Carrousel 2000型氧化沟设计方法

Carrousel 2000型氧化沟设计方法
Carrousel 2000型氧化沟设计方法
Ton Joha (DHV Water BV)
吕斌(DHV集团北京办事处)
1 Carrousel2000(卡鲁塞尔2000)系统
Carrousel系统是1967年由荷兰的DHV公司开发研制。

在原Carrousel系统的基础上DHV公司和其在美国的专利特许公司EIMCO又发明了Carrousel2000系统(见图1)，实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。

至今世界上已有850多座Carrousel和Carrousel 2000系统正在运行，实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。

Carrousel2000型氧化沟由于其特殊的预反硝化区的设计(占氧化沟体积的15%)，在缺氧条件下进水与一定量的混合液混合(该量可通过内部回流控制阀调节)；剩余部分(体积的85%)包括有氧和缺氧区，用于进行同时硝化反硝化，也用于磷的富集吸收。

每座Carrousel2000型氧化沟中配有相当数量的表曝机，实现沟内水体的推流、混合和充氧。

系统的供氧量可以通过控制沟内表曝机运行台数的多少进行调节，另外从节能的角度考虑，每座沟中还装有一定数量的推进器用于保证混合液具有一定的流速，并防止污泥在进水SOD5含量低的情况下发生沉淀(例如在夜间只有1--2台表曝机运行)。

2 工艺计算
2.1 设计参数
Carrousel200的工艺设计在很大成度上取决于下列因素：
(1) 污水的组成；
(2) 污水量；
(3) 工艺设计温度；
(4) 出水水质要求；
(5) 对于剩余污泥的要求(是否要求污泥好氧稳定)
2.2 计算举例
某污水处理厂采用延时曝气及强化脱氧，其运行条件为：
Q＝20 000 m3/d
设计温度T＝15
进水水质：BOD ＝200mg/L ，TN ＝50 mg/L ，
SS ＝
200 mg/L;
出水水质：BOD ＝10mg/L ，TN ＝10 mg/L ，
SS ＝25 mg/L;
曝气池(氧化沟)中的污泥浓度(X)为4.5kgMLSS/m 3
Carrousel2000的工艺计算包括水质计算和水力计算两部分，容积的设计以所需要的污泥龄和剩余污泥产量为基础，所需要的污泥龄(τ)取决于对出水水质和污泥的要求、进水组成以及工艺设计温度(如表1)，剩余污泥的比产率系数取决于对出水水质和污泥的要求以及进水的组成(如表
2)
对于本例的计算，剩余污泥的比产率系数Y ＝0.97 kgMLSS/kgBOD 5进水
剩余污泥产量(SSP)
SSP ＝Y ×BOD 进水×Q/1 000＝0.97×200×20000/1000＝3880kgMLSS/d
表1 所需污泥龄
要求 SS/BOD BOD/TKN T=10℃ T=15℃ T=20℃ 污泥好氧稳定化
20 14 10 出水总氮浓度10mg/L
0.8
3
22 17 14 4 15 10 8 5 13 8 6 1.0
3
20 15 12 4 15 9 7 5 13 7 5 1.2
3 20 13 10
4 1
5 9
6 5 12
7 4 1.4
3
19 12 9 4 14 8 5 5
12 7
4
表2 剩余污泥的比产率系数
SS/BOD
0.8 1.0 1.2 1.4
比污泥产率系数（kgMLSS/kg BOD5
进
水
）
0.84 0.97 1.10 1.23
所需的Carrousel2000的容积计算如下：
V＝SSP×τ/X＝3 880×14/4.5≈12 000 m3
污泥的BOD负荷(L BOD)采用如下公式计算：
L
BOD
=BOD进水×Q/V×X×1 000＝200×20000/12000×4.5×1000＝0.074kgBOD/(kgMLSS·d)所需的前反硝化容积取决于进水组成及所要求的氮的去除率，通常前反硝化容积在10%～25%的总容积范围内变化，本例中需要20%
所需的充氧量负荷取决于进水组成和设计的工艺温度(如表3)。

表3 充氧量负荷 kgO
3/kgBOD
5进水
BOD/TKN T=10℃T=15℃T=20℃
3 3.2 3.5 3.9
4 2.9 3.1 3.3
5 2.7 2.9 3.1
对于本例的计算，所需的充氧量负荷为3.1 kgO 2/kgBOD5进水
所需的充氧能力(OC)由下式计算：
OC＝OC
负荷×BOD进水×Q/1000×24＝3.1×200×20 000/ 000×24≈520 kgO2/h 水力设计是基于Carrousel2000的容积及充氧能力。

具体设计包括池形、沟道数目、氧化沟的尺寸、数量以及表曝机和推进器的尺寸和能力。

水力设计需要经过DHV公司的校核(Carrousel2000的专利持有人)。

本例中Carrousel2000氧化沟的尺寸、数量及曝气机能力的计算结果如表4所示。

表4 Carrousel2000的水力设计（容积m3,
充氧能力=520kgO
2
/h）
方案沟道数量表曝机数
量
表曝机能
力（kW)
沟道厚度
（m）
沟道深度
（m）
氧化沟总
宽（m）
氧化沟总
长（m）
沟道总长
（m）
1 4
2 132 9.0 4.5 36 80 296
2 4
3 90 8.0 4.0 32 99 375 作者通讯处：吕斌100016 北京市朝阳区将台路2105
电话：(010)64379187
(收稿日期1999-07-07)。