东莞市XX镇生活污水处理厂设计计算说明书.docx

东莞市XX镇污水处理厂课程设计

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二零一二年六月

摘 要
随着城市的发展，城市人口的激增，城镇规模的扩大，生活污水和工业废水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重。这不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。因而城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一，而建造污水处理厂可以解决这个问题。
本设计题目为“东莞市XX镇污水处理厂初步设计”。该工程所处理的污水主要是由城市工业废水和公共建筑用水以及城市生活用水组成。其混合污水平均日设计流量为Q=57500m3 /d，总变化系数为Kz=1.32。进水水质如下：COD=250mg/L，SS=180mg/L，BOD5=120mg/L，TN=45 mg/L，TP=4 mg/L。出水水质符合国家一级B排放标准。
本设计中，采用A2/O系统处理该城市污水。处理构筑物主要有平流沉砂池、曝气池、二沉池等。该系统可进行硝化，反硝化反应，从而达到生物脱氮的功能。该系统具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，出水水质好。

关键词：A2/O；污泥处理；一级B；浓缩脱水

目录
第1章 概论 - 5 -
1.1 项目名称 - 5 -
1.2 设计背景 - 5 -
1.2.1排水工程现状及规划 - 5 -
1.2.2 项目实施的必要性 - 6 -
1.2.3 项目实施的可行性 - 7 -
1.3 设计资料 - 8 -
1.3.1 区域气象条件 - 8 -
1.3.2 城市规划概述 - 8 -
1.3.3 污水处理厂的进出水水质 - 9 -
1.3.4 尾水排放水体 - 13 -
1.4 设计任务 - 13 -
1.4.1 污水处理厂厂址选择 - 13 -
1.4.2 平面布置 - 13 -
1.4.3 高程布置 - 14 -
第2章 污水厂总体设计 - 14 -
2.1 污水量计算 - 14 -
2.2 污水处理程度计算 - 15 -
2.3 污水、污泥处理工艺方案选择 - 15 -
2.3.1 污水处理工艺方案 - 15 -
2.3.2污水处理方案的确定 - 22 -
2.3.3 除磷方案的确定 - 22 -
2.3.4 消毒方案的确定 - 22 -
2.3.5 污泥处理 - 23 -
2.4 工艺流程方框图 - 23 -
2.5 构筑物设备参数及选型 - 24 -
第3章 污水处理构筑物的设计计算 - 26 -
3.1 中格栅 - 26 -
3.1.1 设计参数 - 26 -
3.1.2 设计计算 - 27 -
3.2 提升泵房 - 29 -
3.2.1 水泵设计 - 29 -
3.2.2 集水池设计 - 31 -
3.3 细格栅 - 31 -
3.3.1 设计参数 - 31 -
3.3.2 设计计算 - 31 -
3.4 沉砂池 - 32 -
3.4.1 选型：选用平流式沉砂池。 - 32 -
3.4.2 设计参数： - 32 -
3.4.3 设计计算： - 32 -
3.5 A2/O工艺 - 34 -
3.5.1 设计参数： - 34 -
3.5.2 设计计算 - 34 -
3.5.3 反应池主要尺寸 - 35 -
3.5.4反应池进、出水系统计算 - 36 -
3.5.5剩余污泥 - 38 -
3.5.7 厌氧（缺氧）池设备选择(以单组反应池计算) - 41 -
3.6 二沉池 - 41 -
3.6.1 设计参数 - 42 -
3.6.2 设计计算 - 42 -
3.7 消毒接触池 - 47 -
3.7.1选型:平流式接触池，设置两座，每座三廊道 - 47 -
第4章 污泥处理构筑物计算 - 49 -
4.1 贮泥池 - 49 -
4.2 脱水机房 - 49 -
4.2.1设计参数 - 49 -
4.2.2 设计计算 - 50 -
第5章 污水厂布置 - 51 -
5.1 污水厂平面布置 - 51 -
5.1.1 平面布置的一般原则 - 51 -
5.1.2 厂区平面布置形式 - 52 -
5.2 污水厂高程布置 - 52 -
5.2.1 污水处理厂高程布置应考虑事项 - 52 -
5.2.2 高程计算 - 53 -
第6章 组织机构和劳动定员 - 56 -
6.1 组织机构 - 56 -
6.2 劳动定员 - 57 -
致谢 - 58 -
附录 - 58 -
参考文献 - 59 -

第1章 概论
1.1 项目名称
东莞市XX东部污水处理厂工程。
1.2 设计背景
1.2.1排水工程现状及规划
1.2.1.1 排水系统现状
XX镇现有排水体制为雨污合流制，镇区无完善的污水管道系统，雨污水通过明渠或暗渠收集后排入石马河和石马河。其中只有东部少部分司马、陈屋贝和九江水三个村的污水排入石马河。主要排污口有：猪头山排污口，屋厦桥排污口，高桥排污口，金美桥排污口，鸡咀（岗梓）排污口和袁山贝排污口。
XX东部污水处理厂规划近期处理规模为7万m3/d，中期处理规模为11万m3/d，远期处理规模为20万m3/d。
根据建成区面积以及各镇中心区所占的污水量比例综合分析，规划近期老城区仍维持现有合流制排水系统不变，采用截流式合流制；规划远期合流制部分的比例占20%，分流制部分占80%。远景规划全部为分流制。
1.2.1.2 XX镇存在的主要问题
A、山于地势平坦，且中心涌及各支流河涌断面偏小，排水不畅，污水在挂影 洲河涌内停留时间较长，污泥淤积，水质腐化。
B、目前排水全采用暗沟或明沟排水，雨污没有分流，这样造成污水容易渗入地下水，并在雨水期产生横流扩散，传播疾病；同时排污明沟直接影响周围居民的生活。
C、缺乏完整的排水现状资料和排水规划，城市防洪和排污混为一体。
1.2.1.3 排水规划
XX城区由于历史原因，缺乏规划，建筑物密集，没有发展潜力，因此污水 管道在规划时仍采用雨污合流制。在石马河北干流南边从新街口至铁路边新建一截污干管；其它污水和雨水排入封闭的中心涌。
XX镇的规划正在进行。随着新的“镇区总体规划”的实施，新建城区雨污将逐步进行分流。规划近期沿中心涌两岸铺设截流干管，将污水引入污水处理厂，利用现有的河涌，污水收集率约70％。中期工程更好地截流流入河涌的污水，将实现城区雨污分流，改变XX镇的排水系统没有封闭式排水管的历史，雨污截流干管铺设到主要居民区和工业区，全面改善XX镇的市政排水设施。
XX东部是被石马河分隔单独的江洲岛。该区排水管均已按规划进行了建设，将污水引致东部污水处理厂。
1.2.2 项目实施的必要性
1.2.2.1 保护供水水源
地面水质的严重恶化，势必影响供水水源，甚至影响到人民的身体健康。建设污水处理厂，对XX城区、东部区域的污水进行处理，改善地面水质，从而可保护供水水源和饮用水源。
1.2.2.2 改善区域水环境
近几年来，随着国家和地方政府对改革开放力度的不断加大，XX镇及其周边的开发已具有相当规模，进驻了一大批工厂企业。但是，XX城区由于无完整的排水系统，区内的一些宾馆、企业、生活小区所产生的工业废水及居民生活污水均直接就近排入石马河，从而直接导致污染河道水体、影响环境卫生和居民身心健康，同时影响项目引进，制约XX镇的经济发展。
根据对XX城区区域的整治规划，目前对XX城区的生活污水进行收集、整治，将彻底根治XX城区生产废水与生活污水的直接污染，使沿湖居民、各地游人得以享受一幅大自然的杰作，使清风净水绿荫重新回到人们的生活。然而，因为它是污水直排式，所以对石马河的污染并没有得到根治。污水不能达标排放，势必造成下游水质受到污染，长此以往将对石马河鱼类回游区水质和该江段的功能区划产生不良影响。
XX东部污水处理厂(一期工程)建成投产后，对XX城区和东部区域的污水进行处理，达标排放。按其排水量和污染物浓度计算，每年可减少排放污水1400万吨，污染物质(按COD计算)每年减少2660吨， BOD量每年将减少约1680吨，SS量每年将减少约1820吨。这对改善区域水环境，建设美好家园，提高人民生活水平，保证人民身体健康有着非常积极和深远的意义。所以，建设污水处理厂势在必行。
1.2.2.3 保持经济的可持续发展
XX镇近年经济发展迅速，已形成光学制品、电子家电、医药、化工、食品饮料、服装等多种规模产业。曾获得部、省级等多项荣誉。这些优势力量在新世纪、新的历史时期仍将存在。可以说其发展潜力巨大。随着经济的高速发展，用水量和污水排放量将继续增加。若不尽快建设污水处理厂，则供水水源的污染，城区水环境的恶化，将从根本上制约整个经济的发展。并且众多深刻教训还表明，良好的自然环境是招商引资，吸引人才的重要条件之一。因此建设污水处理厂，对区域的污水进行综合治理，达标排放，改善区域水环境，是推动XX经济进一步发展的重要前提，是功在千秋，利在当代的头等大事。
1.2.3 项目实施的可行性
1.2.3.1 经济的发展支持项目的建设
东莞市、XX镇经济经过多年的持续发展，己具有一定的规模，有条件、有实力进行污水处理厂的建设，保护区域环境。
1.2.3.2 管网的建设使项目可行
XX镇城区己进行污水截污干管的规划、设计。将旧区的污水输送至东部的污水处理厂进行处理。东部的污水管道大部分己建设完毕。
根据规划，到2005年8月，XX东部的排污干线全部建设完毕。污水输送管网的建设完毕，使污水处理厂可以顺利开工、运行。
1.2.3.3 政府的大力支持
东莞市政府对环保事业极为重视。为了保证经济的持续发展，保护人民生活的美好环境，保护东莞区域的水体环境，政府部门不遗余力，把环保事业当成头等大事来落实。并且把环保业绩作为政府部门的考核目标，落实到每一个办事环节当中。
1.3 设计资料
1.3.1 区域气象条件
东莞市属亚热带海洋性季风气候。冬暖夏长而不酷热，阳光充足，雨量充沛且多暴雨，温差振幅小，季风明显。
雨量集中在4～9月份，其中4～6月为前汛期，以锋面低槽降水活跃。常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。盛行东风、东北风次之，瞬间风速最大12级（35米/秒），平均风速10级（26米/秒）。台风是东莞主要的灾害性天气之一，年平均有2~3个台风对东莞带来影响。
1.3.2 城市规划概述
1.3.2.1 地理位置
东莞市位于广东中南部，珠江口东岸，石马河下游的珠江三角洲。东与惠州接壤；北与广州市、惠州市隔江为邻；西与广州市隔江相望；南与深圳相连，毗邻港澳，处于广州至深圳经济走廊中间。西北距广州59公里，东南距深圳99公里，距香港140公里。
XX镇位于东莞市东北地区。是我国南方新兴的铁路交通枢纽，是大京九铁路，广梅汕铁路、广深铁路的交汇处，是全国唯一设有两个大型客运站并同时设有铁路口岸的镇。
1.3.2.2 面积与人口
东莞市东西长约70.45公里，南北宽约46.8公里，全市土地面积2465平方公里。包括32个镇（区）、594个村（居）委会共1801个村（居）民小组。据2000年人口普查，全市总人口为644.57万人；其中户籍人口152.61人，非户籍暂住人口为496.96完人。人口密度619人/平方公里，含暂住人口密度为2615人/平方公里。
XX镇面积为108平方公里，现状建设用地25.70平方公里。2005年全镇总人口37.09万人，其中户籍人口为6.65万人口，暂住人口30.44万人；预测2010年分别达到7.17万和36.04万人口；2020年将分别到达8.83万和45.21万人口。
其中当量人口=户籍人口+暂住人口×当量系数，XX镇当量人口系数2005年取值为0.7，2010年为0.75，2020年为0.8。
规划人均综合用水指标2005年为750L/d·cap，2010年为850L/d·cap，2020年为950L/d·cap。
1.3.2.3 经济
2001年全市工业总产值1309亿元，比上年增长21.45%，国内生产总值578.4亿元，比上年增长18%。
规划2005年国内生产总值总量达到900亿元，年均增长率为12%。一、二、三产业结构比例为4.3:54.7:41。2010年，全市的国内生产总值总量达到1500亿元，平均增长率为10%，产业结构比例为3.2:51.3:45.5。
XX镇2001年国内生产总值39.85亿元，比上年增长22％。
1.3.3 污水处理厂的进出水水质
1.3.3.1 进水水质
城市污水水质如何，直接影响污水处理工艺及其参数的选择、工程造价以及污水厂经营成本。因此需调查了解现状城市排放的污水水质，并结合城市居民生活水平状况情况，参考类似城市污水厂原污水水质的取值，合理确定XX东部污水处理厂原污水水质，进而选择经济合理、技术先进的污水处理工艺。
（1）同类型城市污水处理厂实际进水水质和设计水质
广东省部分城市污水处理厂设计进水水质详见表3—10。
表1—1广东省部分城市污水处理厂设计进水水质一览表

序
号
厂名
BOD5
(mg/L)
SS
(mg/L)
CODcr
(mg/L)
TN
(NH3-N)
TP
(PO43－P)

附注
1
珠海香洲水质净化厂
100
150
200
25
3
设计值
2
珠海拱北污水处理厂
150
200～250
／
／
／
设计值

69.1
278.4
127
22.6
4.4
实测值
3
汕头市东区污水处理厂
105
200
350
30
3
设计值
4
深圳市罗芳污水处理厂（二）
150
150
250～400
30
2—4
设计值
120—170
220～280
180～260
2l～25
2.8～3.5
实测值
5
广州、大坦沙污水处理厂
200
250
／
40 (30)
5
设计值
73
102
161
(14)
／
实测值
6
广州开发区污
水厂
113
126
232
(22)
／
实测值
7
广州五羊新城污水处理站
145
136
300
(22.4)
／
实测值
8
东莞市市区污水处理厂
100-120
100-120
250-300
30 ( 25)
2
设计值
9
深圳盐田污水厂
150
150
300
(35)
4
设计值
10
佛山净水厂
130
120
200
25
4
设计值
74
107
132
(15)
／
实测值
从上表所列的10座污水处理厂的情况可以看出，广东大部分城市污水处理厂设计进水水质范围：BOD5为100—180mg／L，SS为150～250mg/L，CODcr为200—300mg/L，TN为30～40mg/L；TP为3～4mg/L。由此可见，南方城市污水处理厂设计进水水质总体上比较低。
（2）《室外排水设计规范》的规定
根据《室外排水设计规范》，我国生活污水排放指标：BOD5为20～35g／p·d，SS为35—50 g／p·d。东莞市人均生活污水量定额为200—300人／p·d，则生活污水水质为BOD5=70～175mg/ L，SS二120～250 mg／L。
（3）《污水综合排放标准》的规定
根据《污水综合排放标准》(GB8978—1996)第4.1.3条规定，对排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行三级标准，其最高允许排放浓度为：
BOD5≤300mg/L SS≤400 mg／L CODcr≤500 mg／L
（4）实测水质情况
实测水质一览表见表3—11。
选择的几个测试点基本上代表了XX镇的主排放口和污水产生比较集中的地方。从实测水质结果看，污染物浓度都比较低，与目前国内城市污水厂的平均进水水质相差较远。
原因分析：
1）河涌的自净能力。挂影洲河网多，水面积大，复氧能力强；河涌常年在地下淤积的有机污泥经发酵后产生了生物细菌污泥，污水流经之后，自净能力增强，水质变好。
2）地下水的渗出。地下水的渗入，稀释了中心涌污水的水质。
其它沟渠及鱼塘的水流入。测试点为污水排放量较大以及污水比较集中的河涌，而没测试的点为污水量较小或污水排放不集中的河涌，水质状况较好。因而这部分水的排入稀释了中心涌污水的水质。
3）分流后污水通过暗沟或截污干管输送，无复氧条件、无沉积污泥，水质将会发生很大变化。
表1—2 2004年东莞市各镇区排污口水质监测结果表
镇区
排污口名称
采样时间
BOD5
CODcr
TP
TN
NH3-N
SS
XX
XX猪头山排污口
3月20日
52.8
140
2.768
34.71
33.38
87
XX屋厦桥排污口
3月20日
46.7
76.7
3.111
37.59
28.96
83
XX高桥排污口
3月20日
61.0
204
2.176
34.47
24.06
248
XX金美桥排污口
3月20日
57.0
183
2.782
30.23
24.69
78
XX鸡咀（岗梓）排污口
3月22日
__
165
3.325
41.40
37.01
237
XX和袁山贝排污口
3月22日
___
213
7.572
63.47
56.17
201
（5）XX东部污水处理厂设计进水水质
根据XX东部污水处理厂水质现状，参照同地区同类型城市污水处理厂实测进水水质资料和设计进水水质，确定污水处理厂的进水水质：
表1—3 进水水质一览表
CODcr
250mg／L
NH3—N
25mg／L
BOD5
120mg／L
TN：
45mg／L
SS
180mg／L
pH
7—9
TP
4mg／L

1.3.3.2 出水水质
东部污水处理厂出水排入石马河水体，石马河水体属于二级水源保护区，本污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(CBl8918—2002)一级标准中的B标准。因此，本污水处理厂出水水质为：
表1—4 出水水质一览表
CODcr
60mg／L
NH3-N：
8mg/L
BOD5
20mg／L
TN：
20mg/L
SS
20mg／L
pH：
6～9
TP：
1mg／L

1.3.4 尾水排放水体
XX东部污水处理厂服务范围内的主要地表水体为石马河。污水处理厂紧邻东 江，经处理后的尾水经沙河直接排入石马河。因此，石马河是理想的污水处理厂尾水排放的受纳水体。
1.4 设计任务
1.4.1 污水处理厂厂址选择
污水处理厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求，并应根据下列因素综合确定：
◆在城镇水体的下游，且必须位于集中取水点下游500米以上；
◆地势较低，距离排水主干管较近：
◆在城镇夏季主导风向的下风向；
◆少拆迁，少占农田；
◆ 便于污水、污泥的排放和利用；
◆ 尽量利用地形条件,减少提升高度
◆厂区地形不受水淹，有良好的排水条件；
◆有方便的交通、运输和水电条件。
XX东部污水处理厂（一期）厂址：沙湖口，寒溪河支流西侧。
用地现状为山坡和草地，寒溪河支流从它东侧经过。
此地区位于整个镇的东北部，镇内寒溪河支流下游，地势较低。镇内铁路以东区域的污水由于管线较长，需通过一个中途提升泵站提升至污水厂。处理后的尾水可直接排入寒溪河支流。污水厂前有一条东西方向的道路，交通方便。
该厂址的地面标高为6.3m。占地面积380亩。
1.4.2 平面布置
（1）污水处理厂平面布置包括处理构筑物的平面布置、工艺管线及计量设施的布置。生产性辅助建筑物（鼓风机房、污泥泵房、配电间、机修间、仓库等）及生活福利建筑（办公室、车库、宿舍、食堂、传达室等）的布置；
（2）平面布置按功能分区、配置得当，功能明确、布置紧凑，顺流排列、流程简洁，充分利用地形、平衡土方、降低工程量，结合远期发展布置，预留适当余地，考虑扩建和施工的可能，构筑物布置应注意风向和朝向。
（3）厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还需考虑事故排除和超越管、空气管，厂区排水、自来水管等，管道之间及其与构筑物、道路之间应留有适当间距（5～8m）；
（4）合理布置工艺管道，尽量考虑重力流，管线要短，避免流程迂回，浪费管材和水头；
（5）厂内应有道路通向各构筑物，以便运输；污水厂厂区主要车行道宽6～8m，次要车行道3～4m，一般人行道1～3m，道路两旁应留出绿化带及适当间距。
（6）厂区应充分绿化，以改善卫生条件和美化环境。
（7）图面参考《给水排水制图标准》GBJl06--87，重点表达构(建)筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。
1.4.3 高程布置
（1）根据污水处理厂的平面布置，选择一条最长的污水和污泥流程，进行水力计算，以确定各处理构筑物及管渠的水面、泥面标高；
（2）计算连结各构筑物管渠的沿程和局部水头损失；
（3）估算进出各构筑物及配水设备的水头损失；
（4）考虑扩建时预留的储备水头；
（5）绘制污水、污泥高程布置图。

第2章 污水厂总体设计
2.1 污水量计算
平均流量：近期Qa1=57500m³/d=2395.83m³/h=0.666m³/s
远期Qa2=115100m³/d=4795.83m³/h=1.332
总变化系数：近期Kz1= 远期Kz2=1.30（流量Qa2>1000L/s）
=
=1.32
∴近期Qmax1=Kz1×Qa1=1.32×57500=75900m³/d=3162.5m³/h=0.878m³/s
远期Qmax2=Kz2×Qa2=1.3×115100=149630m³/d=6234.6m³/h=1.732m³/s
该污水厂分两期进行建设，其中只计算一期工程并预留二期工程发展用地即可。
2.2 污水处理程度计算
污水处理任务如下表：
项目
CODCr(mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
NH3-N(mg/L）
TN（mg/L）
TP(mg/L)
PH
进水水质
≤250
≤120
≤180
≤25
≤45
≤4
7~9
出水水质
≤60
≤20
≤20
≤8
≤20
≤1
6~9

（1 ）BOD5去除率=
（2） SS去除率=
（3 ）COD去除率=
（4 ）NH3-N去除率=
（5 ）TN去除率=
（6 ）TP去除率=
2.3 污水、污泥处理工艺方案选择
2.3.1 污水处理工艺方案
为了实现污水处理厂高稳定运行和节约能耗、节省工程投资的目的，我们将依据以下设计原则对污水处理工艺进行方案比较和选择。
1)根据原水水质、水量以及受纳水体的环境容量，综合考虑当地的实际情况，通过多方案技术经济比较，优先采用低能耗、低运行费用、低基建、占地少、操作管理方便、成熟的污水处理工艺。
2)污水厂总平面布置力求紧凑，减少占地和投资。
3)污水处理过程的自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高管理水平，降低劳动强度。 城市污水处理一般采用生物法，而生物法中又以活性污泥法居多。出于本工程对除磷脱氮要求很高，目前，已经研究开发出了各种各样的生物处理方法，出现了多个改进的工艺方案，如常规活性污泥法、氧化沟工艺、AD法、传统SBR工艺、CASS工艺、A2/O法等多种工艺。尤其近年来，随着城市污水中氮、磷等污染指标的升高以及受污染水体的富营养化，脱氮、除磷已成为必不可少的环节。因而曝气池也由单纯的好氧反应工艺发展到包括缺氧反应池和厌氧反应池在内的复合工艺，利用多种反应池的结合，可达到生物脱氮、除磷的目的。目前国际上较先进而又较流行的
方法主要有：氧化沟、传统SBR工艺、A2/O法等。
根据本工程的进水水质、水量及排放要求，按以下处理工艺进行比选。
2.3.1.1 氧化沟工艺
从本质上讲，氧化沟属于活性污泥改良的延时曝气法范畴。延时曝气活性污泥法对传统的活性污泥法来说，延时曝气时间并降低BOD5污泥负荷。以极力限制剩余污泥的生成量为目的。氧化沟法也是以同样的目的而发展起来的。因此，氧化沟法的净化原理与通常的延时曝气法几乎可以通用，但和通常的延时曝气法之间也有不同之处，氧化沟中污泥的SRT长，尽可能使污泥浓度在氧化沟中保持高些，以高MLSS运行。因此，氧化沟与传统活性污泥法相比，那些比增殖速度小的微生物生长成为可能，特别是有特征的硝化细菌占优势，使氧化沟中的硝化反应能显著进行。另外，长的SRT使剩余污泥量少且已好氧稳定，可不需要污泥的硝化处理。
氧化沟处理系统的基本特征是曝气池呈封闭式沟渠形，它使用一种方向控制的曝气和搅动装置。一方面向混合液中充氧，另一方面向反应池中的物质传递水平速度，使污水和活性污泥的混合液在沟内作不停的循环流动。从反应器的观点看，氧化沟属于一种独具特色的连续环式反应器(CLR)。
氧化沟除本身的沟体外，最重要的组成部分就是曝气机。氧化沟的曝气设备起着向水中供氧，推动水流循环流动，以及混合和保证沟中的活性污泥呈悬浮状态等作用。氧化沟的曝气设备不是沿池长均分布，而是分区定位排列，一般位于氧化沟的进水一端。由于氧化沟巧妙地结合了连续式反应器和曝气设备特定的定位布置，使氧化沟具有若干与众不同特性。
1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲击能力。一般氧化沟的入流设置在曝气区上游，而出流安排在入流口的上游。这样的安排，从短期内(循环一周)看，氧化沟具有推流系统的特点；若从长期内(循环多周)看，氧化沟又具有完全系统的特点。两者的结合，一方面是入流必须至少循环一周才能流出，这就是基本上杜绝了短流，另一方面，循环的混合液又可提供很大的稀释倍数对入流进行稀释，提高了对冲击负荷的缓冲动力。因而氧化沟是一个有效和可靠的处理系统。
2）氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺氧化沟由于结合了完全混合的推流式反应器的特征，同时曝气器又是定位分区布置的，很明显，沿水流方向存在溶解氧的浓度梯度。在氧化沟中存在曝气区、需氧区的氧含量则很有限。因此，氧化沟特别适合于硝化和反硝化。这样，一方面可利用反硝化过程所释放的氧来满足10—20％的需氧量，另一方面可利用反硝化过程恢复部分碱度。
3）氧化沟功率密度的不均匀分配，有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝。
由于氧化沟上曝气设备的不均匀设置，使氧化沟内的功率密度呈不均匀分布。氧化沟内存在两个能量内，一个是设备曝气装置的高能量区，一个是环流的低能量区，这二者之间可以认为是能量由高到低的弥散过程。
4）氧化沟的整体体积功率密度低，可节省能量。
氧化沟遵守着动量守恒原则，一旦池内混合液被加速到所需流速时，维持循环所需要的水力动力只要克服摩阻和弯道损失即可。与弥散作用不同，循环或对流混合能够增强其自身的搅动作用。结果，为了保持使用固体悬浮的速度，所需要的单位容积动力就大大低于其它系统。
目前，在国内常用的氧化沟有：卡鲁塞尔—Carrosel氧化沟(一般为倒伞型叶轮气机)；Orbal氧化沟(一般为转碟曝气器)；三沟式(T型)氧化沟(一般为转刷曝气机)；组合式氧化沟(一般为转曝气机)，这四种氧化沟各有其特点：
（1）卡鲁塞尔型氧化沟
在国内应用比较广泛，大、中、小型均适用，BOD5的去除率高达95％以上，脱氮率可达90％，本身除磷效率约为50％，如果在氧化沟前端设厌氧段，可加强除磷的效果，总的除磷效率为80-90％左右。
（2）Orbal氧化沟
一般为三沟式，可减少短路现象，第一沟容积占总容积的50—60％。所以在部分的硝化、反硝化和磷的释放都在第一沟完成，根据我国引进的几套Orbal型氧化沟的运行情况，BOD5的去除率良好，脱氮效果较理想。
（3）三沟式(T型)氧化沟
它是一种交替工作的氧化沟，一般为三沟交替式工作，该工艺BOD5的去除率和脱氮能取得一般的效果，但该型氧化沟的充氧设备的利用率低，而投资高，并且因互相的切换联锁操作，所需求自动化程度较严格，容易出事故。
（4）组合式氧化沟
组合式氧化沟是随着各种氧化沟的广泛应用而发展起来的一种新型氧化沟污水处理技术。组合式氧化沟就是不单独设二次沉淀及污泥回流设备的氧化沟。近几年在我国四川、山东等地均有组合式氧化沟污水处理工艺的污水厂建成投用，运行效果较好。组合式氧化沟技术既具有氧化沟技术的基本特征，又由于曝气净化与固液分离的一体化而独具特色：
A、工艺流程短，构筑物和设备少，不没初沉池、二沉池、污泥消化池，故投资省，占地少。
B、污泥自动回流，不设污泥回流泵站，因此能耗低，管理简便容易。
C、处理效果优于我国国家二级排放标准，工作稳定可靠。
D、产生的剩余污泥量少，污泥不需消化，且达到稳定状态，易脱水，不会带来二次污染。
E、一体化氧化沟造价低、建造快、设备事故率低、运行管理方便。
F、一体化氧化沟固液分离效果优于普通的二沉池，能承受较大的冲击负荷，使整个系统能够在较大的流量范围内稳定运行。
C、污泥回流及时，减少了污泥膨胀及反消化浮泥的可能。
2.3.1.2 传统SBR法
序批活性污泥法又称SBR法，由于运行中采用间歇的形式，因此每一反应池是一批一批地处理污水，故得此名。SBR工艺70年代出现于美国。经过多年的发展，出现了多种变型，如ICEAS、CASS、IDEA等。由于SBR运行操作的高度灵活性，在大多数场合都能代表连续活性污泥法，实现与之相同或相近的功能。改变SBR的操作模式，就可以模拟完全混合式和推流式的运行模式。在反应阶段，随着时间的推移，反应池的有机物被微生物降解，废水浓度越来越低，非常类似稳态推流式，只不过这是一种时间意义上的推流。如果进水期很长，反应池中废水的有机物在这个时期累积程度非常小，那么这种情况就接近于完全混合式。
与连续流相比，SBR有许多优点，具体如下：
1）运行管理简单 系统控制硬件如电动阀、气动阀、电磁阀、液位传感器、流量计、时间控制器及微电脑已产品化，能够为SBR系统提供可靠的自动化控制，大大缩短丁管理人员的操作时间，甚至实现无人化管理。
2）降低造价，减少占地 由于SBR将曝气与沉淀两个过程全并在一个构筑物中进行，不需要二次沉淀池和污泥回流系统，甚至在大多数情况下可以不设初次沉淀池，所以占地面积可缩小l/3—1/2，基建投资节省20%—40%。
3）耐冲击负荷 SBR充水时可作为均化池，水质、水量的变化具有调节作用。在采用长时间进水和每周期换水体积很小的运行模式时，SBR可以模拟完全混合式流态，对进水有稀释作用，这也是SBR耐冲击负荷的一个原因。
4）出水水质好 主要原因是：第一，SBR系统可随时调整运行周期和反应曝气时间等的长短，使处理水达标后排放：第二，沉淀是静止条件下进行的，没有进出水的干扰，泥水分离效果好，可避免短路、异重流的影响；第三，可根据泥水分离情况的奸坏控制沉淀时间，使出水SS最少，第四，SBR不仅可以处理一般有机物，还可以去除氮、磷等营养物，某些难降解物也可得到降解。
5）可抑制活生污泥丝状菌膨胀：废水进入反应池后，浓度随反应时间而逐渐降低。因此，存在有机物的浓度梯度。这一浓度梯度的存在对于抑制丝状菌膨胀，保持良好的污泥性状，具有重要作用。从另一方面看，缺氧、好氧状态并存，能够抑制专性好氧丝状菌的繁殖。研究和工程应用表明，SBR污泥的SVI值多在100左右，能有效地抑制丝状菌污泥膨胀。
6）脱氮除磷 适当控制运行条件，SBR系统可在不投加任何化学药剂的情况下，同时去除氮、磷等营养物，十分简便。
2.3.1.3 A2／O工艺
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺于?0年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺(A2/O)的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。
该工艺在厌氧—好氧除磷工艺(A2/O)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。
A2/O工艺流程图如图2.3.1所示。
图2.3.1A2／O工艺流程图
（1）工艺原理
首段厌氧池，流入原污水与同步进入的从二沉池回流的含磷污泥混合。本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外，NH3－N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3－N浓度下降，但NO3－N含量没有变化。
在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NH-2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
在好氧池中，有机物被微生物尘化降解，而继续下降；有机氮首先被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着消化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
（2）A2/O工艺的特点
1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
2）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。
4）污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。
5）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中央带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
（3） A2/O工艺设计参数
选用A2/O工艺，在设计上要求安全，确保处理效果。该工程一期处理量为7万m3/d，变化系统为1.37。根据设计手册，A2/