水中总带有污泥悬浮固体，这部分污泥悬浮固体的BOD5应加入到出水总BOD5计算中去。因此，最终出水的BOD5应该是:出水总BOD5( mg /L) =[出水中溶解性BOD5( mg /L) ]+[出水中VSS 的BOD5( mg /L) ]。实际值中，VSS 只有77% 是可生物降解的，故1 mg VSS 只有0. 77 mg BOD5。出水中VSS 的BOD5( mg /L) = 出水SS times; f times; 0. 77 = 20 times; 0. 6 times;0. 77 = 9. 24 mg /L; 出水总BOD5( mg /L) = Se + 出水中VSS 的BOD5 = 6. 48 + 9. 24 = 15. 72 mg /L lt; 20 mg /L，符合要求。 　　2) 好氧区容积的确定( 根据劳麦方程可得) : 　　V1 = QYtheta;c( S0 - Se)Xv( 1 + Kdtheta;c) = 4 100. 57 m3。 　　3) 水力停留时间( 硝化) : 　　HRT = V/Q = 4 100. 57 /10 000 = 0. 410 057 d = 9. 84 h。 　　4) 污泥负荷: