氧化沟的设计选型
本设计采用卡鲁赛尔2000氧化沟工艺，按照近期期用水量Q= 5000m3/d设计，结合九运镇的气候条件及排水现状，最低设计水温按照15℃考虑，在此温度下，出水水质到达《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级级排放标准，污泥性质达到稳定化，无需进一步消化稳定处理。
本次设计由于卡鲁塞尔2000型氧化沟特殊的预反硝化区的设计（占氧化沟体积的15%），缺氧条件下进水与一定的混合液混合。
剩余部分（体积的85%）包括有氧和缺氧区，用于同时硝化反硝化，也用于磷的富集吸收。
氧化沟后接中心进水周边出水辐流式二沉池和污泥回流泵房污泥回流比为82%，剩余污泥采用潜污泵由污泥回流泵房送至污泥浓缩池，经过浓缩池处理后，再由污泥脱水车间进行脱水处理。
4.3.1设计参数：
（1）氧化沟平均设两组，并联运行，每组的流量Q=2500m3/d
(2)混合液污泥浓度
氧化沟内污泥浓度X值一般采取2000～6000mg/L之间，设计中取X=4500mg/L。
(3)污泥龄
氧化沟的设计泥龄范围4～４8d，通常的泥龄取值10～30d。
泥龄与温度、脱氮、脱氮要求和要求稳定污泥的程度相关。
本设计考虑去除BOD的同时，还考虑反硝化，因此污泥龄θc=30d。
(4)水质参数如下：
(5)回流污泥浓度
Xr = r SVI
*6
10 式中： Xr —回流污泥浓度(mg/L) SVI —污泥容积指数。
r —系数，一般采用r=1.0 设计中取SVI=100
Xr =L m g /100000.1100
106
=⨯ （6）污泥回流比 %100⨯-=
X
Xr X
R 式中： R —污泥回流比。
%82%1004500
100004500
=⨯-=R
回流污泥量计算： 根据物料平衡：
d
m Q Q Q X
Q Q Q X Q TSS R R R R R /1.39094500)5000(1000050005000)()(3=⇒⨯+=⨯+⨯+=+
4.3.2平面尺寸的计算（每组氧化沟的尺寸） （1）好氧区有效容积
)
1()(01c d c
e K X S S YQ V θθ+-=
式中： V 1—好氧区有效容积（m 3）；
Y —污泥净产率系数（5/kgBOD kgMLSS ).根据c θ，查表得 Y=0.42;
Q —污水设计流量（mg/L);
S 0,S e —分别为进出水BOD5浓度(mg/L); c θ—污泥龄（d); X —污泥浓度（mg/L);
d K —污泥自身氧化率（1/d ）对于城市污水一般采用 0.05～0.1. 设计中取075.0=d K ()()
3185.33330075.01450030
15%852********.0m V =⨯+⨯⨯-⨯⨯⨯=
（2）缺氧区有效容积 反硝化区脱氧量
)(124.0)(00e e S S YQ N N Q W ---= 式中：W —反硝化区脱氧量; N0—进水TN 浓度（g/L)；
Ne —出水TN 浓度（g/L)。
d
Kg W /8.54)1000
15
%85200(250042.0124.0)10001040(
2500=-⨯⨯⨯⨯--= 反硝化区所需污泥量 DN
V W
G =
式中：DN V —反硝化速率[)/(3d KgMLSS N KgNO ⋅-].根据试验 结果，VOD 值介于0.019～0.26之间。
设计中取V DN =0.02
kg G 274002
.08
.54==
反硝化区有效容积：
X
G V =
2 329.6081000
2740
m V == （3）总有效容积
K
V V V 2
1+=
式中: V —氧化沟总有效体积。
K —具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一 般采用0.55左右。
设计中取K=0.6
315716
.09
.60885.333m V =+=
（4）氧化沟平面尺寸
氧化沟共设置两组，并联运行。
氧化沟的有效水深设为4.2m （一般4m ～4.5m ）超高为0.6m ，则氧化沟的总高度为4.8m
设宽为3m ，则氧化沟总长：
m NhB V L 1093
8.41571
=⨯==
其中好氧区38.6m ， 缺氧区长度70.4m 。
4.3.3设计参数校核 （1）水力停留时间 h
Q V t 08.152500
1571
2424=⨯==
（介于10～24h 之间，满足要求） （2） BOD —污泥负荷率 v
e s X V S S Q N ⋅-=
)
(0
式中： Ns —污泥负荷[)./(d kgMLSS kgBOD ] Xr —活性污泥浓度（mg/L) 设计中取Xr =400075.0⨯=fx )./(073.075
.045001571)
15%85200(25005d kgMLVSS kgBOD Ns =⨯⨯-⨯⨯=
Ns 介于0.05～0.15之间，满足要求。
4.3.4进出水系统
（1）氧化沟的进水设计
由于沉砂池出水采用沟渠输水，进入氧化沟前需要转化为管
道输水，为了防止管道内发生淤积，流速应该大于s m /6.0。
在沟渠向管道转换的过程中采用集水井进行过渡。
d m Q K Q Z /8800500076.13max =⨯=⋅=
进水管管径取300mm.
