氧化沟工艺城市污水处理厂设计模板.doc

武汉科技学院
毕业设计（论文）

题目：氧化沟工艺城市污水处理厂设计

院 系：环境和化学工程系
专 业：环境工程
学 生：
学 号：0051190
指导老师：

摘 要

本论文关键设计氧化沟工艺处理城市污水。城市是人类社会经济发展一个极其关键组成部分，在城市社会经济活动中，天天全部要消耗大量水，用于工业、农业、商业活动和市民日常生活。城市污水处理厂是城市发展关键基础设施，是城市水污染控制、水环境保护工作中关键工程，它对社会经济高速、稳定、可连续发展起着保障和促进作用。
本设计是东北地域一个城市污水处理厂，其污水流量为6万m3/d，经处理后应达成SS去除率85％，BOD去除率90％。本设计采取奥巴尔（ORBAL）型氧化沟工艺，氧化沟工艺是一个改良活性污泥法，是以活性污泥为主体污水生物处理技术。奥巴尔（ORBAL）型氧化沟是氧化沟工艺一个，含有优于传统氧化沟工艺特殊优点：工艺步骤简单，占地面积小；工艺运行含有灵活性；基建费用和运行费用低，运行管理简单；出水水质好而且有一定承受水质水量冲击负荷能力，出水能够达成国家排放标准。处理工艺步骤关键由格栅、沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等组成。本设计平面部署和高程部署合理，各构筑物集中紧凑、节省用地、便于管理，而且基建费用和运行费用低，运行管理简单。
本论文包含城市污水概况，城市污水处理技术及其新发展，工艺方案比较及选择，构筑物尺寸计算，设备选型，平面部署和高程部署，运行成本核实等。

关键词：城市污水；设计；ORBAL氧化沟工艺；工艺步骤。

ABSTRACT

The paper mainly designs Oxidation Ditch process for the treatment of municipal wastewater. The city is a important part of the development of social economy .It is a great deal of water used for industry, agriculture, business activity and civic daily life in the transaction of city. The factory of the treatment of municipal wastewater is not only the important basic facilities of the city development, but also the main project of the control of municipal wastewater and water resource environment protection as well .It also plays a role in the social economic development.
This design is a factory of the treatment of municipal wastewater in the northeast，the flow of which is 6×104 m3 /d ，the removal rate of SS is 85% and the removal rate of BOD is 90%。The method of this design is ORBAL Oxidation Ditch , the Oxidation Ditch process which is a improved activated sludge process is a biochemical treatment technology for wastewater which mainly based on the activated sludge. the ORBAL Oxidation Ditch that we choose is one of Oxidation Ditch , It has been characterized as simple process and small dimension ; smooth operation; economical and convenient for regulation ; It has favorable ability of bearing the impingement loading the wastewater treated by the processing; it can reach the sewage discharge standard . The process is consisted of screen bar 、sink sand pond 、 Oxidation Ditch 、secondary clarifier 、 sludge concentrated pond 、sludge dehydrated room and so on .And the plane distribution and elevation distribution are rational，the constructions follow the principle of compact，small dimension and fully-used in soil， convenient for regulation，and the cost of building and running are low，simple for operation .
This paper is consisted of the summary of municipal wastewater, the technical and breakthrough of treatment of municipal wastewater, comparison the processes and choose of method, compute of gauge of constructions, the choose of equipment ,the plane distribution and elevation distribution , the check of running cost and so on.

Key Words : municipal wastewater; design ; ORBAL Oxidation Ditch technology; technology process.

目 录

1 绪论……………………………………………………………………………… 1
1.1 城市污水概况……………………………………………………………… 1
1.2 城市污水处理技术及其新发展………………………………………… 1
2 城市污水处理工艺选择…………………………………………………… 6
2.1 工艺方案分析比较………………………………………………………… 6
2.2 工艺方案选择确定………………………………………………………… 9
2.3 工艺方案叙述………………………………………………………………9
3 处理构筑物设计…………………………………………………………… 10
3.1 污水流量计算………………………………………………………… 10
3.2 集水井……………………………………………………………………… 11
3.3 污水提升泵房……………………………………………………………… 11
3.4 格栅………………………………………………………………………… 12
3.5 曝气沉砂池………………………………………………………………… 14
3.6 砂水分离间………………………………………………………………… 16
3.7 鼓风机房…………………………………………………………………… 16
3.8 ORBAL型氧化沟…………………………………………………………… 17
3.9 辐流式二沉池……………………………………………………………… 19
3.10 回流污泥泵房…………………………………………………………… 23
3.11 接触消毒池…………………………………………………… 24
3.12 剩下污泥泵房…………………………………………………………… 25
3.13 污泥浓缩池……………………………………………………………… 25
3.14 浓缩污泥贮池…………………………………………………………… 28
3.15 浓缩污泥提升泵房……………………………………………………… 28
3.16 污泥脱水间……………………………………………………………… 28
4 污水处理厂总体部署………………………………………………… 28
4.1 总平面部署………………………………………………………………… 28
4.2 高程部署…………………………………………………………………… 29
5 污水处理厂运行成本核实……………………………………………… 30
5.1 劳动定员…………………………………………………………………… 30
5.2 运行费用…………………………………………………………………… 30
6 工程效益……………………………………………………………………… 32
7 全文总结……………………………………………………………………… 32
参考文件………………………………………………………………………… 34
1 绪论
1.1 城市污水概况
城市是人类社会经济发展一个及极其关键组成部分，在城市社会经济活动中，天天全部要消耗大量水，用于工业、农业、商业活动和市民日常生活。水在使用过程中被带进了洗涤剂、染料、溶液、油脂和粪尿，各类无机物和有机物，细菌、病毒等致病微生物，毒性、酸碱性、放射性和重金属类等物质，以致水物理性质和化学性质发生显著改变，变成了污水。
污水在城市发展早期是经过城市污水搜集系统搜集排放到周围水体，经过清洁水体稀释和自然净化功效变污为清，成为人类能够循环利用水资源。不过，伴随城市社会经济发展规模越来越大，污水越开越多，水质越来越复杂，水体有限自然净化功效已经不能适应城市水污染控制、水环境保护需要。大量源源不停地排入水体（江、河、湖、海和地下水）和土壤（经过农田灌渠）城市污水，使水体和土壤受到严重污染，毁灭了原有自然生态，使鱼虾匿迹，物种消失，河湖变成了臭河死水，加剧了有限水资源危机；使很多河、湖、地下水不能再作为饮用水源，城市只好花巨款去开发新水源；使土壤里重金属和有毒物质富集，污染物经过食物链危害人民身体健康。水体污染造成了巨大经济损失，水资源短缺制约了城市社会经济可连续性发展。
1.2 城市污水处理技术及其新发展
城市污水处理就是利用多种设施设备和工艺技术，将污水中所含污染物质从水中分离去除，使有害物质转化为无害物质和有用物质，水体则得到净化，并使资源得到充足利用。城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。经典物理处理技术有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等；经典化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等；经典生物处理技术有好氧生物氧化分解和厌氧生物发酵技术。城市污水处理工艺实际上就是以上这些技术应用和组合。
城市污水处理厂是城市发展关键基础设施，是城市水污染控制、水环境保护工作中关键工程，它对社会经济高速、稳定、可连续发展起着保障和促进作用。现在，中国城市污水处理设施数量总体规模很小，城市污水处理率严重不足，水环境污染趋势还在发展，以后水污染控制、水环境保护工作任重道远。伴随水污染治理工作发展，城市污水处理技术已经取得了一定进展，涌现出大量新工艺、新设备和新材料，在实际处理过程中得到了应用和发展。中国现有城市污水处理厂80％以上采取是活性污泥法，其它采取一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。同时，国外很多新技术、新工艺、新设备被引进到中国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在中国城市污水处理厂中均得到应用，污水处理工艺技术由过去只重视去除有机物发展为含有除磷脱氮功效。国外部分优异、高效污水处理专用设备也进入了中国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备和装置。
1.2.1 一般活性污泥法工艺
中国80年代以前建设城市污水处理厂大部分采取一般曝气法活性污泥处理工艺，因为该工艺关键以去除BOD和SS为关键目标，对氮磷去除率很低。为了适应水环境及排放要求，部分污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功效。
北京 高碑店污水处理厂 100万m3/d 已运行，其工艺步骤以下：
（1）污水处理工艺步骤：
计量槽
出水井
进水泵房
格栅间
进水闸间
原污水

曝气沉砂池
初沉池
曝气池
二沉池
接触池
出水

（2）污泥处理工艺步骤：
污泥浓缩池
消化池
脱水机房
初沉池
剩下污泥

污泥堆置棚

沼气柜

泥饼外运
沼气发电
和城市电网并网

另外还有天津 纪庄子污水处理工程 26万m3/d 已运行，天津 东郊污水处理厂 40万m3/d 已运行，山东 济南市污水处理厂 22万m3/d 已运行，湖北 武汉市水质净化厂 5万m3/d 已运行等采取一般活性污泥法。
1.2.2 AB工艺
AB法污水处理工艺于80年代初开始在中国应用于工程实践。因为其含有抗冲击负荷能力强、对pH值改变和有毒物质含有显著缓冲作用特点，故关键应用于污水浓度高、水质水量改变较大，尤其是工业污水所占百分比较高城市污水处理厂。
山东 青岛市海泊河污水处理厂 8万m3/d 已运行，表1为设计进水出水指标:
表1 青岛海泊河污水处理厂设计进水出水指标
项 目 BOD5 CODcr SS NH3-N T-P
进水浓度/(mg/L) 800 1500 1100 100 8
出水浓度/(mg/L) 40 150 40 3
去除率/% 95 90 96 62

另外还有山东 淄博市污水处理厂 14万m3/d 已运行，广东 深圳市罗芳污水处理厂 10万m3/d 已运行，广东 广州猎德污水处理厂 22万m3/d 已运行等采取AB工艺。
1.2.3 氧化沟工艺
现在氧化沟工艺是中国采取较多污水处理工艺技术之一。应用较多有奥贝尔氧化沟工艺，由中国自行设计、全套设备国产化，已经有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度中小型城市污水处理中也有应用。采取卡罗塞尔氧化沟工艺城市污水处理厂大部分为外贷项目。氧化沟工艺不仅出水水质好，污泥在氧化沟内也能得以充足地好氧稳定，其剩下污泥不需再进行厌氧消化，直接进行污泥浓缩和脱水。
山东 莱西市污水处理厂工程 4万m3/d 已运行 ORBAL，该城市污水厂最早应用奥贝尔(Orbal)氧化沟，表2为处理效果表：
表2 污水处理厂处理效果表
项 目 BOD5 COD SS NH4-N
进水浓度/(mg/L) 1232 2871 968 11.3
出水浓度/(mg/L) 7 71 23 2.5
去除率/% 99.4 97.5 97.6 77.9
氧化沟
圆形旋流沉砂池
细格栅
进水泵房
粗格栅
安国市污水处理厂采取奥贝尔氧化沟工艺，建设一座日处理4万立方米污水处理厂。其工艺步骤以下：
污水
沉淀池
脱水车间
污泥浓缩池
泥饼外运
接触池

出水
另外还有北京 北京大兴黄村污水处理厂 8万m3/d 已运行 ORBAL，河北 廊坊市污水处理厂 8万m3/d 已运行 ORBAL，广东 中山市污水处理企业 10万m3/d 已运行 CARROUSE，河北 邯郸市东污水处理厂 10万m3/d 已运行 三沟式，安徽 合肥市王小郅污水厂（一期） 15万m3/d 已运行 单沟式，陕西 西安市北石桥污水净化中心 15万m3/d 已运行 DE型等采取氧化沟工艺。
1.2.4 SBR工艺
多个类型SBR工艺在中国全部有应用，如属第二代SBR工艺ICEAS工艺，属第三代CAST工艺、UNITANK工艺等。SBR间歇式活性污泥法氧利用率高，基建费用和运行费用均较低，不易产生污泥膨胀。同时经过对运行方法调整，含有脱氮除磷功效，且处理水质优于连续式，但该工艺要求程序控制，自动化水平较高。
北京某开发区污水处理厂，规模属于小型污水处理厂，采取ICEAS工艺，该工艺为SBR工艺一个变形，含有工程投资省和运行费用低优点，其工艺步骤以下：
涡流沉砂池
细格栅
进水泵房
粗格栅
进水
栅渣、沉砂外运
鼓风机房
ICEAS反应池

污泥浓缩脱水机房
集泥井及污泥泵房
加氯间
接触池
泥饼外运

出水
另外还有云南 昆明市第三污水处理厂 15万m3/d 已运行 ICEAS，浙江 金华市污水处理厂工程 8万m3/d 已运行 CAST，贵州 遵义市污水处理厂 8万m3/d 已运行 SBR，广西 梧州污水处理厂 10万m3/d 初设 UNITANK等采取SBR工艺。
1.2.5 A/O除磷或脱氮工艺，A/A/O或改良A/A/O除磷脱氮工艺
伴随中国对水环境质量要求提升，修订后国家《污水综合排放标准》(GB8978－1996)也越来越严，尤其是对出水氮、磷要求提升，使得新建城市污水处理厂必需考虑氮磷去除问题。由此开发了改良A/A/O工艺和回流污泥反硝化生物除磷工艺，并已开始在实际工程中应用。
佛山市第一座城市污水处理厂兴建于1992年，针对该厂进水浓度较低碳源不足特点，在不能同时供给除磷和反硝化所需要碳源情况下，选择了除磷和将氨氮进行硝化，部分进行反硝化除磷除氨氮A/O工艺。该厂在工艺步骤设计上也大胆地取消了初沉池，使处理步骤跟更简单和合理，表3为处理效果表：
表3 佛山镇安污水处理厂A/O工艺处理效果
项 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P
进水浓度/(mg / L) 68.34 37.93 20.54 15.10 2.52
出水浓度/(mg / L) 9.41 5.42 9.34 1.49 0.90
去除率/% 86.2 85.7 54.5 90.1 64.3

中国第一座应用A2/O工艺污水处理厂是广州大坦沙污水处理厂，15万m3/d 已运行，经运行结果证实，A2/O工艺适应能力强，对低浓度和高浓度污水处理效果全部很好，运行管理方便，不会产生污泥膨胀，对除磷脱氮也能取得很好处理效果,表4为处理效果表：
表4 广州大坦沙污水处理厂A2/O工艺处理效果
项 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P
进水浓度/(mg/L) 72.83 102.23 19.95 16.37 2.4
出水浓度/(mg/L) 8.69 11.93 9.95 1.98 0.52
去除率/% 88.07 88.34 50.13 87.9 78.3

苏州某旅游度假区污水处理厂采取A2/O工艺，其工艺步骤以下：
沉砂池
细格栅
污水提升泵房
粗格栅间
进水控制井

原污水
鼓风机房

加氯 排砂外运

出水提升泵房
消毒池
二沉池
A2/O池
出水

污泥脱水机房
污泥浓缩池
污泥泵池
污泥外运

絮凝剂
另外还有浙江 杭州七格污水处理工程 40万m3/d 已运行 A/O，河北 保定市银定庄污水处理厂 8万m3/d 已运行 A/O，山东 青岛市李村河污水处理厂 8万m3/d 已运行 改良A/O，云南 昆明市第二污水处理厂 10万m3/d 已运行 A/A/O，山东 泰安市污水处理厂 5万m3/d 已运行 A+A/A/O，山东 青岛市团岛污水处理厂 10万m3/d 已运行 改良A/A/O等。
1.2.6 其它工艺
除以上多种处理工艺外，一级及强化一级处理工艺和其它部分优异工艺也在实际工程中应用。如：海南 海口污水处理厂 30万m3/d 已运行 A段+排海，山东 威海市污水排海工程 8万m3/d 已运行 一级+排海，江苏 南京市秦淮河污水处理工程 54万m3/d 已运行 一级+排江，上海 上海竹园污水处理工程 170万m3/d 可研 强化一级+排江；广东 花城市新华净水厂 4万m3/d 已运行 氧化塘，河北 秦皇岛市污水处理厂工程 4万m3/d 已运行 射流曝气等。
从工程规模上看，一批大型污水处理厂相继建成投产标志着中国污水处理事业发展到一个崭新阶段。如：中国20世纪最大污水处理厂高碑店污水处理厂，处理规模100万m3/d；现在全国最大城市污水处理厂上海竹园污水处理厂正在设计之中，其规模为170万m3/d。以上所举例均为中国部分城市污水处理工程项目，基础代表了中国城市污水处理工艺技术现实状况水平。
现在中国新建及在建城市污水处理厂所采取工艺中，多种类型活性污泥法仍为主流，占90％以上，其它则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及和其它处理工艺相结合自然生态净化法等污水处理工艺技术。从国情出发，中国城市污水处剪发展趋势：(1)氮、磷营养物质去除仍为关键也是难点；(2)工业废水治理开始转向全过程控制；(3)单独分散处理转为城市污水集中处理；(4)水质控制指标越来越严；(5)由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程综合集成和产业化及经济、政策、标准综合性研究；(6)污水再生利用提上日程；(7)中小城镇污水污染和治理问题开始受到重视。

2 城市污水处理工艺选择
2．1 工艺方案分析比较
1．本项目污水排放现实状况
（1）生活污水量现实状况 该城市居民区用水人口为30万人，有室内给排水设备，无淋浴设备占10％，标准为90升/人·日；室内有给排水设备，有淋浴设备占90％，标准为140升/人·日，生活污水排放系数为0.8，则总生活污水量为0.8×（90×10％＋140×90％）×30×10－3＝3.24万m3/d。
（2）工业废水量现实状况 总工业废水量为10000m3/d＝1万m3/d。
（3）城市混合污水水量现实状况 城市污水排放总量为3.24＋1＝4.24万m3/d。
2．本项目混合污水水质现实状况
（1）悬浮物 250mg/L；
（2）BOD 180mg/L；
（3）pH 7～7.4；
（4）有毒物质微量，对生化处理无不良影响。
城市污水处理工艺确实定，是依据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用技术发展状态、城市经济情况和城市管理运行要求等诸方面原因综合确定。最近几年中国应用较多有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等。工艺技术性能比较以下（表5）：
表5 工艺技术性能比较表
处 理 工 艺
优 点
缺 点
适 用 范 围
A-O或A-A-O工艺
1．和传统活性污泥法比，能大大提升脱氮、除磷效果，是一个经济有效脱氮除磷技术。
2．工艺运行经验多，效果较稳定。
1．需增加部分构筑物和设施（如曝气池、回流设施等），工程投资要增加。
2．结构复杂，运行管理复杂。
3．能耗大，费用高。
适适用于城市污水处理后排入需预防富营养化水体，污水处理后回用，或处理N含量较高工业污水（如化肥厂废水等）。
SBR工艺
1．比传统活性污泥法含有更高污染物净化效果，尤其对高浓度难生物降解污水。
2．能够省去二沉池、污泥回流设施，一些情况下还能够省去调整池和初沉池，所以使整个工程占地降低、投资降低。
3．含有较强冲击负荷调整能力，污泥不易膨胀、易于沉淀、脱水性能好，可实现脱氮除磷功效。
4．轻易设备化，可升级性、可改造性好。
1．该工艺要求配置专用排水装置和自动控制系统，在现在环境保护资金还比较担心条件下，限制了SBR工艺高效稳定运行。
2．该工艺空气扩散器堵塞可能性大于传统活性污泥法。
3．单池处理量较小，单个构筑物利用率低。
4．能耗大，费用高。
尤其适合于中小城镇城市污水处理，对于较大水量连续操作处理通常要几套池子组合运行。
氧化沟工艺
1．处理步骤简单、构筑物少，通常情况下能够不建初沉池和污泥消化池，一些情况下还能够不建二沉池和污泥回流系统。
2．处理效果好且运行稳定可靠，能够脱氮除磷。
3．含有较强冲击负荷承受能力。
4．出水水质好，剩下污泥量少。
1．因为存在于污泥中有机质最终是在氧化沟中部分好氧代谢去除，氧化沟工艺在节省能耗、降低运行费用方面不含有优势，但运行成本已算较低。
2．池深受到限制。
适合于中小型污水处理厂，为节省投资或降低维护管理难度时，该工艺为首选。
依据污水排放现实状况和水质现实状况和出水要求，采取生化处理最为经济。依据中国外运行大、中型污水处理厂调查，要达成确定治理目标，能够采取“SBR工艺”或“氧化沟”工艺。具体比较以下。
2.1.1 SBR工艺
SBR工艺含有以下特点：
(1) SBR工艺步骤简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，通常情况下也不需要调整池，所以要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且部署紧凑，节省用地。因为科技进步，现在自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采取。
(2) 处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续，是经典非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度改变是连续(尽管是处于完全混合状态中)，随时间延续而逐步降低。反应器内活性污泥处于一个交替吸附、吸收及生物降解和活化改变过程之中，所以处理效果好。
(3) 有很好除磷脱氮效果。SBR工艺能够很轻易地交替实现好氧、缺氧、厌氧环境，并能够经过改变曝气量、反应时间等方面来发明条件提升除磷脱氮效率。
(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺含有特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌生长，降低了污泥膨胀可能。同时因为SBR工艺沉淀阶段是在静止状态下进行，所以沉淀效果愈加好。
(5) SBR工艺独特运行工况决定了它能很好适应进水水量、水质波动。
