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本文分析了我国水环境现状及城市污水处理厂发展现状及趋势,详细分析了氧化沟处理技术。通过分析现状用水量以及西安市的发展状况,预测了第三处理厂的污水水质与水量。论文对三种污水处理技术方案进行了技术经济比选,采用综合分析法得出最佳推荐工艺。论文对推荐工艺的水处理反应器的工艺特点和主要设计参数进行了分析研究。得到以下主要研究成果:（1）通过研究分析,近期2005年处理水量为10万T/d,其中工业废水占55.3%,生活污水占44.7%。深度处理水量为5万T/d;远期2020年处理水量为20万T/d,其中工业废水占53.6%,生活污水占46.4%。深度处理水量为10万T/d。预测污水处理设计进水水质为:COD=400mg/L,BOD5=180mg/L,pH在65～85。（2）以处理水量和水质要求为依据,考虑目前污水处理技术现状及发展趋势,从三个处理方案中依据技术经济指标、运行成本和管理难易等方面进行综合比选,最后推荐选用奥伯尔氧化沟工艺。（3）采用污泥负荷法、污泥龄法和动力学参数法进行了计算比较,最后确定厌氧区容积4600m3,缺氧、好氧区容积为68000m3,氧化沟总容积为72600m3。得出奥伯尔氧化沟三沟容积比按照50:32:18的比例划分,与相关资料介绍的50%、33%和17%接近,脱氮效果良。研究了氧化沟曝气设备,推荐采用曝气转碟具。（4） 2006年10月工程建成通水,进行试运行。进水中工业废水占到50%以上,水质浓度超过设计值,且B/C在0.32～0.49之间,而出水CODcr均小于30mg/l,处理效果良好,表明氧化沟反应器抗冲击能力较强。沟底未发现积泥,证明转碟曝气机具有较好的推流作用,设计确定的转碟曝气机位置和潜水推流器的位置基本合理。周进周出沉淀池用于沉淀效果好,进水污染物超标50～100%以上,污泥量几乎倍增的情况下依然保证出水SS小于18mg/l,大部分时间小于15mg/l。说明该工艺应用于工业废水比例较高的城镇污水处理厂可以取得很好的处理效果。