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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

理论篇 1

1.1.2 氧化沟污水处理技术由来 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 6

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

2.1.1 反应速率 9

2.1.2 反应级数 9

2.1 反应器的反应速率与反应级数 9

第2章 反应器基础 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 40

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

3.6 生物脱氮原理 46

3.6.1 生物硝化过程和硝化动力学 47

3.6.2 生物反硝化过程和动力学 48

3.6.3 硝化需氧量 50

3.6.5 碱度校核 51

3.6.6 生物脱氮系统 51

3.6.4 生物脱氮系统的总需氧量 51

3.6.7 脱氮进展 52

3.7 生物除磷原理 53

3.7.1 生物除磷的意义 53

3.7.2 生物除磷原理 53

3.7.3 生物除磷系统 55

3.7.4 影响生物除磷的主要因素 56

3.7.5 生物除磷的新发展 56

3.8 生物除磷脱氮间的矛盾关系及某些解决方法 57

3.8.1 泥龄 57

3.8.2 碳源 58

3.8.3 硝酸盐 58

3.8.4 系统的硝化和反硝化容量问题 59

3.8.5 释磷与吸磷的容量问题 59

3.9 典型的连续流生物脱氮除磷工艺介绍 59

3.9.2 UCT工艺 60

3.9.1 Bardenpho工艺系列 60

3.9.3 A/O工艺系列 61

3.9.4 A2/O工艺改进型工艺 62

3.9.5 氧化沟的脱氮除磷工艺 63

第4章 氧化沟的供氧与推流混合 64

4.1 传质理论 64

4.1.1 传质 64

4.1.2 平衡关系式 65

4.2 传氧模式 65

4.3 需氧量与供氧量的确定 67

4.4 氧化沟的推流混合 67

4.4.1 飞力公司的计算方法 68

4.4.2 丹麦LJM公司的计算方法 69

4.4.3 推流器设计注意事项 70

5.1.1 传统氧化沟及其基本特征 73

5.1 氧化沟的反应器特征 73

技术篇 73

第5章 氧化沟的技术特征 73

5.1.2 Orbal氧化沟基本特征 74

5.1.3 Carrousel氧化沟基本特征 74

5.1.4 OCO氧化沟工艺特征 75

5.1.5 一体化氧化沟 76

5.2 氧化沟生化反应动力学特征 77

5.3 氧化沟的水力学特征 77

5.3.1 氧化沟的水力学流态特征 77

5.3.2 氧化沟的流场分布特征 77

5.3.3 一体化氧化沟的三维流场模拟与分析 79

5.4 氧化沟处理工艺的特点 84

第6章 氧化沟城市污水处理工程设计 86

6.1 工程设计依据 86

6.3 厂址选择和总体布置 89

6.2 处理工艺流程的选择依据 89

6.4 氧化沟工艺的设计导则 90

6.4.1 氧化沟容积设计 90

6.4.2 需氧量及氧化沟的阻力水头损失的设计计算 91

6.4.3 沉淀池设计 93

6.5 各种氧化沟技术的设计计算 96

6.5.1 延时曝气型氧化沟设计计算 98

6.5.2 高负荷氧化沟 101

6.5.3 一体化氧化沟设计计算 101

6.5.4 Carrousel 2000氧化沟设计计算 103

6.5.5 Orbal氧化沟设计计算 105

第7章 氧化沟的曝气和混合推动设备 109

7.1 概述 109

7.2.1 水平轴曝气机 110

7.2 曝气设备 110

7.2.2 垂直轴表面曝气机 113

7.2.3 自吸螺旋曝气机 115

7.2.4 射流曝气机 115

7.2.5 导管式曝气机（DTA） 116

7.2.6 混合曝气系统 116

7.3 水下推进设备 116

7.4 其他专用设备 117

7.5 氧化沟曝气设备选型及设计关键 117

第8章 氧化沟的各种变型工艺特点及设计关键 118

8.1 帕斯维尔（Pasveer）氧化沟 119

8.1.1 Pasveer氧化沟发展 119

8.1.2 Pasveer氧化沟的特征 120

8.2 Carrousel氧化沟 120

8.2.1 Carrousel氧化沟的发展和技术特点 120

8.2.2 Carrousel氧化沟的工艺演变 121

8.3 奥贝尔（Orbal）氧化沟 124

8.3.1 Orbal氧化沟发展 124