浙江省某县级市为海岛城市，人口较多，但淡水资源缺乏，所以人均用水量较低。该市计划人口16万人，计划人口为20万人。污水处理厂规模远期为6万m3/d，近期为2万m3/d。近期规模较小原因是该市污水搜集系统很不完善，所以近期污水截污率在设计中仅考虑0.5左右。该市污水水质：BOD为160mg/L；COD为320mg/L；SS为220mg/L。污水处理厂远期采取6座MSBR池，近期建2座。每座处理能力为1万m3/d，每座尺寸为50m×40m×4.5m。MSBR池关键设计参数以下：污泥负荷0.2kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥龄≥20d；悬浮固体平均浓度3g/L。每座MSBR池采取18台增氧泵进行供氧。
2.1.2 氧化沟工艺
氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创，60年代以来，这项技术在国外很多国家已经被广泛使用，工和结构有了很大发展和进步。伴随对该技术缺点（占地面积大）克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）逐步深入，现在已经成为普遍采取一项污水处理技术。
氧化沟通常呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上，沟深取决于曝气装置。
氧化沟含有以下特点：
(1) 工艺步骤简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还能够和二沉池合建，省去污泥回流系统。
(2) 运行稳定，处理效果好。氧化沟BOD平均处理水平可达成95%左右。
(3) 能承受水量、水质冲击负荷，对浓度较高工业废水有较强适应能力。这关键是因为氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
(4) 污泥量少、性质稳定。因为氧化沟泥龄长。通常为20－30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。
(5) 能够除磷脱氮。能够经过氧化沟中曝气机开关，发明好氧、缺氧环境达成除磷脱氮目标，脱氮效率通常＞80%。但要达成较高除磷效果则需要采取另外方法。
(6) 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3－N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用全部有较大降低，尤其是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小情况下，氧化沟基建投资比传统活性污泥法节省更多。
浙江省东部某县级市，人口为8.5万人，计划人口为15万人。截污率采取0.6，采取0.75。污水总量为1.9万m3/d。该市污水水质：BOD为100～150mg/L；COD为300～350mg/L；SS为200～250mg/L。污水处理厂采取4座卡鲁塞尔氧化沟，每座氧化沟处理能力为1万m3/d，每座尺寸为：76m×28m×3.9m。现已建成2座，再增加2座。氧化沟关键设计参数为：污泥负荷0.10kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥龄≥15d；悬浮固体平均浓度3.5g/L；污泥产率0.65kgSS/kgBOD。每池采取3台表面曝气机，每台功率55kW，变频调速。
2.2 工艺方案选择确定
由以上分析比较可知，两种工艺均能够达成预期处理效果，均为成熟工艺，但氧化沟工艺含有显著优势，氧化沟法运行成本较低，结构简单，易于维护管理，出水水质好，耐冲击负荷，运行稳定，并可脱氮除磷，适宜于在中小型污水处理厂中使用。依据毕业设计拟建项目标设计要求，较适合采取氧化沟工艺进行二级处理。
2.3 工艺方案叙述
氧化沟类型有很多，关键有基础型、卡鲁塞尔（CARROUSEL）型、三沟式型、奥巴尔（ORBAL）型等，依据城市污水处理厂设计任务书要求，我采取ORBAL氧化沟工艺，ORBAL污水处理系统是氧化沟污水处理工艺一个，含有优于传统氧化沟工艺特殊优点，具体以下：
（1）垂直部署反应池墙体，使该污水处理系统含有占地面积小特点；
（2）经过调整曝气转盘转速、浸没深度和转动方向，改变反应池上氧输入，在不一样负荷条件下运行，不会影响处理系统处理效率，含有显著工艺运行灵活性；
（3）控制系统操作简便，因为机械设备少，所以维修、维护工作也较少；
（4）澄清系统占地面积也较小，维护也较方便。
ORBAL氧化沟出水水质好，通常情况下，BOD5去除率可达95％－99％，脱氮效率达90％左右，除磷效率达50％左右，如在处理过程中，合适投加铁盐，则除磷效率可达95％。通常出水水质为BOD5＝0－15mg/l；SS＝10－20mg/l；NH4-N＝1－3mg/l；P＜1mg/l。运行费用较传统活性污泥法低30％－50％，基建费用较传统活性污泥法低40％－60％。
确定工艺步骤以下：
鼓风机

