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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