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