氧化沟
沉砂池
格栅
污水提升泵
集水井
污水

回流污泥泵
砂水分离设备

泥砂外运

二沉池
剩下污泥泵
浓缩池
污泥提升泵
污泥贮池

接触消毒池
污泥脱水间

泥饼外运 出水

3 处理构筑物设计
3.1 水流量计算
3.1.1 生活污水（Q1）
Q1=(90×10％＋140×90％)×30×10－3=4.05万m3/d
3.1.2 工业废水（Q2）
Q2=10000m3/d＝1万m3/d
3.1.3 平均日流量（Qd）
Qd=4.05+1=5.05万m3/d
本项目最终规模确定为6.0万m3/d＝60000m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s
3.1.4 最大日流量（Qmax）
Qmax=Kz×Qd＝1.4×6.0=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s
3.2 集水井
3.2.1 设计说明
集水井作用是尽可能降低废水特征上波动，为后续水处理系统提供一个稳定和优化操作条件，通常采取小于最大一台水泵5min出水量。
设计参数：设计流量:Q＝2200×2＝4400m3/h；
有效水深:h＝3m
水力停留时间:t＝5min。
3.2.2 设计计算
1． 集水井有效容积（V）
V＝Q·t＝4400×＝367m3
为确保正常工作，设计为有效容积1.2倍，则
V=1.2×367＝440m3 设计为圆柱体形状。
2． 集水井圆口面积（A）
A＝＝＝146.8m3
3． 圆口半径（R）
R＝m 取7m
3.3 污水提升泵房
3.3.1 设计说明
采取氧化沟工艺，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线能够充足优化，污水能够只考虑一次提升。选择螺旋泵，为敞开式提升泵。
设计参数：设计流量：Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；
3.3.2 设计计算
污水进入集水井后由提升泵提升到格栅，进水设计为0.0m，集水井水面及池底相对高程分别为0.0m、－3.0m。
污水经过接触消毒池处理后排出，出水设计为－0.1m，接触消毒池水面、辐流式二沉池水面、氧化沟水面、曝气沉砂池水面及格栅相对高程分别为1.0m、1.4m、2.1m、2.8m、3.2m。
提升泵扬程（H）
H＝3.2＋3＝6.2m 取7m
选择LXB－1500型螺旋泵3台，2用1备。该泵提升流量2100－2300m3/h，取2200m3/h，提升高度5.0m，转速42r/min，功率55kW，占地（2.00×16.00）m2。
提升泵房占地面积：L×B＝20.0×10.0＝200.0m2
3.4 格栅
3.4.1 设计说明
格栅是由一组平行金属栅条或筛网制成，用以截留较大悬浮物或漂浮物，方便减轻后续处理构筑物处理负荷，并使之正常运行。拟采取中格栅，同时为了降低栅渣量，格栅栅条间隙（e）确定为20.00mm。
设计参数：设计流量：Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；
栅前水深：h=1.0m；
过栅流速：v=0.8m/s；
栅条间隙：e=20.00mm；
格栅安装角度：；
栅条断面类型：圆形截面。
3.4.2 设计计算
1．栅条间隙数（n）
n=＝＝57条
2．栅槽宽度（B）
设计采取圆钢为栅条，取栅条宽度S=0.01m
B=S（n－1）+en=0.01×（57－1）