8.3.2 Orbal氧化沟的特征 125

8.3.3 Orbal氧化沟的脱氮功能 125

8.3.4 Orbal氧化沟的基本特点 126

8.4 DE型氧化沟 126

8.4.1 DE型氧化沟特征 126

8.4.2 DE型氧化沟脱氮 127

8.4.3 DE型氧化沟生物除磷过程 127

8.5 T型氧化沟 128

8.5.1 基本特征 128

8.5.2 三沟式氧化沟转刷的布置 128

8.5.3 工艺运行方式 128

8.6.2 一体化氧化沟的不同类型 130

8.6 一体化氧化沟 130

8.6.1 一体化氧化沟的发展和技术特点 130

8.7 其他环形反应器 134

8.7.1 合建式三环工艺（CTCT工艺） 134

8.7.2 逆流曝气工艺 135

8.8 几种环形反应器的比较 135

第9章 氧化沟在工业废水处理中的应用 137

9.1 概况 137

9.2 工业废水的可生化性讨论 137

9.2.1 概述 137

9.2.2 可生化性的实质 138

9.2.3 判断能否进行生物处理的方法 138

9.3 实例 140

9.3.1 混凝沉淀、一体化氧化沟工艺处理化纤废水 140

9.3.2 Carrousel氧化沟处理麦草浆中段废水 142

9.3.3 Orbal氧化沟在炼油污水处理上的应用 144

9.3.4 水解－接触氧化－合建式氧化沟工艺处理工业废水的应用 146

9.3.5 氧化沟处理酿酒废水 148

第10章 氧化沟的建造 151

10.1 氧化沟的土建施工 151

10.1.1 抗浮处理 151

10.1.2 软基处理 151

10.1.3 防渗处理 153

10.1.4 预留、预埋件及设备安装要求 154

10.2 氧化沟的设备安装 154

10.3 氧化沟的池型 155

10.4 氧化沟的有效水深和沟宽 155

10.5 导流墙和挡流板 155

10.7 进出水口 156

10.8 放空管和半放空管 156

10.6 曝气器的位置 156

10.9 伸缩缝 157

10.10 走道板 157

10.11 工程验收 157

10.12 联动试车 158

第11章 培菌及调试 159

11.1 培菌 159

11.2 运行调试 160

11.3 测试项目 161

11.4 水样采集和处理 166

第12章 氧化沟污水处理厂的运行管理 168

12.1 概述 168

12.2.1 格栅 169

12.2.2 沉砂池 169

12.2 氧化沟污水处理厂主要构筑物的运行管理 169

12.2.3 初沉池 172

12.2.4 氧化沟曝气池 173

12.2.5 二沉池 177

12.2.6 浓缩池 177

12.3 氧化沟系统的运行调度 178

12.4 氧化沟系统的主要机械设备的维护与管理 180

12.5 氧化沟系统运行状况的简易评价方法 184

12.6 城市排水系统对污水处理厂的影响 187

第13章 氧化沟活性污泥法常见故障及处理方法 189

13.1 污泥膨胀 190

13.1.1 丝状菌引起的污泥膨胀 190

13.1.2 控制污泥膨胀的选择器工艺 192

13.1.3 控制污泥膨胀的其他方法 193

13.4 水质水量波动 194

13.3 活性污泥法形成大量泡沫 194

13.2 污泥上浮 194

13.5 混合搅拌流动不畅 195

13.6 设备发热 196

13.7 脱氮效果不好 196

13.8 除磷效果不佳 198

13.9 难降解物质的处理措施 200

第14章 氧化沟污水处理工艺工程实例 201

14.1 国内氧化沟污水处理工艺工程实例 201

14.1.1 莱阳市污水处理工程 201

14.1.2 西安市北石桥DE型氧化沟污水处理厂 204

14.1.3 邯郸市东三沟式氧化沟污水处理厂 206

14.1.4 四川新都一体化氧化沟污水处理工程 208

14.2 国外氧化沟污水处理工艺工程实例 210

1.4.2.1 GOTHA STP带有同时硝化反硝化的污水厂 210

14.2.2 Faaborg污水处理厂 211

14.2.3 Ringe污水处理厂 212

14.2.4 Lillered污水处理厂 213

14.2.5 德国化工巨头BASF的污水处理设施 213

第15章 氧化沟污水处理技术经济评估 214

15.1 氧化沟的技术经济评估 214

15.1.1 国内部分污水处理厂经济指标比较 214

15.1.2 氧化沟工艺在国外的评价 215

15.2 不同工艺经济技术指标的定性分析 215

15.3 氧化沟污水处理技术未来发展的方向 216

附录 218

附录1 氧在蒸馏水中的溶解度 218

附录2 水温和饱和蒸汽压力的关系 218

附录3 海拔高度与大气压力的关系 218

附录4 常用标准与法规 218

参考文献 220