s m V Q V /44.1)3.0(4
6060248800
2max =⨯⨯⨯⨯==
π
分流到氧化沟时，用两条管同时送入每一组氧化沟，送水管径
DN200mm ，管内流速为： s m V /62.1)
2.0(4
6060242
/88002
=⨯⨯
⨯⨯=
π
（2）氧化沟的出水设计
氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头：
32
)2(g
mb Q
H =
式中： H —堰上水头（m ）；
Q —每组氧化沟出水量（s m /3），指污水最大流量 与回流污泥量之和；
m —流量系数，一般采用0.4～0.5. b —堰宽（m ）。
设计中m=0.4，b=3m 。
s m d m Q /0735.0/5.63542
1
.39092880033==+=
m g
H 058.0)234.00735.0(3
2
=⨯⨯=
出水总管管径采用DN200，管内流速为1.62m/s.回流污泥 管管径采用DN150.流速为1.28m/s. 4.3.5需氧量
（1）剩余污泥量 c
d e K S S YQ W θ+-=
1)
(0
式中：W —剩余污泥量（Kg/d ）； d Kg W /2.100)
30075.01(1000)
15%85200(500042.0=⨯+-⨯⨯⨯=
湿污泥量 1000
)1(⨯-=
P W
Q s 式中：P —污泥含水率
设计中取P=99.2% d m Q S /525.121000
)992.01(2
.1003=⨯-=
（2）需氧量计算 30026.256.0)(6.442.11NO Q SS
VSS
W N N Q SS VSS W e S S Q
Q e kt
e ∆---+---=- （1） 式中：Q 2—同时去除BOD 和脱氮所需氧量（d kgO /2）； t —测定BOD 时间，一般采用5d ； K —常数，一般采用0.23左右； W —剩余污泥排放量（kg/d ）； VSS/SS —般采用0.75左右； N 0-N e —需要氧化的氨氮浓度； 3NO ∆—还原硝酸盐氮（mg/L ）；
设计中取K=0.23， VSS/SS=0.75，假设生物泥中大约含12.4%的氮，用于细胞的合成，则每天用于细胞合成的总氮为：
L mg d kg d kg TN /5.2/42.12/2.100124.0==⨯=合
按最不利情况考虑，原水中NH 3—N 量与TN 量相同，设出水各为5mg/L ，则需要氧化的NH 3—N 量为：
L mg /5.3255.240=--
需要还原的NO 3—N 量为：L mg /5.2755.32=- 将上述两个计算结果带入（1）式得： d kg Q /9.13752= 把实际需氧量折合成标准需氧量： )
20()()
20(2'2024
.1)(-⨯-=
T T S S C C C O Q βα
式中：'2O —标准氧气量；
C s （20）—标准大气压下，20℃时清水的饱和溶解氧浓度 (mg/L)，查表得C s （20）=9,07mg/L;
C s(T)—校准大气压下，T ℃时清水的饱和溶解氧浓度 (mg/L)；
C —曝气池内溶解氧浓度 (mg/L)；
α—污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般采用 0.5～0.95；
β—污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比 一般采用0.9～0.97。
设计中α=0.9，β=0.95，假设最高温度为25℃，查表 C s （25）
=8.24，取C=2mg/L;
h kg d kg O /05.88/2.2113024.1)224.895.0(9.007
.99.1375)
2025('2≈=⨯-⨯⨯⨯=
-
根据充氧量选用4台QBG085型鼓风式潜水曝气搅拌机。